Die Rolle der Mikrobiota im Urin bei Funktionsstörungen der unteren Harnwege: Eine systematische Übersichtsarbeit

Die traditionelle Sichtweise der Sterilität des Urins wurde durch die Entdeckung des Harnmikrobioms, d. h. einer Mischung aus Bakterien und Mikroorganismen in den Harnwegen, in Frage gestellt. Diese einzigartige Beziehung zwischen Mikroben und Menschen ist noch nicht vollständig verstanden, hat aber in den letzten zehn Jahren in der klinischen Forschung viel Aufmerksamkeit erregt. Mehrere Studien deuten darauf hin, dass das Harnmikrobiom bei vielen Erkrankungen des Harnsystems eine Rolle spielen kann, einschließlich Harnwegsinfektionen und Harndranginkontinenz . Es wird angenommen, dass mit einem besseren Wissen über die Mikrobiota im Urin Präventionsstrategien verbessert werden können, eine bessere Diagnose gestellt und die Behandlung häufiger Erkrankungen der unteren Harnwege vorangetrieben werden können.

Mikrobiom & Mikrobiota

Mikrobiom: die Sammlung von Genomen (genetischem Material) aller Mikroorganismen, die in einer bestimmten Umgebung vorkommen. Mikrobiome sind für jeden Organismus individuell und die Vielfalt der Mikrobiome zwischen den Individuen ist enorm. Mikrobiota: alle Mikroorganismen (Bakterien, Viren und Pilze), die in einer bestimmten Umgebung vorkommen. Bezieht sich auf Bakterien, die sowohl symbiotisch als auch pathologisch im menschlichen Körper leben. Es ist Vorsicht geboten, wenn es darum geht, woher die Mikrobiota kommt, z. B. die Mikrobiota im Urin.

Die traditionelle Sichtweise der Sterilität des Urins wurde durch die Entdeckung des Harnmikrobioms in Frage gestellt, d.h. einer Mischung aus Bakterien und Mikroorganismen innerhalb der Harnwege, analog zum anerkannten Vorhandensein eines Mikrobioms im Darm. Diese einzigartige Beziehung zwischen Mikroben und Menschen ist noch nicht vollständig verstanden, hat aber in den letzten zehn Jahren in der klinischen Forschung viel Aufmerksamkeit erregt. Die alte Auffassung von Urinsterilität beruht auf dem Fehlen von Bakterien in Urinproben unter Verwendung von Standardkulturprotokollen. Heute wissen wir, dass die Kultivierungsmethoden unzureichend waren und keine anaeroben oder langsam wachsenden Bakterien nachweisen konnten. Ein Grund für das gestiegene Verständnis und Wissen über Mikroorganismen sind die Verbesserungen der Technologien zum Nachweis der Bakterien.

Zwei wichtige Verbesserungen für diese Errungenschaft sind:

Die Verwendung der DNA-Sequenzierung: ein sehr empfindlicher Test zur Identifizierung von Bakterien, ohne dass eine Kultur erforderlich ist. Es kann nicht festgestellt werden, ob die Bakterien lebendig oder tot sind.

• Verbesserte Techniken für die Urinkultur, die eine vollständigere Beschreibung der vorhandenen Mikroben ermöglichen, unterschieden zwischen lebenden und toten Bakterien, in einem Enhanced Quantitative Urine Culture (EQUC)-Protokoll.
• Die Verbesserungen in den Urinkulturtechniken bieten eine Alternative, die in den meisten klinischen Laboren sofort umgesetzt werden kann. Die Sequenzierung ist kostspieliger, wird aber immer häufiger im klinischen Umfeld eingesetzt.

Mehrere Studien deuten darauf hin, dass das Harnmikrobiom bei vielen Erkrankungen des Harnsystems eine Rolle spielen kann, einschließlich Harnwegsinfektionen (HWI) und Dranginkontinenz (UUI).

Es wird angenommen, dass mit einem besseren Wissen über die Mikrobiota im Urin die Präventionsstrategien verbessert sowie eine bessere Diagnose gestellt und die Behandlung häufiger Erkrankungen der unteren Harnwege vorangetrieben werden können.

Mit den fortschrittlicheren molekularen Methoden, die zur Verfügung stehen, haben mehrere neuere Studien die enorme Vielfalt, funktionelle Kapazität und altersassoziierte Dynamik der menschlichen Mikrobiota in den Harnwegen gezeigt und auf verschiedene Weise zu ihrer Homöostase beigetragen. Die Mikrobiota im Urin kann Moleküle produzieren, die mit dem Nervensystem interagieren und eine Rolle bei der Regulierung und Aufrechterhaltung von Epithelverbindungen spielen können. Es gibt auch Hinweise darauf, dass die normalerweise im Körper lebenden Bakterien eine Barriere im Uroepithel bilden, Uropathogene verdrängen und antimikrobielle Verbindungen produzieren und/oder schädliche Produkte abbauen können! So können die Bakterien uns helfen, uns zu erholen, ohne dass wir Medikamente benötigen.

Gleichzeitig haben neuere Studien einen Zusammenhang zwischen einem Ungleichgewicht in der Zusammensetzung und Funktion der Harnmikrobiota und chronischen urologischen Erkrankungen aufgezeigt, was zu viel Aufmerksamkeit und einem besseren Verständnis der Harnmikrobiota in der klinischen Forschung beigetragen hat und ein Potenzial für neue therapeutische und präventive Strategien für viele Erkrankungen bietet.

