Lithiases calciques : une composante bactérienne longtemps méconnue
Des bactéries et des biofilms ont été mis en évidence dans des calculs d’oxalate de calcium, suggérant un rôle potentiel des microorganismes dans la santé uriniaire via la physiopathologie des lithiases calciques.
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A propos de cet article
Les calculs rénaux sont des agglomérats polycristallins et sont classés selon leur composition principale.
Plus de 2 calculs sur 3 sont principalement composés de calcium : la formation de ces calculs d’oxalate de calcium (CaOx) est traditionnellement expliquée par la nucléation, la croissance et l’agrégation de cristaux dans une urine sursaturée en calcium et en oxalate.
Pourtant, un mécanisme complémentaire pourrait être à l’œuvre, impliquant des bactéries du microbiote urinaire.
Une organisation en mille-feuilles
L’analyse1 de calculs de patients a révélé la présence de structures typiques de bactéries :
- en termes de morphologie : forme de cocci, diamètre… ;
- et de composants : ADN, lipides typiques des membranes
- et de biofilms dans les calculs d’oxalate de calcium.
À l’inverse, un cristal d’oxalate de calcium d’origine non biologique (purement minéral, provenant de la collection de minéraux du Muséum d’Histoire Naturelle de Los Angeles) ne présentait aucune structure bactérienne ni biofilm, confirmant la spécificité des calculs humains étudiés dans cette recherche.
70% Les calculs à base de calcium représentent plus de 70 % de l’ensemble des calculs, ce qui en fait de loin le type le plus fréquent dans le monde parmi les lithiases urinaires.¹
2-6% Les calculs de struvite présentent une faible incidence, estimée entre 2 et 6 % des cas de calculs urinaires.¹
L’étude de la structure interne des calculs a mis en évidence une alternance de couches riches en matière organique (biofilms bactériens) et de couches principalement minérales, soit une architecture de biocomposite organique–inorganique.
3
Les principaux types de calculs rénaux sont :
- les calculs calciques, qui sont les plus fréquents
- les calculs de struvite, généralement causés par une infection, notamment une infection urinaire
- les calculs d’acide urique, habituellement liés à une concentration élevée d’acide dans les urines.1
Quelles bactéries ?
Des bactéries ont été retrouvées dans près de la moitié des calculs rénaux étudiés (24/54), y compris chez des patients sans infection urinaire apparente lors des analyses.
Des microorganismes vivants ont pu être isolés dans 17 des 22 calculs analysés, dont des calculs d’oxalate de calcium.
Les bactéries les plus fréquentes étaient :
- Escherichia coli
- Proteus mirabilis
- et Enterococcus faecalis.
Plus de 30 % des calculs hébergeaient plusieurs espèces bactériennes, suggérant l’existence de microbiotes complexes au sein des calculs rénaux.
1/11
La prévalence de la lithiase rénale (maladie des calculs rénaux) est en augmentation à l’échelle mondiale au cours des dernières décennies, avec un risque de survenue au cours de la vie estimé à 1 personne sur 11.1
Le mécanisme suggéré
La présence de bactérie en surface mais aussi à l’intérieur des calculs laisse à penser que les biofilms bactériens pourraient servir de matrice et participer directement à la formation des calculs et à leur croissance : dans l’urine, les bactéries formeraient des biofilms riches notamment en ADN extracellulaire qui piègeraient localement les ions calcium et créeraient des “points d’accroche” favorisant la nucléation des cristaux d’oxalate de calcium.
80%
Un taux de récidive pouvant atteindre 80 % a été observé pour certaines compositions de calculs rénaux.1
Les cristaux se développeraient autour et à travers ces biofilms, qui s’intégreraient progressivement dans la structure du calcul.
La formation des calculs ne serait donc pas uniquement un processus chimique passif lié à la sursaturation urinaire, mais aussi un processus biologique où les biofilms bactériens agissent comme matrices de nucléation et de croissance.
Insuffisance rénale : l’impact du microbiote intestinal
Après le microbiote intestinal puis le microbiote urinaire, c’est désormais un microbiote du calcul rénal qui est impliqué.
Si ce modèle devait être confirmé, il pourrait avoir des applications cliniques dans le traitement et la prévention de ces calculs rénaux.
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