Nos últimos anos, com o avanço das técnicas moleculares, verificamos que alguns “dogmas históricos” da microbiologia estão ultrapassados. A origem da teoria da “urina estéril” data do século XIX, quando microbiologistas como Louis Pasteur, Joseph Lister, …., falavam que a urina, quando em recipiente fechado e recém emitida, não poderia estar turva, completamente livre de bactérias. Em outras palavras, o dogma se originou em uma época em que todas as bactérias eram consideradas patogênicas e a microbiologia ainda era uma ciência emergente1.
Num passado bem mais recente (década de 50), Edward Kass, médico de da Harvard Medical School, estabeleceu um limiar clínico para detectar pacientes com infecções urinárias. Após analisar a urina de mulheres sintomáticas versus assintomáticas, Kass determinou que 105 unidades formadoras de colônias por mililitro (UFC/ml) seria a linha divisória entre contaminação e infecção na maioria das populações. Desde então, esse ponto de corte foi considerado como gold standard para diagnóstico de infecções do trato urinário (ITU), apesar de vários estudos fornecerem evidências contrárias, demonstrando que em várias circunstâncias clínicas podemos ter infecções verdadeiras com contagens inferiores à esta1. A nomenclatura usada para descrever o status bacteriano da bexiga é bastante antiga e inadequada para as informações emergentes sobre o trato urinário feminino. Por exemplo, é provável que o diagnóstico dicotômico de ITU seja inadequado para fins clínicos.
Rosalind Maskell notou que pacientes com sintomas de ITU, mas com uroculturas negativas, continham microrganismos fastidiosos que exigiam condições de crescimento diferentes das do método padrão. Concluiu que a urocultura era insuficiente para diagnosticar muitos distúrbios urinários e convidou os clínicos a colaborar com os microbiologistas para compreender melhor os distúrbios urinários. Somente quando metodologias não dependentes de cultivo foram utilizadas, começaremos a entender melhor que microrganismos fastidiosos podem estar envolvidos com os processos infecciosos2.
Sequenciamento genético tem demonstrado a presença inesperada de populações microbianas em áreas do corpo humano que antes eram consideradas desprovidas de microrganismos. Como exemplo principal, a teoria vigente da esterilidade da urina foi refutada pela comprovação da existência de bactérias viáveis residindo no trato urinário3.
Tais descobertas podem fornecer novas oportunidades para abordar condições importantes de saúde, principalmente das mulheres em idade fértil, que podem estar associadas com trabalho parto prematuro, infecções do trato urinário e incontinência urinária4. As ferramentas tradicionais para avaliação bacteriana urinária apresentam significativas limitações que dificultam o diagnóstico preciso. Por exemplo, a cultura de urina tradicional não detecta bactérias exigentes. A metagenômica, no entanto, pode detectar esses e outros microrganismos, o que permite uma caracterização mais completa das comunidades bacterianas na bexiga. Esse avanço acaba possibilitando responder a questões científicas e clínicas previamente obscuras.
A nomenclatura tradicional usada para descrever o presença de bactérias na bexiga é bastante antiga e inadequada. No contexto do paradigma da urina estéril, os termos uropatógenos, bacteriúria assintomática e infecção do trato urinário precisam ser atualizados, pois podem se sobrepor4. Os médicos já podem se beneficiar do conhecimento de novos microrganismos urinários que anteriormente não eram detectados. Este parecer clínico destaca as inadequações das ferramentas atuais para avaliação bacteriana urinária, descreve as novas ferramentas de avaliação, explica a interpretação atual dos dados resultantes e propõe possíveis usos clínicos e relevância. Um novo mundo está se abrindo para o diagnóstico, que nos dará a oportunidade de entender melhor as bactérias urinárias e o local onde habitam. Esse novo conhecimento tem um potencial significativo para melhorar o atendimento ao paciente.
Usando o sequenciamento, aprendemos que a maioria das mulheres com ITU são sintomáticas e apresentam uma microbiota urinária bem definida. No entanto, muitas vezes sua urocultura é negativa. Essas mulheres estão “infectadas” ou esses termos clínicos tradicionais são inadequados para descrever os estados clínicos que agora conseguimos detectar? Simplificando, o termo bacteriúria assintomática deverá entrar em desuso ao longo do tempo.
O microbioma humano é fundamental na manutenção da saúde, principalmente no modulação do sistema imune, produção de substâncias fundamentais para nossa vida (hormônios, neurotransmissores e vitaminas) e manutenção da integridade da mucosa intestinal5. Embora existam espécies compartilhadas no trato urinário com aquelas encontradas em comunidades microbianas associadas à pele, trato gastrointestinal e vagina, estudos sugerem atualmente que o trato urinário contém populações microbianas distintas de outros locais do corpo humano que abrigam microbiota. Como o microbioma urinário foi excluído de estudos epidemiológicos multicêntricos, como o Projeto Microbioma Humano, os estudos de perfil de microbiota urinária saudável ainda são escassos6.
