Aider les cellules de la vessie à éliminer les infections urinaires

Les infections urinaires figurent parmi les infections bactériennes les plus fréquentes. Elles sont principalement causées par la bactérie uropathogène Escherichia coli. Malgré un traitement antibiotique, un grand nombre de patientes et patients subissent une nouvelle infection.

Une des explications est que la bactérie peut pénétrer dans les cellules qui tapissent la vessie, appelées cellules épithéliales, et s’y dissimuler. À l’abri des antibiotiques comme du système immunitaire, ces bactéries peuvent survivre puis à nouveau se multiplier ultérieurement, provoquant des infections urinaires récurrentes. Ce phénomène est d’autant plus préoccupant que la répétition des traitements antibiotiques favorise l’émergence de résistances.

Une équipe dirigée par Kathrin Tomasek et John McKinney du Laboratoire de microbiologie et microtechnologie de l’EPFL, en collaboration avec Christian Pasquali et Mario Romani d’OM Pharma, a mis en évidence un moyen de renforcer la capacité interne des cellules de la vessie à éliminer ces bactéries cachées. Publiée dans PLOS Pathogens, leur étude montre que l’OM-89, commercialisé sous le nom Uro-Vaxom®, active les mécanismes cellulaires de dégradation dans les cellules épithéliales de la vessie tout en augmentant la quantité d’antibiotiques qui y pénètre.

L’OM-89 est utilisé depuis plusieurs décennies pour prévenir les infections urinaires récidivantes. Il est surtout connu pour stimuler le système immunitaire. Cette nouvelle étude in vitro révèle un second mécanisme d’action: un effet direct sur les cellules qui tapissent la vessie.

Le rôle clé des lysosomes

Les scientifiques ont étudié des cellules épithéliales de vessie murines et humaines à l’aide de modèles organoïdes et de cultures cellulaires différenciées. Après exposition à l’OM-89, les cellules ont été infectées par différentes souches d’E. coli uropathogènes puis traitées par antibiotiques. Les scientifiques ont ensuite suivi la survie bactérienne, l’absorption des antibiotiques et les modifications des voies cellulaires impliquées dans la destruction des bactéries à l’intérieur des cellules.

Les résultats désignent les lysosomes, des compartiments acides présents dans les cellules qui dégradent les éléments indésirables. L’OM-89 a augmenté à la fois l’acidification des lysosomes et l’activité d’enzymes lysosomales.

Lorsque les chercheuses et chercheurs ont bloqué l’acidification des lysosomes, l’effet protecteur de l’OM-89 a disparu. Cette observation démontre que l’activité lysosomale joue un rôle direct dans la réduction de la repousse bactérienne associée aux infections urinaires récurrentes.

Aider les antibiotiques à atteindre les bactéries persistantes

Parallèlement, l’OM-89 a favorisé l’accumulation des antibiotiques à l’intérieur des cellules épithéliales de la vessie. Dans les modèles expérimentaux, l’administration conjointe de l’OM-89 et d’antibiotiques a renforcé l’élimination des bactéries et réduit leur réapparition après l’arrêt du traitement antibiotique.

Cet effet a été observé avec plusieurs classes d’antibiotiques et différentes souches bactériennes, y compris des échantillons cliniques provenant de patientes et patients.

L’équipe a également reproduit ces résultats dans des modèles de vessie murins et humains. Par ailleurs, l’analyse de jeux de données indépendants issus de tissus humains a mis en évidence un lien entre l’activité lysosomale et l’activité des voies immunitaires et antibactériennes.

« Nous avons découvert que l’OM-89 ne se contente pas de stimuler le système immunitaire inné comme on le pensait jusqu’à présent, souligne Kathrin Tomasek. Il agit directement sur les cellules de la vessie en renforçant leurs mécanismes de dégradation, ce qui leur permet de détruire plus efficacement les bactéries cachées. Il aide aussi les antibiotiques à atteindre ces bactéries, réduisant ainsi leur repousse après la fin du traitement.»

Ces résultats ouvrent la voie à une approche thérapeutique centrée sur l’hôte: plutôt que de viser uniquement les bactéries, il serait possible de renforcer les mécanismes antimicrobiens propres aux tissus infectés.

Plus largement, l’étude identifie les voies lysosomales de l’épithélium vésical comme une cible potentielle pour de futures associations thérapeutiques destinées à améliorer l’efficacité des antibiotiques.

Selon Christian Pasquali, directeur scientifique chargé des relations scientifiques chez OM Pharma et ancien responsable de la recherche préclinique: «Bien que ces résultats proviennent de modèles précliniques et ne modifient ni l’indication approuvée ni les conditions d’utilisation d’Uro-Vaxom®, ils approfondissent notre compréhension de la manière dont l’OM-89 pourrait renforcer les défenses naturelles de la vessie contre les infections récidivantes et consolident les bases scientifiques justifiant son utilisation. »

Autres contributeurs

Centre de compétences en bioinformatique de l’EPFL