Mini-bexiga humana revela mecanismo que favorece infecções urinárias recorrentes
Pesquisadores em bioengenharia e biologia humana desenvolveram um modelo inédito de mini-bexiga humana capaz de reproduzir as complexas interações entre a urina, o tecido da bexiga e bactérias causadoras de infecções do trato urinário (ITUs). O estudo, publicado na revista Nature Communications, demonstra como a composição do fluido urinário pode enfraquecer a barreira da bexiga e facilitar a persistência de infecções bacterianas recorrentes, um problema de saúde pública que afeta milhões de pessoas em todo o mundo.
A bexiga humana é muito mais do que um simples reservatório de urina: sua mucosa, formada por uma camada especializada de células (urotélio), interage continuamente com a urina durante os ciclos de enchimento e esvaziamento. Embora se saiba que a urina pode variar em composição — influenciada por fatores como hidratação, dieta e distúrbios metabólicos — a forma como essas variações modulam a integridade do tecido e a resposta à infecção bacteriana ainda não estava totalmente esclarecida.
Para explorar esses mecanismos em um ambiente controlado, cientistas do École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL), da Universidade de Heidelberg e do Roche Institute of Human Biology em Basel criaram um dispositivo microfluídico com células humanas que se organizam em uma estrutura multicamada que lembra o revestimento real da bexiga. Esse “mini-órgão” foi então exposto a urina de diferentes composições e infectado com UPEC (Escherichia coli uropatogênica), a principal bactéria responsável por ITUs, especialmente as recorrentes.
Os experimentos revelaram que a exposição prolongada à urina com alta concentração de solutos enfraquece as junções entre as células do urotélio — as chamadas “junções apertadas”. Esse enfraquecimento compromete as defesas naturais da bexiga, reduz a expressão de genes envolvidos na resposta imune local e facilita a invasão bacteriana. Em contrapartida, tecidos expostos a urina menos concentrada mantiveram maior resiliência e retenção da barreira protetora.
Quando a mini-bexiga foi infectada com UPEC, a equipe observou que os tecidos expostos à urina altamente concentrada acumulavam mais bactérias em seu interior. Além disso, a eficácia de antibióticos como a fosfomicina — frequentemente prescrita como tratamento de primeira linha para infecções urinárias simples — foi reduzida.
A explicação surpreendente foi a formação de bactérias com deficiência de parede celular (CWD UPEC), formas anômalas que permanecem viáveis apesar da presença do antibiótico e podem se alojar profundamente nas camadas do urotélio, servindo como “reservatórios” para infecções posteriores.
Essas CWD UPEC não apenas resistem à ação dos medicamentos, mas também podem ressurgir e reiniciar a infecção após o término do tratamento — um provável mecanismo direto de recorrência bacteriana que explica por que algumas pacientes sofrem infecções repetidas mesmo após cursos aparentemente eficazes de antibióticos.
Os resultados do estudo oferecem uma nova perspectiva sobre o papel ativo da composição urinária no desenvolvimento e recidiva de ITUs. A descoberta de que urina rica em solutos pode fragilizar a mucosa e favorecer a sobrevivência bacteriana sugere que fatores como hidratação e metabolismo podem ser tão importantes quanto o próprio tratamento antibiótico para prevenir infecções recorrentes.
Além disso, o modelo de mini-bexiga humana representa uma ferramenta poderosa para testar novas terapias e analisar respostas de antibióticos em um ambiente que reproduz mais fielmente as condições do corpo humano. Pesquisas anteriores usando modelos de tecido tridimensional também indicam que uma melhor compreensão da interação entre patógenos e o urotélio humano é crucial para avançar no tratamento de ITUs persistentes e resistentes (estudos similares destacam a capacidade de bactérias esconderem-se em tecidos profundos, escapando de terapias tradicionais).
Estudos complementares têm explorado abordagens alternativas, como terapias intravesicais que reforçam o revestimento da bexiga ou estratégias que modulam o microbioma geniturinário para reduzir a frequência de ITUs, mas ainda faltam soluções clínicas amplamente eficazes para as formas recorrentes da doença.
À medida que a resistência bacteriana a antibióticos continua a aumentar globalmente, inovações como o mini-modelo de bexiga humana podem ser essenciais para desenvolver tratamentos mais eficazes e personalizados que considerem não apenas o patógeno, mas o contexto fisiológico em que ele vive, se adapta e retorna.
