Meer dan 50% van de vrouwen krijgt in haar leven een UTI, maar ook mannen kunnen er last van krijgen. Bacteriën bij een UTI kunnen vanuit de blaas ascenderen naar de nier wat kan resulteren in een pyelonefritis. Dit kan leiden tot hypertensie, chronische nierziekte en urosepsis. De verwekker is in 70 tot 95% van de gevallen Escherichia coli (E. coli). Steeds meer UTI-veroorzakende bacteriën blijken multiresistent te zijn waardoor onderzoek naar alternatieve manieren om nierinfecties te behandelen van belang is.
Onderzoek
In dit onderzoek heeft men zich gericht op de zogenaamde intercalaire cellen (intercaleted cells of ICs). Deze epitheelcellen bevinden zich in de tubuli. Ze zijn betrokken bij de zuur-base homeostase via expressie van ATPase, een protonenpomp, maar er wordt ook gedacht dat ze betrokken zijn bij de aangeboren immuunrespons.
Via single-cell RNA-sequencing (ScRNA-seq) wordt de algehele genexpressie, en dus de transcriptionele activiteit, van cellen in kaart gebracht. Het transcriptoom kan, in tegenstelling tot het genoom, actief gewijzigd worden afhankelijk van ontwikkelingsstadia en invloeden vanuit de omgeving. ScRNA-seq zeg iets over hoe cellen zich ten opzichte van elkaar ontwikkelen.
Eerst werden individuele ICs van humaan gezond nierweefsel gesequenced. Vervolgens werd er onderzoek gedaan bij levende muizen met intacte nieren waarbij de ICs live konden worden gevolgd. In beide onderzoeken werd een deel van de cellen blootgesteld aan uropathogene E. coli (UPEC) – om een infectie na te bootsen – en een ander deel aan een zoutoplossing.
Resultaten
Er zijn zes soorten humane ICs gevonden. Subtypen daarvan bleken in staat te zijn om bacteriën actief te fagocyteren en vervolgens de fagolysosomen te verzuren. Meer cellen differentieerden richting dit subtype na blootstelling aan UPEC.
Fagocytose werd in real time waargenomen bij de ICs van de levende muizen. Verder hadden deze cellen een verhoogde ATPase expressie na afloop van de in vivo gecreëerde experimentele UTI.
Samenvattend; de ICs vertonen een transcriptionele respons die bevorderlijk is voor de verdediging van de nier, fagocyteren bacteriën en verzuren de geïnternaliseerde bacteriën.
Conclusie
Fagocytose wordt van oudsher alleen geassocieerd met witte bloedcellen (macrofagen) welke aanwezig zijn in het gehele lichaam. Bij activatie van deze cellen zou dan ook het hele lichaam beïnvloed worden. De onderzochte ICs bevinden zich alleen in de nieren. Deze cellen kunnen volgens de onderzoekers gezien worden als de bewakers; het zijn de eersten die bacteriën tegenkomen en opeten, wanneer deze vanuit de blaas de nier binnendringen, en vervolgens zuur afscheiden ter neutralisatie. Omdat nu blijkt dat de ICs cellen op dezelfde manier werken als witte bloedcellen denken de onderzoekers dat een toekomstige behandelstrategie, gebaseerd op het verschuiven van IC-differentiatie naar de correcte subtype(n), een infectie in de nieren misschien kan voorkomen of verwijderen. Het idee is om met deze aanpak uiteindelijk antibioticatherapie te vervangen of aan te vullen.
Referenties
- Persbericht EurekAlert van 29 juni 2021. IU researchers discover promising new way to prevent, treat kidney infections.Verkregen via https://www.eurekalert.org/pub_releases/2021-06/iuso-ird062921.php, op [01-07-2021]
- Saxena V, Gao H, Arregui S, Zollman A, Kamocka MM, et al. Kidney intercalated cells are phagocytic and acidify internalized uropathogenic Escherichia coli. Nat Commun. 2021; https://doi.org/10.1038/s41467-021-22672-5
3 min
