Cuprul, o armă naturală împotriva infecțiilor urinare
Pe măsură ce rezistența bacteriilor la antibiotice devine tot mai problematică, cercetătorii de la Colegiul de Medicină Veterinară și Științe Biomedice al Universității Texas A&M studiază modul în care organismul folosește cuprul pentru a combate infecțiile căilor urinare. Echipa condusă de Dr. Sarguru Subash, profesor asociat în Departamentul de Patobiologie Veterinară, analizează atât mecanismele prin care sistemul imunitar mobilizează acest mineral, cât și felul în care bacteriile reușesc să supraviețuiască atacului.
Cercetarea se bazează pe descoperiri anterioare care au arătat că organismul pompează cupru în tractul urinar în timpul infecției pentru a elimina bacteriile cauzatoare de infecții urinare. „Știm că cuprul joacă un rol important, dar asta ridică și multe întrebări despre modul în care acești patogeni se adaptează la prezența cuprului crescut”, a declarat Subash.
Un nutrient transformat în armă
Cuprul este un nutrient esențial atât pentru oameni, cât și pentru animale, dar în anumite concentrații poate deveni toxic pentru bacterii. Sistemul imunitar exploatează această proprietate. Ca parte a răspunsului imunitar înnăscut, celulele specializate pot înghiti bacteriile invadatoare și le expun la un amestec antimicrobian care include cupru.
Bacteriile nu sunt însă lipsite de apărare. Deoarece întâlnesc cupru în mod natural în mediu, multe bacterii au dezvoltat mecanisme care le permit să elimine sau să detoxifieze metalul. „Bacteriile au adaptări, dar când este prezentat în contextul acestui cocktail, mecanismele lor de apărare nu sunt la fel de eficiente”, a explicat Subash. Uneori balanța înclină în favoarea gazdei, alteori în favoarea patogenilor, ceea ce duce la boală clinică.
Cum ripostează bacteriile
Noul proiect va examina interacțiunea din ambele perspective: modul în care organismul mobilizează cuprul și cum răspund bacteriile. O parte a cercetării va investiga mecanismele genetice care permit bacteriilor cauzatoare de infecții urinare să tolereze nivelurile crescute de cupru și să continue să se dezvolte.
O altă parte va explora dovezi preliminare potrivit cărora cuprul ar putea face mai mult decât să inhibe creșterea bacteriană. Acesta ar putea interfera cu structurile filamentoase de la suprafața bacteriilor numite fimbrii, care le permit să se atașeze strâns de celulele care căptușesc vezica urinară. Atașarea este critică, deoarece una dintre apărările fizice ale tractului urinar este urinarea. Bacteriile care nu se pot fixa ferm de peretele vezicii sunt mai susceptibile de a fi eliminate din organism.
Cercetătorii vor studia și ceruloplasmina, o proteină care conține cupru și care, potrivit descoperirilor anterioare, ar putea ajuta la livrarea cuprului în timpul unei infecții urinare. Deoarece metalele precum cuprul pot deteriora celulele organismului la concentrații mari, organismul controlează atent transportul și depozitarea lor. Echipa va investiga modul în care ceruloplasmina ajută la mobilizarea cuprului în timpul infecției.
Spre terapii noi
Obiectivul final al proiectului depășește înțelegerea mecanismelor. Echipa lui Subash investighează dacă aceste cunoștințe pot fi folosite pentru a dezvolta tratamente noi. Cercetătorii au identificat anterior un compus antimicrobian experimental care devine mai eficient în prezența cuprului. Aceștia vor modifica și testa compuși înrudiți pentru a identifica potențiali candidați pentru terapii viitoare care ar putea acționa alături de apărările existente ale sistemului imunitar.
Această abordare direcționată către gazdă ar putea fi deosebit de valoroasă pe măsură ce bacteriile devin tot mai rezistente la antibiotice. „Suntem foarte interesați să înțelegem aspectele de bază ale modului în care sistemul imunitar controlează patogenii, pentru a dezvolta antimicrobiene de generație nouă care nu doar ucid direct bacteriile, ci acționează sinergic cu sistemul imunitar”, a spus Subash.
Cercetătorul a avertizat că orice tratament clinic dependent de cupru este încă probabil la ani distanță, dar cercetarea actuală ar putea reprezenta un pas important spre noi opțiuni pentru infecțiile urinare dificil de tratat.
Potențial dincolo de infecțiile urinare
Deși cercetarea este concentrată pe infecțiile urinare, impactul potențial s-ar putea extinde dincolo de vezica urinară. Unele dintre bacteriile care cauzează aceste infecții pot provoca infecții și în alte părți ale organismului, ceea ce înseamnă că descoperirile despre modul în care răspund la cupru ar putea informa tratamente pentru alte infecții bacteriene.
Munca ar putea avea implicații și pentru medicina veterinară, unde infecțiile urinare sunt o problemă recurentă la animale precum câinii. „Aspectul inovator principal al acestui proiect este analiza cuprinzătoare a modului în care patogenul răspunde și cum gazda folosește cuprul, legând aceste descoperiri de știință fundamentală cu un obiectiv translațional”, a concluzionat Subash.
