Las infecciones urinarias son extraordinariamente comunes, pero las infecciones renales no; ahora los médicos saben por qué

Las infecciones en el tracto urinario inferior rara vez migran a los riñones, pero el mecanismo preciso que emplea el cuerpo humano para mantener los órganos gemelos libres de enfermedades sigue siendo un misterio médico… hasta ahora.

Un equipo multidisciplinario de la Universidad de Cambridge en Inglaterra resolvió el enigma mediante una elegante serie de experimentos. El Dr. Andrew P. Stewart y sus colegas descubrieron que estructuras biológicas altamente especializadas llamadas trampas extracelulares de neutrófilos (NET) son fundamentales para proteger los riñones de infecciones.

Las NET son redes pegajosas de hilos tenues que literalmente sirven como trampas. Atrapan bacterias que intentan migrar hacia el norte hasta los riñones desde el tracto urinario inferior. Los NET se suman a una serie de actividades antimicrobianas realizadas por el cuerpo para combatir las infecciones.

Escribiendo en Medicina traslacional científicaStewart y su equipo presentaron pruebas convincentes de que los NET inmunes en forma de malla pegajosa sirven como una defensa antibacteriana crucial contra las infecciones. El estudio del equipo no sólo reveló la presencia de NET en el tracto urinario, sino que también respondió una pregunta de larga data en la investigación de las ITU: ¿Qué protege a los riñones de los patógenos?

«Estos hallazgos resaltan el papel de NETosis en la prevención de infecciones ascendentes en el tracto urinario», escribió Stewart, autor principal del estudio. Subrayó que NETosis se refiere a la formación de NET, que impiden que cualquiera de las diversas especies de bacterias—E. coli, Enterococcal faecalis, Proteus mirabilis, entre otros, migren hacia arriba desde la vejiga hasta los riñones. El estudio se centró en E. coli, la causa bacteriana más común de infecciones urinarias.

El proceso de NETosis es otra maravilla de la biología humana. Revela cómo el cuerpo, y más específicamente, el sistema inmunológico, crea estructuras para atrapar patógenos. La entidad clave en NETosis es el neutrófilo, una célula inmune, a la que se le indica que experimente una forma única de muerte celular.

A medida que sucumbe, el neutrófilo libera su ADN, histonas y proteínas granulares, dejando una estructura similar a una malla, una red. E. coli y otras bacterias quedan atrapadas del mismo modo que los insectos quedan atrapados en una telaraña. El proceso de NETosis no es raro porque los NET se encuentran en la orina de personas sanas, confirmaron Stewart y sus colegas.

Para tener una imagen mental de una NET, imagine una telaraña, no del tipo geométrico de encaje adornado con gotas de rocío, sino del tipo más grueso y tejido que se encuentra en los áticos. Los NET se crean a partir de neutrófilos, células de importancia crítica del sistema inmunológico. La principal diferencia entre una telaraña y una RED es la escala. Las redes de los arácnidos son grandes y visibles a simple vista; un NET es infinitesimal y requiere una microscopía potente.

Para ser claros, los NET no impiden que se produzcan ITU, pero sí evitan que se propaguen y causen estragos en otras partes del tracto urinario, demostró la investigación del equipo de Cambridge.

De hecho, la invasión bacteriana del tracto urinario inferior es extraordinariamente común, según la Organización Mundial de la Salud, que estima que cientos de millones de personas se ven afectadas cada año en todo el mundo. Por lo general, las infecciones urinarias se limitan a la vejiga, pero en raras ocasiones, los microbios invasores desafían las defensas inmunológicas del cuerpo al migrar por el tracto urinario hacia uno o ambos órganos gemelos de color violáceo, los riñones.

Una vez infectados, los riñones son susceptibles a sufrir complicaciones graves. Pero su rareza, según descubrió el equipo de Cambridge, demuestra que el cuerpo tiene estrategias antimicrobianas, siendo la clave NETosis, que ayuda a confinar las bacterias en la vejiga, manteniendo los riñones libres de infecciones.

«La infección del tracto urinario inferior es común, pero rara vez se complica con pielonefritis», añadió Stewart. La pielonefritis se refiere a una infección en uno o ambos riñones. La afección, que se caracteriza por dolor e inflamación potente, requiere atención médica inmediata, dicen los médicos, porque en algunos casos, la pielonefritis puede poner en peligro la vida.

Como parte del estudio, el equipo de Cambridge analizó muestras de orina de 15 personas sanas. Los científicos descubrieron que una entidad biológica se destacaba en cada una de las muestras: la presencia de NET. Estas estructuras interactuaron con una proteína llamada uromodulina, que ayudó en la formación de grandes redes que atraparon bacterias que causan enfermedades.

Los autores validaron estos hallazgos en modelos murinos de ITU causada por E. coli. Stewart y sus colegas descubrieron que interrumpir la formación de NET permitía que las bacterias invadieran los riñones.

«Identificamos trampas extracelulares de neutrófilos en orina humana sana que proporcionan una estrategia de defensa antibacteriana dentro del tracto urinario», afirmó Stewart.

Además, los experimentos de Cambridge demostraron que las pruebas con tira reactiva de esterasa de leucocitos, una de las más comunes para la detección de infecciones urinarias, funcionan resaltando los neutrófilos. Durante mucho tiempo se supuso que la prueba detectaba el recuento general de neutrófilos. Pero Stewart y sus colaboradores descubrieron que en realidad estaba funcionando al identificar los neutrófilos que habían liberado NET.

«Este estudio no sólo destacó el papel de NETosis… sino que también reveló que el fundamento mecanístico de la ubicua tira reactiva de orina, que existe desde hace décadas, ha sido algo mal entendido», concluyó Stewart.

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