Um conceito útil a considerar é disbiose, essencialmente um desequilíbrio da comunidade bacteriana em um sítio específico (por exemplo, a bexiga)7. À medida que expandimos nossa compreensão do microbioma urinário feminino, poderemos descrever a faixa normal entre grupos de mulheres (agregando por idade, dosagens hormonais, raça e etnia) e as variações clinicamente relevantes ao longo do tempo.
A disbiose urinária gera uma inflamação crônica que tem sido associada com várias doenças urológicas, incluindo incontinência, cistite intersticial e infecções sexualmente transmissíveis. O mecanismo protetor pode ocorrer por vários motivos. Primeiro, o crescimento bacteriano comensal no urotélio poderia criar uma barreira, por exemplo, na forma de um biofilme, reduzindo a aderência de bactérias patogênicas. Além de competir por espaço, o microbioma também poderia superar os patógenos na competição por nutrientes. Podem inibir organismos patogênicos, produzindo compostos antimicrobianos (bacteriocinas). Também são capazes de interagir com muitas toxinas ambientais, como metais pesados, hidrocarbonetos policíclicos aromáticos, pesticidas, monômeros plásticos,…. Depois que certas toxinas são removidas da corrente sanguínea através de filtração renal, seu armazenamento na bexiga fornece tempo suficiente para a microbiota urinária interagir e alterar esses compostos. Esse metabolismo pode aumentar ou diminuir o risco de doenças, incluindo disfunção cognitiva, patologias renais e cânceres urinários, que podem ser causados por essas toxinas7.
Prevalência
Estudos indicam que o microbioma urinário é distinto entre homens e mulheres, devido a diferenças nas estruturas anatômicas e produção hormonal. Em geral, as mulheres têm uma mistura mais heterogênea de população bacteriana, com um número significativamente maior de Escherichia coli em mulheres adultas saudáveis (91%) do que homens (25%). As espécies de Lactobacillus são os membros mais dominantes do microbioma na urina em mulheres durante a idade fértil. Outros perfis em amostras femininas incluíram membros representativos dos filos Actinobacteria (por exemplo, Actinomyces, Arthobacter) e Bacteroidetes (por exemplo, Bacteroides) que estavam ausentes nas amostras masculinas8.
Ao considerar o microbioma com abundância variada no trato urinário ao longo da vida, homens e mulheres possuem três gêneros predominantes – Lactobacillus, Corynebacterium e Streptococcus. Um estudo para caracterizar comunidades bacterianas na urina coletada de homens adolescentes e encontrou os gêneros predominantes como Streptococcus, Gardnerella, Lactobacillus e Veillonella. Outro grupo investigou um microbioma de urina saudável em homens e mulheres e relataram maior abundância relativa de Corynebacterium nos homens. Esse gênero é considerado colonizante de pele e mucosas, e seus membros possivelmente residem na uretra proximal e/ou na bexiga, bem como na uretra distal8.
A variação do microbioma urinário entre os sexos também pode resultar de diferentes composições na urina. As mulheres produzem maior quantidade de citrato, mas menos cálcio e oxalato, enquanto os homens excretam mais creatinina. Os diferentes constituintes podem favorecer certos microrganismos para sobreviver e, por sua vez, contribuem para o estado de saúde de seus hospedeiros. Por exemplo, as mulheres são mais propensas a ITU devido principalmente a razões anatômicas. No entanto, existem evidências indicando que os microrganismos também podem desempenhar um papel na ocorrência e recorrência de ITU, e seu crescimento é provavelmente promovido por certos substratos e hormônios presentes na urina feminina8.
Gardnerella é um exemplo da compreensão em evolução da origem do microbioma geniturinário. Foi anteriormente visto como um patógeno associado à vaginose bacteriana, que se acredita existir apenas em amostras urinárias como resultado de contaminação durante a coleta de amostras. No entanto, estudos demonstraram que Gardnerella pode existir como membro estável do microbioma da bexiga em mulheres assintomáticas quando as amostras são coletadas por aspiração suprapúbica. Além disso, também foi identificado como um membro do microbioma da bexiga e do sulco coronal em homens sem experiência sexual, apoiando ainda mais seu papel como parte do microbioma urinário9.
