I SERBATOI QUIESCENTI SI RIATTIVANO
I serbatoi quiescenti spiegano come Escherichia coli possa persistere nell’urotelio dopo la guarigione apparente e riattivarsi in seguito, provocando recidive di cistite. L’esposizione a Gardnerella può favorire l’esfoliazione delle cellule superficiali e il risveglio dell’infezione latente, collegando disbiosi vaginale, rapporti sessuali e nuovi episodi di cistite.
Nel primo capitolo abbiamo visto come, a partire dalla fine degli anni ’90, si sia compreso che Escherichia coli è in grado di formare nell’urotelio colonie intracellulari e serbatoi quiescenti, mentre nel secondo capitolo abbiamo analizzato le caratteristiche di queste singolari comunità batteriche.
Resta infine da spiegare quali stimoli innescherebbero la riattivazione di un serbatoio quiescente e dunque una recidiva. Una prima possibile risposta arriva da un bel lavoro pubblicato nel marzo 2017 sulla rivista PLOS Pathogens [11]: la responsabile potrebbe essere Gardnerella vaginalis.
Lo studio, che ha sfruttato il modello murino di cistite già largamente utilizzato in precedenza, è stato condotto in questo modo: dopo averli esposti a E. coli in modo tale che si formassero serbatoi intracellulari quiescenti, e dopo la completa guarigione dell’infezione acuta, ai topi è stata inoculata in vescica G. vaginalis oppure Lactibacillus crispatus, come rappresentanti rispettivamente di un microbiota vaginale alterato oppure sano. Nessuno dei due batteri ha colonizzato la vescica, ma la semplice esposizione a Gardnerella ha suscitato una recidiva di cistite in un terzo dei topi, mentre l’esposizione a L. crispatus mai. In tutti i topi esposti a Gardnerella, inoltre, è stata osservata una esfoliazione delle cellule superficiali dell’urotelio (mentre in quelli esposti a L. crispatus no): dunque gli autori ritengono che sia proprio la stimolazione dell’esfoliazione il meccanismo attraverso cui Gardnerella induce la riattivazione dei serbatoi quiescenti.
È stato scelto di utilizzare G. vaginalis perché, essendo un normale componente del microbiota vaginale, nella pratica è probabile che possa facilmente raggiungere la vescica a seguito dell’attività sessuale, specialmente nelle donne con vaginosi batterica, che ne ospitano in vagina grandi quantità. I risultati quindi sono perfettamente in linea con le ben note osservazioni che 1) le donne con vaginosi batterica sono a maggior rischio di infezioni urinarie rispetto a quelle con microbiota vaginale normale, e 2) il tasso di UTI ricorrenti diminuisce grazie a interventi che influenzano il microbiota vaginale, come la somministrazione di lattobacilli.
Finora per dare conto di queste osservazioni si era invocata l’azione protettiva che un microbiota vaginale sano esercita nei confronti dei batteri uropatogeni provenienti dall’intestino. I nuovi risultati aprono la possibilità, non necessariamente in contrapposizione con la spiegazione classica, che alcuni batteri del microbiota vaginale possano avere un’azione diretta di riattivazione di un’infezione urinaria latente. Infine un punto particolarmente interessante: lo studio darebbe finalmente una spiegazione convincente del perché i rapporti sessuali rappresentino il principale fattore di rischio di cistite nelle donne in età fertile.
Da evidenziare il fatto che la presenza (o anche semplicemente il passaggio) di Gardnerella nell’apparato urinario è nociva di per sé, anche indipendentemente dall’esistenza di un’infezione latente. Dallo studio infatti emerge che G. vaginalis è in grado di danneggiare l’urotelio: questo potrebbe spiegare recenti dati, provenienti dall’analisi del microbiota urinario, secondo cui G. vaginalis è presente più spesso nell’urina delle donne che soffrono di vescica iperattiva rispetto ai soggetti sani [15].
In conclusione
I brillanti risultati ottenuti dalla ricerca medica negli ultimi 20 anni fanno supporre che la patogenesi delle cistiti ricorrenti sia molto più complessa di quanto ritenuto in precedenza. Classicamente si è sempre ritenuto che tutte le recidive siano dovute alla migrazione di batteri dall’intestino. Se questo è sicuramente vero per un primo episodio di cistite, ora sappiamo che a seguito di un episodio di UTI i batteri molto probabilmente sono in grado di persistere all’interno del tessuto vescicale. L’eziologia degli episodi successivi diventa quindi più ardua da definire: potrebbe coinvolgere sia batteri la cui origine è di nuovo il tratto intestinale, sia batteri che riemergono da uno stato quiescente nella vescica stessa. Secondo i ricercatori, l’ipotesi più probabile è che entrambi i meccanismi siano coinvolti nella patogenesi delle cistiti recidive [14].
