人工膀胱は尿路感染症を引き起こす虫に光を当てる

尿路感染症 (UTI) は深刻な問題であり、世界では年間約 4 億人の感染者が発生し、抗菌薬耐性 (AMR) に関連した UTI 関連の死亡者数は推定 25 万人となっています。 ＵＴＩは単純な細菌感染症として認識されることが多いが、ＵＴＩの２５～３０％は、抗生物質による治療にもかかわらず６カ月以内に再発するが、その理由は十分に理解されていない。

主に女性が罹患する疾患であるUTIは、アレクサンダー・フレミングがほぼ1世紀前に抗生物質を発見して以来、改良された抗感染症治療法が導入されておらず、歴史的に研究が不足しており、資金も不足してきた。 診断は主に中間尿培養法（ディップスティックテスト）に基づいて行われます。^番目 多くの感染症を見逃すことが知られている世紀の技術。

この研究では、UCLの研究者らは、人体にできるだけ近い条件で宿主と病原体の相互作用を観察するために、人間の膀胱組織の生物学的環境と機能を模倣できる三次元細胞モデルを開発しました。¹。 これらの「ミニ膀胱」は、人間の膀胱で一般的に見られる 6 種類の細菌に曝露されました。 大腸菌、エンテロコッカス・フェカリス、緑膿菌、 プロテウス ミラビリス、ストレプトコッカス アガラクティエ そして 肺炎桿菌。

UCL医学部門の研究の上級著者であるジェニファー・ローン教授は、「私たちはさまざまなUTI細菌の種と株をそのペースで調査し、多様性の戦場を発見しました。重要な観察の1つは持続性の重要性でした。病原体として成功したいなら、治療を生き延び、パトロールする免疫細胞から身を隠すための戦略を持たなければなりません。それは、次の日も戦うために生きていることを意味します。

「『良い』虫と『悪い』虫の一部の種は、おそらくこの過酷な環境で生き残るための手段として、膀胱壁内に莢を形成しました。これが友好的な虫で起こった場合、これは問題ではありません。しかし、細菌が感染症を引き起こしているとしても、細菌が尿サンプルから検出されるとは限らず、経口抗生物質が到達できる場所に存在するとも限らないため、これは診断と治療に重大な問題を引き起こします。」

この研究では、ヒトの細胞は、膀胱壁に侵入できるかどうかに関係なく、友好的な細菌とそうでない細菌を区別するのに非常に優れていることもわかりました。 テストされたすべての「悪い」細菌はサイトカインと呼ばれる免疫分子の産生と膀胱壁の上層の脱落を引き起こしましたが、「善玉」細菌は免疫反応を引き起こすことなく膀胱壁に定着することができました。

UCL医学部門の研究の筆頭著者であるカルロス・フローレス博士は、「我々の結果に基づくと、尿路感染症の次世代診断は、尿路感染症を発見するのではなく、身体の反応に基づいて『悪い』バグを特定することに重点を置くことができるかもしれない」と述べた。 「マイクロバイオームのバックグラウンドノイズの中に、問題のある細菌が存在するのです。人間の膀胱には非常に多くの種類や株の細菌が存在するため、完全には理解できませんが、体は敵か味方かを区別するのがかなり得意のようです。」

この研究結果は、持続性尿路感染症の効果的な治療には、膀胱壁に生息する細菌集団に到達するために、ヒトの組織に浸透する能力が必要である可能性があることを示しています。 UCLからスピンアウトしたAtoCapは現在、細胞内に薬剤を送り込み、そこに隠れている病原体を標的にする方法を開発している。

ローン教授は「この研究は、持続性尿路感染症に苦しんでいる多くの女性がすでに知っていること、つまり、現在の感染症の診断と治療方法が不十分であることを裏付けるものである」と結論付けた。

「尿ディップスティック検査では、膀胱壁に隠れている感染症を見逃してしまう可能性が非常に高く、特に不快感に対する患者の最初の反応が水を大量に飲むことである場合には、検査結果が薄れてしまいます。すべての虫が研究室で培養できるわけではありません。おそらく、この菌株が感染症の原因なのか、それとも膀胱壁内の菌株の位置によって標準的な3日間の抗生物質投与では菌株を根絶する可能性が低いのかどうかは分からないのかもしれない。」

ハートフォードシャーの患者で、数年間慢性尿路感染症に苦しんでいるヘレン・ルーカスさんは、「尿路感染症の問題が始まる前は、英国に住めば医者に行って治療を処方され、良くなるだろうと思っていました。尿路感染症の検査と治療、さらにはこの病気がどのようなものであるかについての認識さえも非常に時代遅れであることを知ってショックを受けました。

「もし私が率直に発言していなかったら、診断もされていない慢性尿路感染症を患い、人生を十分に生きることができなかったかもしれないと思います。他の人たちが私と同じハードルを乗り越えようと苦労していることを私は知っています。研究が行われているのは素晴らしいことです」なぜ尿路感染症が続くのかが解明され、より良い検査と治療につながることが期待されます。」

慢性尿路感染症キャンペーン（CUTIC）のディレクターであるキャロリン・アンドリュー氏は、「この研究は、慢性持続性尿路感染症の検査と診断を改善するための全国的なキャンペーンに明白な証拠を提供するのに役立っています。この分野でのローン教授の研究は、これは非常に重要な前進であり、英国の何万人もの女性が膀胱の慢性感染症の効果的な診断と治療を受けるのに役立つはずです。」