A recente descoberta do microbioma urinário merece investigação sobre como as bactérias contribuem para ITU. Foi realizado um estudo de acompanhamento de mulheres com e sem ITU. O microbioma das pacientes com infecção apresentava aumento de Gardnerella e diminuição de Lactobacillus. Nove gêneros (Actinobaculum, Actinomyces, Aerococcus, Arthrobacter, Corynebacterium, Gardnerella, Oligella, Staphylococcus e Streptococcus) foram cultivados com mais frequência no grupo de ITU. Embora Lactobacillus tenha sido isolado em ambos os grupos, existiram distinções no nível das espécies, com Lactobacillus gasseri detectado com mais frequência no grupo ITU e Lactobacillus crispatus detectado com mais frequência nos controles negativos. Muitos dos gêneros detectados no microbioma urinário são frequentemente encontrados no trato vaginal, incluindo Bifidobacterium, Enterococcus, Actinomyces, Prevotella e Atopobium. Como as amostras de urina deste estudo foram coletadas por cateter transuretral, esses gêneros são provavelmente verdadeiros colonizantes do trato urinário e não contaminantes da mucosa vaginal10. Combinados, tais dados sugerem que existem diferenças importantes nos microbiomas urinários de mulheres com e sem ITU, com potenciais implicações na prevenção, diagnóstico ou tratamento.
Algumas das primeiras evidências de uma comunidade microbiana urinária em crianças do sexo masculino a partir dos 3 meses de idade foram demonstradas recentemente. Alguns gêneros detectados na urina também sejam comumente representados na microbiota da pele (Staphylococcus, Streptococcus, Propionibacterium e Corynebacterium), alguns dos gêneros mais abundantes detectados nas amostras de urina (Varibaculum, Peptoniphilus, Actinobaculum, etc.) não são comuns na pele. Além disso, muitas das espécies identificadas nas amostras de urina são anaeróbios (por exemplo, Anaerococcus, Peptoniphilus e Serratia). Vários desses gêneros também foram previamente identificados no microbioma urinário de indivíduos saudáveis11.
À medida que envelhecemos, a constipação e a incontinência urinária podem alterar a sobrevivência dos microrganismos. As infecções do trato urinário inferior são mais prevalentes à medida que as pessoas envelhecem. Uma informação interessante que quatro gêneros são encontrados quase que exclusivamente em pessoas com mais de 70 anos, independentemente do sexo: Jonquetella, Parvimonas, Proteiniphilum e Saccharofermentans. Estas não são bactérias bem conhecidas e foram nomeadas apenas recentemente. Características comuns entre elas incluem requisitos anaeróbicos e exigentes de nutrientes que dificultam o cultivo por métodos convencionais. As implicações desses microrganismos no microbioma urinário de idosos ainda são desconhecidas e aguardam novos estudos8.
Câncer
O microbioma urinário pode mudar com o envelhecimento, conforme gêneros específicos por idade são relatados na estrutura da comunidade do microbioma urinário. Não se sabe até que ponto essas alterações relacionadas à idade na microbiota urinária contribuem para o risco de câncer geniturinário. Quando comparamos a microbiota urinária entre os sexos, verificamos que feminina é predominantemente predominada pelos gêneros Lactobacillus e Gardnerella, enquanto Corynebacterium, Staphylococcus e Streptococcus são os principais gêneros no sexo masculino. Como resultado, pode-se postular que as diferenças nos perfis microbianos pode estar contribuindo para as diferenças bem conhecidas na incidência de câncer geniturinário em homens12.
Supõe-se que a inflamação crônica devida a infecções da próstata contribua para o desenvolvimento e/ou progressão do câncer de próstata. De fato, vários estudos recentes destacam o papel da inflamação induzida por infecção ou componentes bacterianos (por exemplo, lipopolissacarídeos) no câncer de próstata. Há uma necessidade importante em entender como, quando e quais microrganismos podem estar sendo introduzidos na próstata. A investigação etiológica das infecções prostáticas é controversa e difícil de ser implantada na rotina clínica. Até o momento, não existem evidências de um único microrganismo que contribua para a etiologia do câncer de próstata. Entretanto, considera-se que várias bactérias possam produzir inflamação prostática, como no caso da prostatite bacteriana sintomática, certas infecções sexualmente transmissíveis (ISTs) e a Propionibacterium acnes, que possui atividade pró-inflamatória. A recente descoberta de um microbioma urinário lança nova luz sobre a possibilidade de exposição frequente da próstata a um número diverso de microrganismos, devido à sua proximidade anatômica. O trato urinário pode, portanto, servir como uma via de exposição da próstata a microrganismos contidos na uretra6.
Uma hipótese potencial é que essas espécies pró-inflamatórias, quando introduzidas na próstata, podem provocar inflamação crônica que medeia o desenvolvimento de atrofia inflamatória proliferativa, tornando um fator de risco para o desenvolvimento de câncer de próstata. É improvável que a próstata contenha uma microbiota comensal onipresente ou que exista um microbioma próprio, mas a presença microbiana é provavelmente patogênica por natureza e pode estar localizada em regiões focais e possivelmente associadas ao desenvolvimento de câncer de próstata6,12.
