Zespół rumuńskich naukowców wydobył i przeanalizował liczącą 5000 lat kulturę bakteryjną z podziemnej jaskini lodowej, odkrywając zaskakujący poziom oporności na antybiotyki i potencjał dla nowych rozwiązań biotechnologicznych. Odkrycie to, szczegółowo opisane w czasopiśmie Frontiers in Microbiology, podkreśla ważną rolę badań środowiskowych w walce z globalnym kryzysem oporności na antybiotyki.
Odkrycie jaskini lodowej: głębokie zamrożenie historii genetycznej
Hodowlę bakterii o nazwie Psychrobacter SC65A.3 wyekstrahowano z 25-metrowego rdzenia lodowego pobranego z jaskini lodowej Scarisoara w Rumunii. Rdzeń ten reprezentuje ponad 13 000 lat nagromadzonego lodu, co czyni go wyjątkowym archiwum przeszłego życia drobnoustrojów. Naukowcy pobrali próbki w sterylnych warunkach, aby zapobiec zanieczyszczeniu, i zsekwencjonowali genom, aby poznać mechanizmy oporności.
Badanie wykazało, że Psychrobacter SC65A.3 zawiera ponad 100 genów związanych z opornością na antybiotyki, chociaż istniała ona na długo przed pojawieniem się nowoczesnych antybiotyków. Sugeruje to, że oporność wyewoluowała naturalnie w środowisku, a starożytne drobnoustroje mogą służyć jako rezerwuar tych genów.
Dlaczego to ma znaczenie: rosnące zagrożenie ze strony superbakterii
Oporność na antybiotyki to narastający kryzys zdrowia publicznego. Światowa Organizacja Zdrowia szacuje, że w 2019 r. spowodowała ona ponad 1,27 miliona zgonów na całym świecie. W miarę ewolucji bakterii, które chcą uniknąć leczenia, infekcje stają się trudniejsze do leczenia, a interwencje medyczne stają się mniej skuteczne. Dlatego też identyfikacja nowych źródeł antybiotyków lub strategii zwalczania oporności jest priorytetem dla naukowców i decydentów.
Unikalne zdolności kulturowe: odporność i tłumienie
Szczep Psychrobacter SC65A.3 jest oporny na dziesięć powszechnie stosowanych antybiotyków, w tym ryfampicynę, wankomycynę i cyprofloksacynę — leki stosowane w leczeniu poważnych infekcji, takich jak gruźlica, infekcje dróg moczowych i infekcje skóry.
Warto zauważyć, że szczep ten jest również w stanie hamować wzrost kilku „superbakterii” odpornych na antybiotyki. Oznacza to, że starożytna bakteria wytwarza związki, które mogą zabić lub zahamować rozwój niebezpiecznych współczesnych patogenów.
Potencjał genetyczny: niewykorzystane enzymy i związki
Genom Psychrobacter SC65A.3 zawiera prawie 600 genów o nieznanych funkcjach i 11 genów, które mogą zabić lub zatrzymać rozwój innych bakterii, grzybów i wirusów. Sugeruje to, że szczep ma niewykorzystany potencjał biotechnologiczny do tworzenia nowych antybiotyków, enzymów przemysłowych i metod leczenia innych chorób.
Ryzyko i korzyści: radzenie sobie ze starożytnymi mikrobami
Uwolnienie starożytnych drobnoustrojów do współczesnych środowisk stwarza ryzyko rozprzestrzenienia się genów oporności na antybiotyki. Jednak potencjalne korzyści z badania tych szczepów – w tym odkrycie nowych związków zwalczających oporność – przewyższają ryzyko, pod warunkiem, że badacze będą przestrzegać ścisłych środków ostrożności.
„Te starożytne bakterie są ważne dla nauki i medycyny” – stwierdziła współautorka badania, dr Cristina Purcaria, „ale w laboratorium konieczne jest ostrożne obchodzenie się z nimi i przestrzeganie środków bezpieczeństwa, aby zmniejszyć ryzyko niekontrolowanego rozprzestrzeniania się”.
Podsumowując, odkrycie Psychrobacter SC65A.3 podkreśla niewykorzystany potencjał ekstremalnych środowisk w zakresie znajdowania rozwiązań współczesnych problemów medycznych. Badając starożytne drobnoustroje, naukowcy mogą odkryć nowe strategie zwalczania oporności na antybiotyki, chroniąc w ten sposób zdrowie publiczne przed rosnącym zagrożeniem ze strony superbakterii.
