Investigadores de la Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne en Suiza desarrollaron dos modelos de vejiga complementarios que podrían ayudar a comprender los mecanismos detrás de las infecciones recurrentes del tracto urinario (ITU). El primero involucra organoides de la vejiga, que permiten a los investigadores estudiar las interacciones entre bacterias y células de la vejiga en condiciones realistas, que incluyen la arquitectura tridimensional de múltiples capas de la pared de la vejiga. El segundo es una vejiga en un chip, que incluye características adicionales que imitan el entorno de la vejiga, incluidos los efectos mecánicos del llenado y vaciado de la vejiga y la vasculatura de la vejiga.
Las infecciones urinarias son una infección común que puede reaparecer con frecuencia, incluso después del tratamiento con antibióticos. Las infecciones suelen ser causadas por un tipo de bacteria E. coli . Con el aumento de bacterias resistentes a los medicamentos, es importante comprender cómo y por qué reaparecen las ITU. Hasta la fecha, los investigadores han sido conscientes de que las comunidades microbianas persistentes pueden residir en la vejiga y, cuando comienzan a proliferar, pueden invadir y matar las llamadas células paraguas que recubren la vejiga. Luego, las bacterias pueden penetrar más profundamente en la pared de la vejiga, ayudándolas a esconderse de los antibióticos y causar infecciones urinarias recurrentes.
Estudiar estos procesos en detalle es difícil en animales de experimentación o utilizando técnicas estándar de cultivo de tejidos. "La dinámica de la infección es difícil de capturar a partir de imágenes estáticas de explantes de tejido en puntos temporales seriales", dijo Kunal Sharma, investigador involucrado en el proyecto, en un comunicado de prensa. "Hasta ahora, los modelos in vitro no han recapitulado la arquitectura de la vejiga con suficiente fidelidad para estudiar el curso temporal de estos eventos".
Estos nuevos modelos complementarios de vejiga están destinados a ayudar a los investigadores a obtener nuevos conocimientos sobre la dinámica de las infecciones en la vejiga. El primer modelo incluye organoides vesicales que imitan la arquitectura epitelial de la vejiga.
"Al generar organoides a partir de un ratón con una etiqueta fluorescente incorporada dentro de las membranas celulares, podríamos utilizar imágenes confocales de células vivas en la Instalación central de óptica y bioimagen de EPFL para identificar nichos bacterianos específicos dentro del organoide con una alta resolución espacial", dijo Sharma. “Al tomar imágenes de múltiples organoides, logramos identificar la heterogeneidad y los diversos resultados de las interacciones huésped-patógeno. Este sistema de prueba de concepto ha mostrado un potencial prometedor para estudios de seguimiento sobre la persistencia bacteriana a los antibióticos y la dinámica de las respuestas de las células inmunitarias a la infección”.
El segundo modelo es una vejiga en un chip que incluye células endoteliales y células paraguas que crecen juntas en condiciones que imitan fielmente a la vejiga, incluido un flujo de orina simulado y fuerzas mecánicas para simular la expansión y contracción que experimenta la vejiga a medida que se llena. y se vacía de orina.
"Los modelos microfisiológicos cierran la brecha entre los sistemas de cultivo celular simples y los modelos animales", dijo Vivek Thacker, otro investigador involucrado en el estudio. “Los dos modelos se complementan bien y están diseñados para estudiar aspectos específicos de la enfermedad. Esperamos que sirvan como recurso para la comunidad de microbiología en general y fomenten las sinergias entre las comunidades de ingeniería de tejidos y enfermedades infecciosas”.
Estudio en la revista eLife : Persistencia dinámica de comunidades bacterianas intracelulares UPEC en un modelo de infección del tracto urinario con chip de vejiga humana
Vía: EPFL