Infekcije u donjem urinarnom traktu retko migriraju u bubrege, ali precizan mehanizam koji ljudsko telo koristi da zadrži organe blizanca bez bolesti ostao je medicinska misterija – do sada.
Multidisciplinarni tim sa Univerziteta Kembridž u Engleskoj rešio je zagonetku u elegantnoj seriji eksperimenata. Dr Endrju P. Stjuart i njegove kolege otkrili su da su visoko specijalizovane biološke strukture koje se nazivaju neutrofilne ekstracelularne zamke – NET – ključne u zaštiti bubrega od infekcije.
MREŽE su lepljive mreže tankih niti koje bukvalno služe kao zamke. Oni zarobljavaju bakterije koje pokušavaju da migriraju ka severu do bubrega iz donjeg urinarnog trakta. NET dodaju niz antimikrobnih aktivnosti koje telo postavlja kako bi pobedilo infekciju.
Pišući u Science Translational Medicine, Stjuart i njegov tim predstavili su ubedljive dokaze da imune NET-ove nalik lepljivoj mreži služe kao ključna antibakterijska odbrana od infekcije. Studija tima ne samo da je otkrila prisustvo NET-a u urinarnom traktu, već je odgovorila i na dugotrajno pitanje u istraživanju UTI: Šta poštedi bubrege od patogena?
„Ovi nalazi naglašavaju ulogu NEToze u sprečavanju uzlaznih infekcija u urinarnom traktu“, napisao je Stjuart, vodeći autor studije. On je naglasio da se NEToza odnosi na formiranje NET-a, koji sprečavaju bilo koju od različitih vrsta bakterija – E. coli, Enterococcal faecalis, Proteus mirabilis, između ostalih – od migriranja nagore iz bešike u bubrege. Studija se fokusirala na E. coli, najčešći bakterijski uzrok UTI.
Proces NEToze je još jedno čudo ljudske biologije. Otkriva kako telo, tačnije imuni sistem, stvara strukture za hvatanje patogena u zamku. Ključni entitet u NETozi je neutrofil, imunska ćelija, kojoj je signalizirano da prolazi kroz jedinstveni oblik ćelijske smrti.
Dok podlegne, neutrofil oslobađa svoju DNK, histone i proteine granula, ostavljajući za sobom mrežastu strukturu, mrežu. E. coli i druge bakterije postaju zarobljene baš kao što su insekti uhvaćeni paukovom mrežom. Proces NEToze nije redak jer se NET nalaze u urinu zdravih ljudi, potvrdili su Stjuart i njegove kolege.
Da biste stekli mentalnu sliku MREŽE, zamislite paukovu mrežu — ne onu čipkastu geometrijsku vrstu ukrašenu kapljicama rose, već deblji, jače tkani tip koji se nalazi na tavanima. NET se stvaraju od neutrofila, kritično važnih ćelija imunog sistema. Glavna razlika između paukove mreže i MREŽE je razmera. Mreže pauka su velike i vidljive golim okom; NET je beskonačno mali i zahteva moćnu mikroskopiju.
Da budemo jasni, NET ne sprečavaju pojavu UTI-a, ali ih sprečavaju da se šire i izazivaju pustoš na drugim mestima u urinarnom traktu, pokazalo je istraživanje Kembridž tima.
Zaista, bakterijska invazija donjeg urinarnog trakta je izuzetno česta, prema Svetskoj zdravstvenoj organizaciji, koja procenjuje da su stotine miliona ljudi pogođene globalno svake godine. Obično su UTI ograničene na bešiku, ali u retkim slučajevima, invazivni mikrobi prkose imunološkoj odbrani tela migrirajući u urinarni trakt u jedan ili oba organa blizanca purpurne boje, bubrege.
Jednom zaraženi, bubrezi su podložni ozbiljnim komplikacijama. Ali retkost toga, otkrio je tim iz Kembridža, pokazuje da telo ima antimikrobne strategije, pri čemu je ključna NEToza, koja pomaže da se bakterije ograniči na bešiku, održavajući infekciju bubrega slobodnom.
„Infekcija donjeg urinarnog trakta je česta, ali samo retko komplikovana pijelonefritisom“, dodao je Stjuart. Pijelonefritis se odnosi na infekciju u jednom ili oba bubrega. Stanje, koje je obeleženo bolom i snažnom upalom, zahteva hitnu medicinsku negu, kažu lekari, jer u nekim slučajevima pijelonefritis može biti opasan po život.
U okviru studije, tim Kembridža analizirao je uzorke urina od 15 zdravih ljudi. Naučnici su otkrili da se u svakom uzorku izdvaja jedan biološki entitet – prisustvo NET-a. Ove strukture su stupile u interakciju sa proteinom zvanim uromodulin, koji je pomogao u formiranju velikih mreža koje su zarobile bakterije koje izazivaju bolesti.
Autori su potvrdili ove nalaze na mišjim modelima UTI uzrokovanih E. coli. Stjuart i kolege su otkrili da je prekid formiranja NET omogućio bakterijama da napadnu bubrege.
„Identifikovali smo neutrofilne ekstracelularne zamke u zdravom ljudskom urinu koje obezbeđuju antibakterijsku odbrambenu strategiju unutar urinarnog trakta“, tvrdi Stjuart.
Pored toga, Kembridž eksperimenti su pokazali da testovi leukocitne esteraze – jedan od najčešćih za otkrivanje UTI – rade tako što naglašavaju neutrofile. Dugo se pretpostavljalo da test otkriva ukupan broj neutrofila. Ali Stjuart i saradnici su otkrili da to zapravo funkcioniše tako što su precizno odredili neutrofile koji su oslobodili NET.
„Ne samo da je ova studija istakla ulogu NEToze … već je takođe otkrila da je mehanička osnova decenijama starog i sveprisutnog merila za merenje urina donekle pogrešno shvaćena“, zaključio je Stjuart.