Estudos de perfil do microbioma urinário em homens com e sem um diagnóstico comprovado de câncer de próstata revelaram que a microbiota urinária da maioria dos homens é predominada por um único gênero e, principalmente, espécies de Corynebacterium, Staphylococcus e Streptococcus. Enquanto tendências semelhantes foram relatadas em amostras de urina de mulheres adultas, as amostras de urina feminina diferem nos organismos predominantes, sendo Lactobacillus e Gardnerella. Curiosamente, identificamos um subconjunto de homens com representação predominante de urina das espécies Lactobacillus ou Gardnerella, e a presença Gardnerella vaginalis foi associada a inflamação crônica nas correspondentes biópsias da próstata. Isso levanta a intrigante possibilidade de que alguns homens possam abrigar microbiota urinária associada a condições inflamatórias em mulheres (por exemplo, vaginose bacteriana)6.
Várias espécies de bactérias pró-inflamatórias e/ou uropatógenos conhecidos foram representadas diferencialmente em homens com câncer de próstata. Exemplos notáveis incluem o Actinotignum schaalii, um uropatógeno emergente de significado clínico potencialmente subestimado devido à dificuldade na identificação fenotípica, essa espécie foi incluída no grupo de bactérias pró-inflamatórias mais prevalentes em homens com câncer. Como mencionado anteriormente, as espécies de Ureaplasma também foram observadas como sendo abundantes na microbiota urinária de homens com câncer de próstata. Embora estudos adicionais de acompanhamento sejam necessários para validar a descoberta de espécies bacterianas representadas diferencialmente na urina de homens com câncer versus aquelas com biópsia negativa, este é um caminho para identificar quais espécies bacterianas possam estar associadas ao câncer de próstata, podendo ser extremamente importante em termos de desenvolvimento de estratégias preventivas6.
Um estudo sobre o efeito do envelhecimento no microbioma urinário masculino relatou uma tendência intrigante: enquanto o número total de bactérias no microbioma urinário masculino diminuiu substancialmente com a idade, o número de gêneros aumentou. Assim, o microbioma urinário masculino pode diminuir a quantidade mas aumentar a diversidade com a idade13.
Com relação ao câncer de bexiga, uma hipótese é que o microbioma possa alterar a matriz extracelular, o que pode promover a carcinogênese urotelial. Nos pacientes com a doença, as taxas de recorrência podem chegar a 66% em 5 anos e 88% em 15 anos7. Da mesma forma, como o microbioma intestinal influencia o desenvolvimento do câncer e a resposta à terapêutica, é esperado encontrar perfis semelhantes no contexto do microbioma urinário e do câncer de bexiga12.
Talvez a área mais empolgante atualmente seja como o microbioma, tanto no sistema urinário quanto no trato intestinal, pode alterar as terapias medicamentosas e influenciar os resultados oncológicos urológicos. Por exemplo, o Bacillus Calmette-Guerin (BCG), a cepa vacinal derivada do Mycobacterium bovis para tuberculose, é amplamente usada para evitar a recorrência do câncer de bexiga por instilação direta. O BCG induz uma resposta imune, em parte através da ligação potencial de fibronectina na bexiga, que aumenta em intensidade durante o período de tratamento para induzir imunidade específica ao tumor. No entanto, agora entendemos que microrganismos colonizantes também estão presentes na bexiga e podem interagir com o BCG, influenciando o desenvolvimento de imunidade. Em outros locais da mucosa, o microbioma desempenha um papel na homeostase da barreira e modera os eventos inflamatórios induzidos por microrganismos potencialmente oportunistas e outros insultos. Diferentes espécies de Lactobacillus têm várias habilidades para se ligar à fibronectina. Lactobacillus iners são ligantes potentes da fibronectina, e essa espécie também está presente na bexiga. Como esse achado pode ter consequências para a terapia com BCG, é imprescindível avaliar o microbioma no local de destino, antes, durante e após a terapia com BCG em futuros ensaios clínicos12.
Só agora estamos começando a avaliar mais criteriosamente a influência potencial do microbioma no desenvolvimento do câncer geniturinário. Temos muito a aprender sobre sua composição e função na homeostase e nos estados de doença. Implantar resultados de pesquisas sobre microbiomas na prática clínica requer esforços conjuntos de equipes multidisciplinares, constituídas de especialistas em microbioma, microbiologistas, infectologistas, imunologistas e oncologistas, para traduzir com sucesso essas informações em cuidados relevantes. Esperamos também desenvolver meios para poder manipular o microbioma urinário e/ou gastrointestinal, a fim de melhorar as condições de saúde dos pacientes.
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