I ricercatori della Cleveland Clinic hanno identificato un microbioma renale che svolge un ruolo sia nella salute dei reni che nella formazione di calcoli renali. Condotto da Aaron Miller e José Agudelo, lo studio fornisce una forte evidenza che il tratto urinario non è sterile, con comunità batteriche presenti in natura anche in individui senza condizioni urologiche. I risultati, pubblicati su Nature Communications, hanno importanti implicazioni per la nefrologia, l'urologia e la gestione delle malattie infettive.
Per essere considerate un vero microbioma, le comunità batteriche devono soddisfare criteri specifici: stabilità, consistenza e riproducibilità in diverse condizioni e attività metabolica. I ricercatori hanno confermato tutti questi criteri all'interno del tratto urinario, dimostrando che i batteri presenti nei reni non sono semplicemente transitori o associati a malattie. Invece, esiste un ecosistema microbico stabile all'interno dei reni, in grado di rispondere ai trattamenti antibiotici e potenzialmente influenzare la formazione di calcoli renali di ossalato di calcio (CaOx).

Potenziali implicazioni cliniche
Julia Weinmann-Menke, direttrice della Clinica di Nefrologia, Reumatologia e Trapianto di Rene presso il Centro Medico Universitario di Magonza, in Germania, e portavoce della Società Tedesca di Nefrologia, ha commentato lo studio: "I risultati – che esiste un microbioma renale specifico e che alcuni batteri svolgono un ruolo – sono certamente interessanti e dovrebbero essere ulteriormente studiati e considerati nella pratica clinica".
Tuttavia, Weinmann-Menke ha aggiunto che i risultati dello studio non hanno rilevanza per le infezioni acute. Lo studio non cambia la pratica clinica per il trattamento delle infezioni. Gli antibiotici sono necessari quando un paziente mostra sintomi clinici come un'infezione del tratto urinario, un'infezione renale o una sepsi, ha spiegato.

Crescita batterica in camere speciali
Per valutare se il microbioma renale influisce sulla formazione dei calcoli, i ricercatori hanno coltivato i batteri in camere speciali che simulano il flusso urinario all'interno dei reni. Hanno poi introdotto calcio e ossalato, i componenti principali dei calcoli renali di CaOx.
È stato dimostrato che il batterio uro-protettivo Lactobacillus crispatus e un ceppo di Escherichia coli associato alla formazione di calcoli influenzano la cristallizzazione di CaOx incorporando inibitori e promotori di CaOx in modi diversi.
Nelle camere coltivate a E. coli si sono formate grandi strutture cristalline simili a pietre. Le analisi chimiche e a raggi X hanno confermato che queste strutture erano identiche ai calcoli renali umani. Nelle camere in cui cresceva L. crispatus, non si formavano calcoli renali.
Nei modelli preclinici, i ricercatori hanno osservato che l'uso eccessivo di antibiotici ha alterato il microbioma renale, spostando l'equilibrio dal benefico Lactobacillus all'E coli che promuove la formazione di cristalli. Questo potrebbe spiegare perché gli individui che assumono antibiotici a lungo termine hanno un rischio maggiore di sviluppare calcoli renali.
Miller e Agudelo hanno anche fatto riferimento a uno studio del 2019 che suggerisce che la disbiosi del microbioma intestinale e urinario può essere un fattore nell'aumento della prevalenza di calcoli renali. Lo studio ha evidenziato il Lactobacillus come fattore protettivo contro i calcoli renali e le Enterobacteriaceae come fattore patogeno che contribuisce alla formazione di calcoli renali.

Altre malattie renali
Miller ritiene che l'influenza del microbioma renale si estenda oltre la formazione di calcoli renali. Il suo team sta attualmente studiando le firme microbiche in altre malattie renali e ha richiesto finanziamenti per studiare le varianti genetiche che influenzano il microbioma renale e il rischio di malattie renali in diversi gruppi etnici.
"Se i batteri nel tratto urinario influenzano la formazione dei calcoli renali, probabilmente svolgono un ruolo anche in altre malattie renali", ha affermato Miller.
Ha anche sottolineato la necessità di andare oltre l'assunto obsoleto della sterilità del tratto urinario. "I dati confermano costantemente la presenza batterica nel tratto urinario. Se non lo riconosciamo, non saremo in grado di sviluppare trattamenti migliori e strategie preventive", ha aggiunto.

Opportunità terapeutiche
I risultati dello studio indicano che gli antibiotici possono interferire con enzimi specifici, influenzando potenzialmente la formazione di calcoli renali. "Questo potrebbe essere sfruttato terapeuticamente, in particolare nei pazienti inclini ai calcoli di ossalato di calcio", ha suggerito Weinmann-Menke.
Questa ricerca sfida le visioni tradizionali del microbioma del tratto urinario e offre nuove strade per trattamenti personalizzati dei calcoli renali. Sono necessari ulteriori studi per esplorare terapie mirate al microbioma in nefrologia e urologia.

Bibliografia
Agudelo J, et al. Cefazolin shifts the kidney microbiota to promote a lithogenic environment. Nat Commun 2024; 15: 10509. https://doi.org/10.1038/s41467-024-54432-6
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