Las infecciones del tracto urinario (ITU) se encuentran entre las infecciones bacterianas más comunes. Por lo general, requieren tratamiento con antibióticos y casi una cuarta parte de los casos tratados provocan una infección recurrente. La gran mayoría de las infecciones urinarias son causadas por una subespecie de la bacteria. Escherichia coli, que infectan las células que recubren la pared de la vejiga y forman lo que se conoce como “comunidades bacterianas intracelulares”.
Las “comunidades” se rompen repetidamente y las bacterias vuelven a entrar en las células vecinas, matando eventualmente las llamadas “células paraguas” que recubren la capa más externa del epitelio de la vejiga. La pérdida de células paraguas permite que las bacterias invadan las capas más profundas de la vejiga, donde pueden formar “reservorios intracelulares inactivos” que son resistentes a los antibióticos y provocan recurrencias de las infecciones urinarias. La dinámica de estos eventos es difícil de captar en vivo en modelos animales.
Por ello, para abordar esto, el grupo del profesor John McKinney de la Facultad de Ciencias de la Vida de la EPFL han desarrollado dos modelos de vejiga complementarios para estudiar las infecciones urinarias de una manera más controlada.
El primer modelo consta de organoides vesicales que recrean la arquitectura estratificada en 3D del epitelio vesical
Concretamente, el primer modelo consta de organoides vesicales que recrean la arquitectura estratificada en 3D del epitelio vesical. Los organoides son pequeños tejidos y órganos cultivados en laboratorio que son anatómicamente correctos y fisiológicamente funcionales.
"Al generar organoides a partir de un ratón con una etiqueta fluorescente incorporada dentro de las membranas celulares, podríamos usar imágenes confocales de células vivas en la Instalación Central de BioImagen y Óptica de EPFL para identificar nichos bacterianos específicos dentro del organoide con una alta resolución espacial", han explicado los investigadores.
DOS MODELOS COMPLEMENTARIOS
"Al obtener imágenes de múltiples organoides, logramos identificar la heterogeneidad y los diversos resultados de las interacciones huésped-patógeno. Este sistema de prueba de concepto ha demostrado un potencial prometedor para estudios de seguimiento sobre la persistencia bacteriana de los antibióticos y la dinámica de las respuestas de las células inmunes a la infección", han detallado.
Por su lado, el segundo modelo es una vejiga en un chip que incluye células endoteliales y células paraguas que crecen juntas en condiciones que imitan de cerca la vejiga, incluido un flujo de orina simulado y fuerzas mecánicas para simular la expansión y la contracción que experimenta la vejiga a medida que se llena y desemboca en orina.
"Los modelos microfisiológicos cierran la brecha entre los sistemas simples de cultivo celular y los modelos animales", han subrayado. "Los dos modelos se complementan bien y están diseñados para estudiar aspectos específicos de la enfermedad. Esperamos que sirvan como un recurso para la comunidad más amplia de microbiología y promuevan las sinergias entre las comunidades de ingeniería de tejidos y enfermedades infecciosas", han concluido.