Infecţiile urinare recurente afectează milioane de pacienţi şi pot reapărea chiar şi după un tratament cu antibiotice utilizat corect. Un nou model uman de vezică urinară, dezvoltat în laborator, arată că urina concentrată poate slăbi ţesutul vezical şi poate facilita supravieţuirea bacteriilor, oferind o explicaţie directă pentru reapariţia infecţiilor.
Infecţiile de tract urinar afectează peste 400 de milioane de persoane anual la nivel mondial. Majoritatea formelor recurente sunt cauzate de Escherichia coli uropatogenă (UPEC), o bacterie capabilă să supravieţuiască în urină, să adere la celulele vezicale şi să invadeze ţesutul. Unele forme pot persista în interiorul celulelor sau pot intra într-o stare latentă, ceea ce le face mai dificil de eliminat.
Până acum nu a existat un model uman care să permită studierea pe termen lung a interacţiunii dintre urină, ţesutul vezical şi bacterii.
Un grup de cercetători de la École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL), Universitatea Heidelberg şi grupul farmaceutic elveţian Roche au creat o mini-vezică urinară are reproduce structura şi funcţiile esenţiale ale organului uman.
Studiul a fost publicat în revista Nature Communications.
Vezica urinară nu este doar un organ de stocare a urinei. Mucoasa sa se întinde şi se relaxează constant şi este expusă permanent la acest mediu lichid, a cărui compoziţie variază în funcţie de gradul de hidratare, alimentaţie şi prezenţa unor afecţiuni.
Urina poate avea concentraţii foarte diferite de săruri şi alte substanţe dizolvate. Studii pe animale au arătat că urina concentrată poate afecta mucoasa vezicii, însă mecanismele nu au fost până acum clarificate şi la om.
Noua mini-vezică a fost obţinută prin combinarea tehnologiei organoizilor cu metode de bioinginerie. Cercetătorii au cultivat celule primare umane de vezică într-un dispozitiv microfluidic. În câteva săptămâni s-a format un uroteliu stratificat - mucoasa internă a tractului urinar -, cu o barieră funcţională asemănătoare celei din organism. Ţesutul putea fi întins şi relaxat, imitând umplerea şi golirea vezicii.
Modelul a fost perfuzat cu urină reală sau sintetică, cu compoziţii controlate. Au fost comparate probe cu concentraţie scăzută de substanţe dizolvate şi probe cu concentraţie ridicată.
Mini-vezica a fost infectată cu UPEC, iar evoluţia infecţiei a fost monitorizată în cicluri repetate de „spălare”, care simulează urinarea.
Cercetători de la EPFL, Universitatea Heidelberg şi grupul farmaceutic elveţian Roche au dezvoltat o mini-vezică urinară umană pentru a demonstra cum compoziţia urinei poate afecta ţesutul vezical, favorizând reapariţia infecţiilor chiar şi după tratamentul cu antibiotice. Credit: EPFL, 24 februarie, 2026
Testele au fost realizate şi în prezenţa unor antibiotice utilizate frecvent, inclusiv ciprofloxacină şi fosfomicină.
Expunerea prelungită la urină cu concentraţie mare de substanţe dizolvate a afectat ţesutul vezical. Legăturile strânse dintre celulele uroteliale, care menţin coeziunea şi etanşeitatea barierei de protecţie, s-au deteriorat, ceea ce a redus capacitatea mucoasei de a împiedica pătrunderea substanţelor şi a microorganismelor.
Numărul celulelor moarte a fost mai mare decât în ţesuturile de control, iar expresia genelor implicate în apărarea imună a scăzut. În schimb, mini-vezicile expuse la urină mai diluată au rămas mai rezistente.
După infectarea cu UPEC, mini-vezicile expuse la urină concentrată au acumulat mai multe bacterii în interiorul ţesutului. Aceste bacterii asociate ţesutului au fost mai dificil de eliminat prin antibiotice. Fosfomicina, utilizată frecvent ca tratament de primă linie în infecţiile urinare, a determinat un răspuns neaşteptat:
În condiţii de urină concentrată, bacteria UPEC şi-a modificat structura şi a trecut la o formă fără perete celular - a pierdut învelişul rigid care îi conferă formă şi protecţie, schimbare asociată în studiu cu o rezistenţă crescută la tratamentul antibiotic. Aceste forme bacteriene au rezistat tratamentului antibiotic.
Cercetătorii au observat că aceste bacterii fără perete celular nu erau prezente doar în urină, ci şi în profunzimea ţesutului vezical, între celule. După întreruperea antibioticului, bacteriile care au supravieţuit au reiniţiat infecţia, explicând în mod direct reapariţia infecţiei după întreruperea antibioticelor.
Rezultatele indică faptul că urina nu este un simplu mediu pasiv, ci un factor activ în evoluţia infecţiilor urinare. Cercetătorii au concluzionat că, urina cu concentraţie mare de săruri şi alte substanţe dizolvate reduce capacitatea de apărare a mucoasei vezicale şi permite bacteriilor să supravieţuiască mai uşor în timpul tratamentului antibiotic.
Modelul de mini-vezică umană oferă acum un instrument nou pentru studierea infecţiilor urinare şi pentru testarea terapiilor în condiţii care reflectă mai fidel mediul biologic uman.
