Bakterije iz leda stare 5.000 godina otporne su na 10 modernih antibiotika

Bakterije su evoluirale kako bi se prilagodile najekstremnijim uslovima na Zemlji, od nesnosne vrućine do temperatura znatno ispod nule. Zaleđene pećine samo su jedno od staništa i predstavljaju dom raznih mikroorganizama, koji su izvor genetičkog diverziteta još nedovoljno proučen, piše EurekAlert!

Istraživači u Rumuniji testirali su profile otpornosti na antibiotike kod jednog soja bakterija koji je do nedavno bio skriven u sloju leda starom 5.000 godina u jednoj zaleđenoj pećini – i otkrili su da bi on mogao biti prilika za razvoj novih strategija za sprečavanje porasta otpornosti na antibiotike i proučavanje toga kako se otpornost prirodno razvija i širi. Svoje otkriće su objavili u žurnalu Frontiers in Microbiology.

Preporučujemo

- Bakterijski soj Psychrobacter SC65A.3 izolovan iz zaleđene pećine Skarišoara, uprkos svom drevnom poreklu, pokazuje otpornost na više modernih antibiotika i nosi preko 100 gena povezanih sa otpornošću. Ali on takođe može da inhibira rast nekoliko važnih „superbakterija“ otpornih na antibiotike i pokazao je značajne enzimske aktivnosti sa velikim biotehnološkim potencijalom – rekla je dr Kristina Purkarea, viša naučna saradnica na Institutu za biologiju u Bukureštu pri Rumunskoj akademiji nauka.

Psychrobacter SC65A.3 je soj iz roda Psychrobacter, što su bakterije prilagođene hladnim okruženjima. Neke vrste mogu izazvati infekcije kod ljudi ili životinja. Bakterije roda Psychrobacter imaju biotehnološki potencijal, ali su profili otpornosti ovih bakterija na antibiotike uglavnom nepoznati.

- Proučavanje mikroba kao što je Psychrobacter SC65A.3, izvučenih iz naslaga pećinskog leda starih milenijumima, otkriva kako je otpornost na antibiotike prirodno evoluirala u okruženju, mnogo pre nego što su moderni antibiotici ikada korišćeni - rekla je Purkarea.

Tim je izbušio jezgro leda od 25 metara u delu pećine poznatom kao Velika dvorana, što predstavlja hronološki zapis od 13.000 godina. Kako bi se izbegla kontaminacija, fragmenti leda uzeti iz jezgra stavljeni su u sterilne kese i čuvani zamrznuti tokom transporta do laboratorije. Tamo su istraživači izolovali različite bakterijske sojeve i sekvencirali njihov genom kako bi utvrdili koji geni omogućavaju soju da preživi na niskim temperaturama, a koji mu daju antimikrobnu otpornost i aktivnost.

Testirali su otpornost soja SC65A na 28 antibiotika iz 10 klasa koji se rutinski koriste ili čuvaju za lečenje bakterijskih infekcija, uključujući antibiotike za koje je prethodno utvrđeno da poseduju gene otpornosti ili mutacije koje im daju sposobnost da se odupru dejstvu lekova. Na taj način su mogli da provere da li se predviđeni mehanizmi pretvaraju u merljivu otpornost.

- Deset antibiotika na koje smo pronašli otpornost široko se koriste u oralnim i injekcionim terapijama koje se koriste za lečenje niza ozbiljnih bakterijskih infekcija u kliničkoj praksi - istakla je Purkarea.

Bolesti poput tuberkuloze, kolitisa i urinarnih infekcija mogu se lečiti nekim od antibiotika na koje su istraživači otkrili otpornost, uključujući rifampicin, vankomicin i ciprofloksacin.

SC65A.3 je prvi soj Psychrobacter-a kod kojeg je pronađena otpornost na određene antibiotike – uključujući trimetoprim, klindamicin i metronidazol. Ovi antibiotici se koriste za lečenje urinarnih infekcija, infekcija pluća, kože ili krvi, kao i reproduktivnog sistema. Profil otpornosti SC65A.3 ukazuje na to da bi sojevi sposobni da prežive u hladnim okruženjima mogli delovati kao rezervoari gena otpornosti, koji predstavljaju specifične DNK sekvence koje im pomažu da prežive izloženost lekovima.

Bakterijski sojevi poput ovog koji je ovde ispitan su pretnja, ali daju i nadu.

- Ako topljenje leda oslobodi ove mikrobe, ovi geni bi se mogli proširiti na moderne bakterije, doprinoseći globalnom izazovu otpornosti na antibiotike. S druge strane, oni proizvode jedinstvene enzime i antimikrobna jedinjenja koja bi mogla da inspirišu nove antibiotike, industrijske enzime i druge biotehnološke inovacije - rekla je Purkarea.

U genomu bakterije Psychrobacter SC65A.3 istraživači su pronašli skoro 600 gena sa nepoznatim funkcijama, što sugeriše još neiskorišćen izvor za otkrivanje novih bioloških mehanizama. Analiza genoma takođe je otkrila 11 gena koji su potencijalno sposobni da ubiju ili zaustave rast drugih bakterija, gljivica i virusa.

Takav potencijal postaje sve važniji u svetu u kojem otpornost na antibiotike predstavlja rastuću zabrinutost. Povratak drevnim genomima i otkrivanje njihovog potencijala naglašava važnu ulogu koju je prirodna sredina imala u širenju i evoluciji otpornosti na antibiotike.

- Ove drevne bakterije su ključne za nauku i medicinu, ali su pažljivo rukovanje i mere bezbednosti u laboratoriji neophodni kako bi se ublažio rizik od nekontrolisanog širenja - zaključila je Purkarea.

(Telegraf Nauka/EurekAlert!)