Bibliografia dei 3 capitoli
1: Fukushi, Y., S. Orikasa, and M. Kagayama. “An electron microscopic study of the interaction between vesical epitherlium and E. Coli.” Investigative urology 17.1 (1979): 61-68. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/376485/
2: Mulvey, Matthew A., et al. “Induction and evasion of host defenses by type 1-piliated uropathogenic Escherichia coli.” Science 282.5393 (1998): 1494-1497. https://doi.org/10.1126/science.282.5393.1494
3: Mulvey, Matthew A., Joel D. Schilling, and Scott J. Hultgren. “Establishment of a persistent Escherichia coli reservoir during the acute phase of a bladder infection.” Infection and immunity 69.7 (2001): 4572-4579. https://doi.org/10.1128/iai.69.7.4572-4579.2001
4: Anderson, Gregory G., et al. “Intracellular bacterial biofilm-like pods in urinary tract infections.” Science301.5629 (2003): 105-107. https://doi.org/10.1126/science.1084550
5: Mysorekar, Indira U., and Scott J. Hultgren. “Mechanisms of uropathogenic Escherichia coli persistence and eradication from the urinary tract.” Proceedings of the National Academy of Sciences103.38 (2006): 14170-14175. https://doi.org/10.1073/pnas.0602136103
6: Justice, Sheryl S., et al. “Differentiation and developmental pathways of uropathogenic Escherichia coli in urinary tract pathogenesis.” Proceedings of the National Academy of Sciences101.5 (2004): 1333-1338. https://doi.org/10.1073/pnas.0308125100
7: Blango, Matthew G., and Matthew A. Mulvey. “Persistence of uropathogenic Escherichia coli in the face of multiple antibiotics.” Antimicrobial agents and chemotherapy 54.5 (2010): 1855-1863. https://doi.org/10.1128/aac.00014-10
8: Rosen, David A., et al. “Detection of intracellular bacterial communities in human urinary tract infection.” PLoS medicine 4.12 (2007): e329. https://doi.org/10.1371/journal.pmed.0040329
9: Robino, Luciana, et al. “Detection of intracellular bacterial communities in a child with Escherichia coli recurrent urinary tract infections.” Pathogens and disease 68.3 (2013): 78-81. https://doi.org/10.1111/2049-632X.12047
10: Robino, Luciana, et al. “Intracellular bacteria in the pathogenesis of Escherichia coli urinary tract infection in children.” Clinical Infectious Diseases 59.11 (2014): e158-e164. https://doi.org/10.1093/cid/ciu634
11: Gilbert, Nicole M., Valerie P. O’Brien, and Amanda L. Lewis. “Transient microbiota exposures activate dormant Escherichia coli infection in the bladder and drive severe outcomes of recurrent disease.” PLoS pathogens 13.3 (2017): e1006238. https://doi.org/10.1371/journal.ppat.1006238
12: Wright, Kelly J., Patrick C. Seed, and Scott J. Hultgren. “Development of intracellular bacterial communities of uropathogenic Escherichia coli depends on type 1 pili.” Cellular microbiology 9.9 (2007): 2230-2241. https://doi.org/10.1111/j.1462-5822.2007.00952.x
13: Silverman, Jennifer A., et al. “From physiology to pharmacy: developments in the pathogenesis and treatment of recurrent urinary tract infections.” Current urology reports 14.5 (2013): 448-456. https://doi.org/10.1007/s11934-013-0354-5
14: Schilling, Joel D., and Scott J. Hultgren. “Recent advances into the pathogenesis of recurrent urinary tract infections: the bladder as a reservoir for uropathogenic Escherichia coli.” International journal of antimicrobial agents 19.6 (2002): 457-460. https://doi.org/10.1016/S0924-8579(02)00098-5
15: Pearce, Meghan M., et al. “The female urinary microbiome: a comparison of women with and without urgency urinary incontinence.” MBio 5.4 (2014): e01283-14. https://doi.org/10.1128/mbio.01283-14