Diese Übersichtsarbeit beleuchtet die Rolle der Mikrobiota im Urin in der Pathophysiologie verschiedener Funktionsstörungen der unteren Harnwege (LUTS).

Überaktive Blase (OAB) in Bezug auf die Mikrobiota

Die überaktive Blase (OAB) ist eine Symptomkonstellation, die durch das Vorhandensein von Harndrang gekennzeichnet ist, der in der Regel von Nykturie und Häufigkeit mit oder ohne Dranginkontinenz (UUI) begleitet wird. Es gibt keinen Goldstandard für die Diagnose von OAB und die Diagnose erfolgt hauptsächlich durch körperliche Untersuchung und Entleerungstagebuch. Eine negative Urinkultur ist Voraussetzung für die Diagnose einer OAB, da eine Harnwegsinfektion (HWI) ausgeschlossen werden muss.

Die Entdeckung der Mikrobiota im Urin wirft die Frage auf, ob Bakterien, die Teil der natürlichen Flora in den unteren Harnwegen sind, direkt oder indirekt zur OAB beitragen können.

Mehrere Studien haben signifikante Unterschiede zwischen dem Mikrobiom im Urin von Frauen mit und ohne UUI gezeigt. Abhängig von der Mikrobiota des Patienten (Diversität der Mikroorganismen etc.) unterschied sich die Wirkung der Medikation bei den UUI-Patienten. Aus klinischer Sicht könnte das Wissen über die individuelle Mikrobiota im Urin zu Möglichkeiten führen, die UUI-Behandlung zu verfeinern und zu personalisieren. Somit Potenzial zur Vorbeugung und/oder besseren Behandlung dieser Störung.

Blasenschmerzsyndrom und interstitielle Zystitis in Bezug auf die Mikrobiota.

Eine weitere klinisch relevante Patientengruppe hierfür sind Menschen, die an einem Blasenschmerzsyndrom (BSS) und einer interstitiellen Zystitis (IC) leiden. BSS/IC wurden traditionell als chronische sterile Blasenentzündung beschrieben. Obwohl die Symptome dieser Erkrankung denen einer Harnwegsinfektion ähneln, ist es in mehreren Studien mit herkömmlichen Kulturmethoden nicht gelungen, einen infektiösen Erreger zu identifizieren. Mit der neuen molekularen Diagnostik ist es jedoch gelungen, wichtige Unterschiede in der Mikrobiota im Urin nachzuweisen. 

Studien zeigten eine geringere mikrobielle Diversität bei BSS/IC-Patienten im Vergleich zu gesunden Frauen sowie mehr des Bakteriums Lactobacillus im Urin dieser Patienten. Lactobacillus gilt als pathogen und resistent gegen weit verbreitete Antibiotika und kann eine direkte oder indirekte Rolle bei der Entwicklung dieser entzündlichen Erkrankung spielen.

Erkrankungen der unteren Harnwege in Bezug auf die Mikrobiota

Das detaillierte Wissen über die Koexistenz von Bakterien mit dem menschlichen Körper wird möglicherweise zu einem Paradigmenwechsel in der Therapie führen. Dabei geht es nicht mehr nur darum, pathogene Mikroben mit Antibiotika abzutöten. Stattdessen konzentrieren sich die entwickelnden Therapien darauf, die Rolle nützlicher Mikroorganismen im Harnwegsökosystem zu stärken und gesunde Mikroorganismen in den unteren Harnwegen wiederherzustellen.

Dies kann insbesondere für Patienten mit persistierenden Symptomen der unteren Harnwege (LUTS) relevant sein, deren Standardurinkulturen kein Wachstum zeigen. Dies basiert auf der Erkenntnis, dass bestimmte Mikroben Eigenschaften haben, die vor Uropathogenen schützen, indem sie Antibiotika und/oder andere antimikrobielle Verbindungen produzieren, die andere pathogene Bakterien hemmen oder abtöten.

Es ist bekannt, dass die Vaginal- und Darmmikrobiota in der Lage sind, die mikrobielle Zusammensetzung schnell zu ändern, und diese Veränderungen können sich auf die Mikrobiota im Urin auswirken. Es wird auch angenommen, dass wir durch die Analyse spezifischer Biomarker (ein natürlich vorkommendes Molekül zur Identifizierung einer Krankheit) aus der Harnmikrobiota in Zukunft neue diagnostische, therapeutische und prognostische Werkzeuge für LUTS haben könnten.

Obwohl die folgenden Erkrankungen, BSS und interstitielle Zystitis sowie UUI und Prostatitis, nicht mit einem bakteriellen Ursprung assoziiert sind, haben sie alle ein verändertes Mikrobiom und spezifische dominierende Urtypen im Vergleich zu Urin von asymptomatischen gesunden Personen gezeigt. Zusammen mit dem wachsenden Verständnis der Auswirkungen der Mikrobiota im Urin auf die Entwicklung dieser Erkrankungen erhalten wir Leitlinien für ein optimiertes Management und eine optimierte Behandlung.

Schlüsse

Zu diesem Zeitpunkt wissen wir mit Sicherheit, dass Urin nicht steril ist. Die gefundenen Unterschiede zwischen der Harnmikrobiota von gesunden Personen und Patienten mit LUT-Dysfunktion deuten darauf hin, dass eine Störung der natürlichen Bakterienflora ein sich entwickelnder Faktor bei verschiedenen funktionellen Blasenstörungen sein kann. Die Entdeckung der Mikrobiota im Urin wird in naher Zukunft tiefgreifende klinische Auswirkungen mit potenziellen diagnostischen und therapeutischen Auswirkungen auf Harnwegserkrankungen haben.