Para la mayoría de las bacterias invasoras, la vejiga no es un lugar amigable.
Pero para aquellas que han descubierto cómo eliminar el hierro de sus anfitriones, es un buen lugar para crecer y reproducirse. Y para millones de mujeres al año, eso significa infecciones dolorosas, ardientes y potencialmente peligrosas del tracto urinario.
Ahora, en un giro irónico, los científicos han vuelto ese poder de eliminación de hierro contra las bacterias más comunes que causan infecciones urinarias.
Por primera vez, han evitado las infecciones urinarias en ratones al vacunarlos con las mismas moléculas que las bacterias suelen usar para agarrar hierro y alimentar su crecimiento. Los resultados se publican en las Actas de la Academia Nacional de Ciencias por un equipode la Facultad de Medicina de la Universidad de Michigan.
Advierten que una vacuna contra la IU humana basada en el enfoque aún está a años de distancia. Pero el éxito de la vacunación con las pequeñas moléculas que agarran hierro, llamadas sideróforos, allana el camino para futuras investigaciones.
El mismo equipo informó anteriormente de éxito en la prevención de infecciones urinarias utilizando una vacuna hecha de proteínas de la bacteria, llamada Escherichia coli uropatógena o UPEC. Ni el enfoque de proteínas ni el enfoque de sideróforos proporcionaron protección completa, pero los dos enfoques juntos podrían hacerlo.
UPEC causa más de las tres cuartas partes de las infecciones urinarias en mujeres sanas y la bacteria produce sideróforos "furtivos" que evaden el sistema inmunitario del huésped y son únicos para ellos. Eso hace que estas moléculas sean buenas candidatas para una vacuna sin consecuencias no deseadas.
De hecho, en el mismo número de PNAS , un equipo del Instituto de Tecnología de Massachusetts y la Universidad de California, Irvine informan de éxito en la prevención de infecciones intestinales mediante la vacunación de ratones contra Salmonella utilizando sideróforos producidos por esas bacterias.
Un problema apremiante
Con E. coli ganando resistencia a los antibióticos que muchas mujeres toman para tratar las infecciones urinarias, o prevenir los recurrentes, la búsqueda de una vacuna adquiere una nueva urgencia, dice Harry Mobley, Ph.D., autor principal del nuevo artículo ypresidente del Departamento de Microbiología e Inmunología de la UM.
Los hallazgos recientes de que el jugo de arándano no previene las infecciones urinarias aumentan esa urgencia.
La atención de las infecciones urinarias en los Estados Unidos cuesta más de $ 3.5 mil millones al año, y afecta a la mitad de todas las mujeres en algún momento de sus vidas. La mitad de las que reciben una tendrán otra el próximo año, y alrededor de 4 millones de mujeres sufren infecciones urinarias continuas.Las mujeres que sufren infecciones urinarias recurrentes son las candidatas más probables para una vacuna, dice la primera autora e investigadora Laura Mike, Ph.D.
Mike, Mobley y sus colegas evaluaron el efecto de la vacunación con sideróforos de varias maneras. Comenzaron aplicando dos sideróforos sigilosos UPEC diferentes dentro de las narices de los ratones, varias veces en el transcurso de dos semanas.
Una semana después, aplicaron la bacteria UPEC directamente en las vejigas de los ratones, esperaron dos días y luego observaron su orina, vejiga y riñones, que se ven involucrados cuando una infección urinaria se descontrola.
Cuando cada uno de los dos sideróforos se administró individualmente, resultó una protección modesta contra la infección urinaria. Pero tratar a los ratones con ambos sideróforos y la proteína transportadora al mismo tiempo produjo un efecto mucho mayor.
"Vimos la eficacia más en el riñón que en la vejiga, lo que sugiere que este enfoque puede ser más útil para prevenir las infecciones urinarias avanzadas", dice Mike. "Nuestro próximo desafío es crear una vacuna combinada que también emplee proteínas que las bacterias UPEC usan paraune sus sideróforos cargados de hierro y prueba otros adyuvantes para aumentar la respuesta "
El equipo planea expandir su estudio para ver si pueden protegerse contra la infección del torrente sanguíneo o bacteriemia, que puede causar que algunas personas con ITU desarrollen sepsis y mueran.
Mobley señala que los investigadores no encontraron evidencia directa de anticuerpos producidos por los ratones que respondían a la vacuna sideróforo. Pero los hallazgos, incluido el examen detallado de la vejiga y el tejido renal, son consistentes con una respuesta inmune adaptativa derivada de la vacunación,él dice.
Otros equipos han tratado de usar sideróforos contra las infecciones urinarias, pero no llegaron tan lejos como el equipo de la UM. El uso de una molécula pequeña como un sideróforo contra infecciones bacterianas es en sí mismo un enfoque novedoso, señala Mobley.
Y, dice Mike, dado que otras bacterias peligrosas hacen sus propios sideróforos únicos, el enfoque podría intentarse más allá de UPEC y Salmonella. Recientemente, los investigadores de la UM mostraron el papel de los sideróforos en la capacidad de una bacteria "superbacteria" llamada Klebsiella pneumonia para causarneumonía y mucho peor.
"Usar proteínas que se encuentran en la superficie de las células bacterianas como base para la vacunación puede carecer de eficacia debido a la variabilidad de la estructura proteica exacta", dice Mobley. "Pero los sideróforos son los mismos en la mayoría de las bacterias entéricas gram negativas que causanalgunas de las peores infecciones. Este es un paso en el camino, pero es alentador "
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Materiales proporcionado por Sistema de salud de la Universidad de Michigan . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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