Les chercheurs de la Cleveland Clinic ont trouvé la preuve définitive d’un microbiome rénal qui influence la santé rénale et la formation de calculs rénaux, démontrant que les voies urinaires ne sont pas stériles et que de faibles niveaux de bactéries sont normaux.
Le Communications naturelles La publication décrit l’approche rigoureuse à plusieurs volets qu’une équipe dirigée par Aaron Miller, Ph.D. et José Agudelo, MD, a utilisée pour identifier et caractériser la petite communauté bactérienne en combinant des études précliniques, humaines et en boîte.
Ils ont également identifié certaines bactéries dans le microbiome qui pourraient favoriser ou bloquer le développement de calculs rénaux et ont montré qu’une mauvaise utilisation d’antibiotiques (généralement associée au développement de calculs rénaux en milieu hospitalier) orientait le microbiome vers des bactéries favorisant les calculs.
Le Dr Miller espère que les découvertes de son équipe contribueront à renverser le concept de voies urinaires stériles et mèneront à de meilleures options de prévention ou de traitement pour une maladie qui n’a pas connu de progrès médicaux majeurs depuis plus de trois décennies.
« Les maladies urologiques comme les calculs rénaux touchent 63 % de la population adulte et s’aggravent », dit-il. « Les données pointent systématiquement vers les bactéries. Si nous ne pouvons pas surmonter l’hypothèse de la stérilité, nous ne pouvons pas développer des traitements et des options préventives plus efficaces. »
Les niveaux normaux de bactéries dans l’urine sont très faibles, mais ils sont rarement nuls. Malgré cela, l’urobiome – le microbiome de différents organes des voies urinaires, dont la vessie et les reins – est un sujet débattu depuis sa découverte dans l’urine humaine il y a moins de 15 ans.
Le premier auteur et urologue José Agudelo, MD, qui possède une vaste expérience dans le domaine des calculs urinaires, explique que les découvertes indirectes précédentes sur le microbiome rénal ont fourni des preuves convaincantes mais ont laissé place au doute.
Les communautés bactériennes doivent répondre à trois critères pour être considérées comme un véritable microbiome : stabilité, cohérence et reproductibilité et être métaboliquement actives.
Les méthodes de l’équipe ont démontré chacun de ces aspects pour les bactéries présentes dans les voies urinaires. Leurs recherches ont également montré que les bactéries vivant dans les voies urinaires n’étaient pas là uniquement à cause d’une maladie, puisqu’elles les ont trouvées dans les voies urinaires de personnes ne présentant aucun signe de maladie urologique.
D’autres études avaient montré que deux espèces, les Drs. Miller et Agudelo avaient identifié—E. coli et Lactobacillus crispatus – avaient été associés respectivement à la présence et à l’absence de calculs rénaux. Les chercheurs ont demandé si l’activité métabolique de leur communauté microbienne nouvellement découverte jouait un rôle dans la formation de calculs rénaux.
Pour voir si le microbiome rénal pouvait influencer la formation de calculs, les chercheurs ont cultivé des bactéries à l’aide d’une chambre spéciale qui imite le mouvement de l’urine dans nos reins. Ils ont ensuite ajouté les « matières premières » que sont les calculs rénaux, l’oxalate et le calcium, pour voir ce qui se passait.
Plusieurs grandes structures cristallines ressemblant à des pierres se sont formées dans les chambres cultivant E. coli. Les analyses chimiques et aux rayons X ont révélé que ces structures étaient impossibles à distinguer des calculs rénaux humains. Aucun calcul ne s’est formé dans les chambres cultivant Lactobacillus de cette manière.
La culture conjointe des deux bactéries a donné naissance à de très petites structures cristallines qui étaient structurellement et chimiquement différentes des calculs rénaux, ce qui indique que Lactobacillus bloque d’une manière ou d’une autre la capacité d’E. coli à former des calculs rénaux.
Dans les modèles précliniques, l’équipe a également constaté que la surutilisation d’antibiotiques modifiait l’équilibre du microbiome rénal des Lactobacillus sains vers l’E. coli formant des calculs. Ils pensent que leurs résultats, pris ensemble, peuvent expliquer pourquoi les individus qui suivent un traitement antibiotique à long terme sont plus susceptibles de développer des calculs rénaux.
Le Dr Agudelo affirme que les découvertes de son équipe suggèrent que différentes bactéries produisent des molécules pro- et anti-calculs rénaux, qu’il souhaite utiliser dans de nouvelles techniques thérapeutiques et diagnostiques. Il travaille déjà à comprendre quels métabolites bactériens influencent la formation de calculs, et comment.
« Si le microbiome rénal peut influencer les calculs rénaux, il peut également influencer d’autres maladies rénales », ajoute le Dr Miller. « Nous étudions déjà les signatures microbiennes d’autres maladies rénales et avons même soumis une subvention pour étudier comment certaines variantes génétiques influencent le microbiome rénal et le risque de maladie rénale dans différentes ethnies. »
