Nierensteine: Bestimmte Bakterien im Mikrobiom können Entstehung fördern oder verhindern

Forscher der Cleveland Clinic, USA, haben herausgefunden, dass das Nierenmikrobiom die Nierengesundheit und die Bildung von Nierensteinen beeinflusst. Sie haben gezeigt, dass die Harnwege nicht steril und geringe Bakterienkonzentrationen normal sind.

Ihre Veröffentlichung in der Fachzeitschrift „Nature Communications“ beschreibt einen Ansatz, den ein Team unter der Leitung von Dr. Aaron Miller und Dr. José Agudelo verfolgte, um die kleine Bakteriengemeinschaft durch die Kombination präklinischer, menschlicher und mikroskopischer Studien zu identifizieren und zu charakterisieren. Die Forscher identifizierten bestimmte Bakterien im Mikrobiom, die die Entstehung von Nierensteinen fördern oder verhindern können, und zeigten, dass der Missbrauch von Antibiotika (der im Krankenhaus häufig mit der Entstehung von Nierensteinen in Verbindung gebracht wird) das Mikrobiom in Richtung steinfördernder Bakterien verschiebt.

Miller hofft, dass die Erkenntnisse seines Teams dazu beitragen werden, das Konzept eines sterilen Harntrakts zu widerlegen. „Die Daten deuten durchweg auf Bakterien hin. Wenn wir die Annahme der Sterilität nicht überwinden können, können wir keine wirksameren Behandlungen und Präventionsmöglichkeiten entwickeln“, betont Miller. Normale Bakterienwerte im Urin sind sehr niedrig, aber sie liegen selten bei Null, betonen die Autoren. Trotzdem ist das Urobiom seit seiner Entdeckung im menschlichen Urin vor weniger als 15 Jahren ein umstrittenes Thema. Der Erstautor José Agudelo erklärt, dass frühere indirekte Befunde eines Nierenmikrobioms überzeugende Beweise lieferten, aber Raum für Zweifel ließen.

Bakteriengemeinschaften müssen drei Kriterien erfüllen, um als echtes Mikrobiom zu gelten: Stabilität, Konsistenz und Reproduzierbarkeit sowie metabolische Aktivität. Die Methoden des Teams zeigten jeden dieser Aspekte für Bakterien, die in den Harnwegen gefunden wurden. Ihre Forschung zeigte auch, dass Bakterien, die in den Harnwegen leben, nicht nur aufgrund einer Krankheit dort waren, da sie sie in den Harnwegen von Menschen ohne Anzeichen einer urologischen Erkrankung fanden.

Andere Studien hatten gezeigt, dass zwei von Miller und Agudelo identifizierte Arten, E. coli und Lactobacillus crispatus, mit dem Vorhandensein bzw. Fehlen von Nierensteinen in Zusammenhang gebracht wurden. Die Forscher fragten sich, ob die Stoffwechselaktivität ihrer neu entdeckten mikrobiellen Gemeinschaft eine Rolle bei der Bildung von Nierensteinen spielte.

Verlauf der Studie

Um herauszufinden, ob das Nierenmikrobiom die Steinbildung beeinflussen könnte, züchteten die Forscher Bakterien in einer speziellen Kammer, die die Bewegung des Urins in unseren Nieren nachahmt. Dann fügten sie die „Rohstoffe“ von Nierensteinen, Oxalat und Kalzium, hinzu, um zu sehen, was passierte.

Das Ergebnis: In Kammern, in denen Escherichia coli gezüchtet wurde, bildeten sich mehrere große, steinähnliche Kristallstrukturen. Chemische Analysen und Röntgenanalysen zeigten, dass diese Strukturen nicht von menschlichen Nierensteinen zu unterscheiden waren. In den Kammern, in denen Lactobacillus auf diese Weise gezüchtet wurde, bildeten sich keine Steine. Das gemeinsame Züchten der beiden Bakterien führte zu sehr kleinen Kristallstrukturen, die sich strukturell und chemisch von Nierensteinen unterschieden, was laut den Forschern darauf hindeutet, dass Lactobacillus die Fähigkeit von E. coli, Nierensteine ​​zu bilden, blockiert.

In präklinischen Modellen stellte das Team auch fest, dass der übermäßige Einsatz von Antibiotika das Gleichgewicht des Nierenmikrobioms vom gesundheitsförderndem Lactobacillus hin zum steinbildenden E. coli verschob. Die Wissenschaftler sagen, dass ihre Erkenntnisse zusammengenommen erklären könnten, warum Personen, die langfristig Antibiotika einnehmen, anfälliger für die Entwicklung von Nierensteinen sind.