کشف راز میکروبیوم کلیه: راهی نو برای جلوگیری از سنگ کلیه

تحقیقات کلینیک کلیولند: میکروبیوم کلیه و تأثیر آن بر سلامت کلیه

محققان کلینیک کلیولند شواهد قطعی از وجود میکروبیوم کلیه پیدا کرده‌اند که بر سلامت کلیه و تشکیل سنگ کلیه تأثیر می‌گذارد. این یافته‌ها نشان می‌دهد که دستگاه ادراری استریل نیست و سطوح پایین باکتری‌ها در آن طبیعی است. مقاله‌ای که در نشریه Nature Communications منتشر شده، رویکرد چندجانبه و دقیقی را که تیمی به رهبری آرون میلر، دکترای تخصصی، و خوزه آگوئدلو، پزشک، برای شناسایی و توصیف این جامعه باکتریایی کوچک به کار برده‌اند، توضیح می‌دهد. آن‌ها با ترکیب مطالعات پیش‌بالینی، انسانی و آزمایشگاهی موفق به شناسایی باکتری‌های خاصی در میکروبیوم شدند که می‌توانند به توسعه یا جلوگیری از تشکیل سنگ کلیه کمک کنند.

این تیم همچنین نشان داده است که استفاده نادرست از آنتی‌بیوتیک‌ها (که معمولاً با تشکیل سنگ کلیه در محیط بیمارستان مرتبط است) میکروبیوم را به سمت باکتری‌های مروج سنگ کلیه تغییر می‌دهد. دکتر میلر امیدوار است که یافته‌های تیمش به تغییر مفهوم دستگاه ادراری استریل کمک کند و منجر به گزینه‌های بهتر برای پیشگیری یا درمان شرایطی شود که در بیش از سه دهه اخیر پیشرفت‌های پزشکی قابل توجهی نداشته است. او می‌گوید: “بیماری‌های اورولوژیک مانند سنگ کلیه بر 63 درصد از جمعیت بزرگسال تأثیر می‌گذارد و در حال بدتر شدن است. داده‌ها به طور مداوم به سمت باکتری‌ها اشاره می‌کند. اگر نتوانیم از فرض استریل بودن عبور کنیم، نمی‌توانیم درمان‌ها و گزینه‌های پیشگیرانه مؤثرتری توسعه دهیم.”

سطوح باکتری‌های طبیعی در ادرار بسیار پایین است، اما به ندرت صفر می‌شود. با این حال، یوروبیوم (میکروبیوم ارگان‌های مختلف در دستگاه ادراری از جمله مثانه و کلیه‌ها) از زمان کشف آن در ادرار انسان کمتر از 15 سال پیش، موضوعی بحث‌برانگیز بوده است. خوزه آگوئدلو، پزشک و نویسنده اول این مقاله که تجربه گسترده‌ای در بیماری‌های سنگ ادراری دارد، توضیح می‌دهد که یافته‌های غیرمستقیم قبلی درباره میکروبیوم کلیه شواهد قانع‌کننده‌ای ارائه داده‌اند اما جای تردید باقی گذاشته‌اند. برای اینکه جوامع باکتریایی به عنوان یک میکروبیوم واقعی در نظر گرفته شوند، باید سه معیار را برآورده کنند: ثبات، سازگاری و قابلیت بازتولید و همچنین فعالیت متابولیکی. روش‌های این تیم هر یک از این جنبه‌ها را برای باکتری‌های موجود در دستگاه ادراری نشان داد.

تحقیقات جدید درباره میکروبیوم کلیه و سنگ‌های کلیوی

تحقیقات نشان داده است که باکتری‌های موجود در دستگاه ادراری تنها به دلیل بیماری در آنجا نیستند، زیرا این باکتری‌ها در دستگاه ادراری افرادی که نشانه‌ای از بیماری‌های اورولوژیک نداشتند، نیز یافت شده‌اند. مطالعات دیگر نشان می‌دهند که دو گونه‌ای که دکتر میلر و دکتر آگودلو شناسایی کرده‌اند، یعنی ای. کولای و لاکتوباسیلوس کریپاتوس، به ترتیب با وجود و عدم وجود سنگ‌های کلیوی مرتبط هستند. محققان سوال کردند که آیا فعالیت متابولیکی این جامعه میکروبی جدید کشف شده نقشی در تشکیل سنگ‌های کلیوی دارد یا خیر.

برای بررسی اینکه آیا میکروبیوم کلیه می‌تواند بر تشکیل سنگ‌ها تأثیر بگذارد، محققان باکتری‌ها را در یک محفظه ویژه که حرکت ادرار در کلیه‌ها را شبیه‌سازی می‌کند، پرورش دادند. سپس “مواد اولیه” سنگ‌های کلیوی، یعنی اگزالات و کلسیم، را اضافه کردند تا ببینند چه اتفاقی می‌افتد. در محفظه‌هایی که ای. کولای در آن‌ها رشد کرده بود، چندین ساختار بلوری بزرگ و شبیه سنگ تشکیل شد. آنالیزهای شیمیایی و اشعه ایکس نشان داد که این ساختارها از سنگ‌های کلیوی انسانی قابل تشخیص نیستند. در محفظه‌هایی که لاکتوباسیلوس به این روش رشد کرده بود، هیچ سنگی تشکیل نشد.

رشد همزمان این دو باکتری منجر به تشکیل ساختارهای بلوری بسیار کوچکی شد که از نظر ساختاری و شیمیایی با سنگ‌های کلیوی متفاوت بودند و این نشان می‌دهد که لاکتوباسیلوس به نوعی توانایی ای. کولای در تشکیل سنگ‌های کلیوی را مسدود می‌کند. در مدل‌های پیش بالینی، تیم تحقیقاتی همچنین مشاهده کرد که مصرف بیش از حد آنتی‌بیوتیک‌ها تعادل میکروبیوم کلیه را از لاکتوباسیلوس سالم به سمت ای. کولای تشکیل‌دهنده سنگ تغییر می‌دهد. آن‌ها بر این باورند که یافته‌هایشان به طور کلی می‌تواند توضیح دهد که چرا افرادی که دوره‌های طولانی‌مدت آنتی‌بیوتیک مصرف می‌کنند، بیشتر در معرض تشکیل سنگ‌های کلیوی قرار دارند.

دکتر آگودلو می‌گوید که یافته‌های تیمش نشان می‌دهد که باکتری‌های مختلف مولکول‌های پرو و ضد سنگ کلیه تولید می‌کنند، که او می‌خواهد از آن‌ها در تکنیک‌های درمانی و تشخیصی جدید استفاده کند. او در حال حاضر در حال بررسی این موضوع است که کدام متابولیت‌های باکتریایی بر تشکیل سنگ تأثیر می‌گذارند و چگونه. دکتر میلر اضافه می‌کند: “اگر میکروبیوم کلیه می‌تواند بر سنگ‌های کلیوی تأثیر بگذارد، احتمالاً می‌تواند بر سایر بیماری‌های کلیوی نیز تأثیر بگذارد.” او ادامه می‌دهد: “ما در حال حاضر به امضاهای میکروبی برای سایر بیماری‌های کلیوی نگاه می‌کنیم و حتی یک درخواست کمک مالی برای بررسی اینکه چگونه برخی از واریانت‌های ژنتیکی بر میکروبیوم کلیه و خطر بیماری کلیوی در قومیت‌های مختلف تأثیر می‌گذارند، ارسال کرده‌ایم.”