Veelbelovende manier ontdekt om nierinfecties te voorkomen en te behandelen
Multiresistente bacteriën zijn een steeds groter wordend probleem bij urineweginfecties (urinary tract infections of UTIs). UTIs komen wereldwijd veel voor en kunnen resulteren in nierontsteking, wat ernstige gevolgen kan hebben. Onderzoekers hebben daarom onderzocht of specifieke cellen in de nier een infectie kunnen aanpakken of zelfs voorkomen. De bevindingen zijn recent gepubliceerd in Nature communications.
Meer dan 50% van de vrouwen krijgt in haar leven een UTI,
maar ook mannen kunnen er last van krijgen. Bacteriën bij een UTI kunnen vanuit
de blaas ascenderen naar de nier wat kan resulteren in een pyelonefritis. Dit
kan leiden tot hypertensie, chronische nierziekte en urosepsis.De
verwekker is in 70 tot 95% van de gevallen Escherichia
coli (E. coli). Steeds meer UTI-veroorzakende bacteriën blijken
multiresistent te zijn waardoor onderzoek naar alternatieve manieren om
nierinfecties te behandelen van belang is.
Onderzoek
In dit onderzoek heeft men zich gericht op de zogenaamde intercalaire cellen (intercaleted cells of ICs). Deze epitheelcellen bevinden zich in de tubuli. Ze zijn betrokken bij de zuur-base homeostase via expressie van ATPase, een protonenpomp, maar er wordt ook gedacht dat ze betrokken zijn bij de aangeboren immuunrespons.
Via single-cell RNA-sequencing (ScRNA-seq) wordt de algehele genexpressie, en dus de transcriptionele activiteit, van cellen in kaart gebracht. Het transcriptoom kan, in tegenstelling tot het genoom, actief gewijzigd worden afhankelijk van ontwikkelingsstadia en invloeden vanuit de omgeving. ScRNA-seq zeg iets over hoe cellen zich ten opzichte van elkaar ontwikkelen.
Eerst werden individuele ICs van humaan gezond nierweefsel gesequenced. Vervolgens werd er onderzoek gedaan bij levende muizen met intacte nieren waarbij de ICs live konden worden gevolgd. In beide onderzoeken werd een deel van de cellen blootgesteld aan uropathogene E. coli (UPEC) – om een infectie na te bootsen – en een ander deel aan een zoutoplossing.
Resultaten
Er zijn zes soorten
humane ICs gevonden. Subtypen daarvan bleken in staat te zijn om bacteriën actief
te fagocyteren en vervolgens
de fagolysosomen te verzuren. Meer cellen differentieerden richting dit subtype
na
blootstelling aan UPEC.
Fagocytose werd in real time waargenomen bij de ICs van de levende muizen.
Verder hadden deze cellen
een verhoogde ATPase expressie na afloop van de in vivo gecreëerde
experimentele UTI.
Samenvattend; de ICs vertonen een transcriptionele respons die bevorderlijk is
voor de verdediging van de nier, fagocyteren bacteriën en verzuren de
geïnternaliseerde bacteriën.
Conclusie
Fagocytose wordt van oudsher alleen geassocieerd met witte bloedcellen (macrofagen) welke aanwezig zijn in het gehele lichaam. Bij activatie van deze cellen zou dan ook het hele lichaam beïnvloed worden. De onderzochte ICs bevinden zich alleen in de nieren. Deze cellen kunnen volgens de onderzoekers gezien worden als de bewakers; het zijn de eersten die bacteriën tegenkomen en opeten, wanneer deze vanuit de blaas de nier binnendringen, en vervolgens zuur afscheiden ter neutralisatie. Omdat nu blijkt dat de ICs cellen op dezelfde manier werken als witte bloedcellen denken de onderzoekers dat een toekomstige behandelstrategie, gebaseerd op het verschuiven van IC-differentiatie naar de correcte subtype(n), een infectie in de nieren misschien kan voorkomen of verwijderen. Het idee is om met deze aanpak uiteindelijk antibioticatherapie te vervangen of aan te vullen.
Geschreven door:
Aurora
van de Loo
1. Persbericht EurekAlert van 29 juni 2021. IU researchers discover promising new way to prevent, treat kidney infections.Verkregen via eurekalert.org/pub_releases/2021-06/iuso-ird062921.php, op [01-07-2021]
2. Saxena V, Gao H, Arregui S, Zollman A, Kamocka MM, et al. Kidney intercalated cells are phagocytic and acidify internalized uropathogenic Escherichia coli. Nat Commun. 2021; https://doi.org/10.1038/s41467-021-22672-5