Mokslininkai perspėja apie dvigubą grėsmę: tirpstantis ledas gali išlaisvinti superbakterijas

Tyrimą atliko Rumunijos mokslų akademijos Biologijos instituto (IBB) komanda. Jų rezultatai atskleidžia iki šiol menkai išnaudotą terapinį potencialą – ir kartu riziką – mikroorganizmų, kurie tūkstantmečius buvo išsaugoti šaltose aplinkose.

Kol bakterijos nuolat evoliucionuoja ir prisitaiko taip, kad apeitų geriausius mūsų sukurtus vaistus, antibiotikų atsparumas tampa vis rimtesniu iššūkiu visuomenės sveikatai. Tačiau tai nėra naujas reiškinys: ši „katės ir pelės“ išlikimo kova tarp mikrobų ir jų priešnuodžių tęsiasi jau milijonus metų.

Ekstremalios aplinkos, tokios kaip ši ledo ola, skatina išskirtinę jose gyvenančių mikroorganizmų įvairovę. Tokia genetinė adaptacija gali atverti kelią naujiems, veiksmingesniems antibiotikams – bet taip pat ir dar labiau paaštrinti atsparumo vaistams problemą.

„Iš Scărișoara ledo olos išskirta Psychrobacter SC65A.3 bakterijų padermė, nepaisant labai senos kilmės, pasižymi atsparumu daugeliui šiuolaikinių antibiotikų ir turi daugiau nei 100 genų, susijusių su atsparumu“, – aiškina IBB mikrobiologė Cristina Purcarea.

„Tačiau ji taip pat gali slopinti kelių pagrindinių antibiotikams atsparių „superbakterijų“ augimą ir pasižymi svarbiu fermentiniu aktyvumu, turinčiu didelį biotechnologinį potencialą.“

Mokslininkai išgręžė 25 metrų (82 pėdų) ilgio ledo gręžinį iš Scărișoara ledo olos dalies, vadinamos Didžiąja sale. Iš kruopščiai izoliuotų bakterijų padermių lede buvo atliktas genomo sekoskaitos tyrimas, siekiant nustatyti genus, atsakingus už išlikimą šaltyje ir antimikrobinį aktyvumą.

Analizė parodė, kad Psychrobacter SC65A.3 gali būti ir palaima, ir prakeiksmas: viena vertus, ši padermė gali tapti atspirties tašku kuriant naujus antibiotikus, kita vertus – jai vėl suaktyvėjus ir paplitus, ji gali perduoti savo atsparumo genų arsenalą kitoms bakterijoms.

Nustatyta, kad Psychrobacter SC65A.3 yra atspari daugeliui plačiai naudojamų antibiotikų, skiriamų plaučių, odos, kraujo ir kitoms dažnoms infekcijoms gydyti.

Ši bakterijų padermė priklauso Psychrobacter genčiai, kuri evoliuciškai prisitaikė išlikti šaltose aplinkose. Nors žinoma, kad kai kurios šios genties rūšys gali sukelti infekcijas, vis dar lieka daug neatsakytų klausimų apie jų evoliuciją ir tai, kaip jos galėtų padėti tobulinti šiuolaikinius antibiotikus.

Naujų antibiotikų kūrimas iš šios bakterijos nebus greitas procesas, tačiau tyrimų eigoje atsiras galimybių geriau suprasti, kaip vystosi atsparumas vaistams ir kaip jis perduodamas tarp skirtingų bakterijų rūšių.

Tyrėjų komanda ragina plačiau tirti mikroorganizmus, kurie tarsi „užšaldyti laike“ – tai ne tik unikali proga pažvelgti į senovės mikrobinį pasaulį, bet ir galimybė rasti naujų priemonių žmonių ateities sveikatai gerinti.

„Norint išsamiai suprasti mikrobinį gyvenimą šaltose aplinkose, integruoti tyrimai turėtų būti nukreipti į jų taksonominės ir funkcinės įvairovės žemėlapio sudarymą, šalto prisitaikymo mechanizmų atskleidimą, jų vaidmens biogeocheminiuose cikluose ir klimato grįžtamuosiuose ryšiuose vertinimą bei naujų mikroorganizmų ir funkcijų, galinčių būti panaudotų biotechnologijoje ir medicinoje, paiešką“, – rašo tyrimo autoriai savo publikacijoje.

Mokslininkai atkreipia dėmesį į galimybę, kad užšalusios aplinkos veikia kaip atsparumo genų rezervuarai. Dėl klimato kaitos ledynams ir amžinam įšalui tirpstant, į aplinką išsiskiria tūkstančiai tonų iki šiol snaudusių mikroorganizmų, patenkančių į jiems visiškai pasikeitusį pasaulį.

Tai reiškia, kad lenktynės jau vyksta: turime spėti išnaudoti šių bakterijų savybes infekcijoms ir ligoms gydyti anksčiau, nei jos pačios pradės kelti rimtą pavojų.

Manoma, kad antibiotikų atsparumas kasmet prisideda prie daugiau nei milijono mirčių visame pasaulyje. Nors ši tendencija kol kas krypsta blogąja linkme, vis dėlto jau matyti ir viltingų proveržių kuriant naujus metodus, galinčius apsunkinti atsparumo vystymąsi.

„Jei tirpstantis ledas išlaisvins šiuos mikroorganizmus, jų genai gali išplisti į šiuolaikines bakterijas ir dar labiau paaštrinti pasaulinę antibiotikų atsparumo problemą, – sako Purcarea. – Kita vertus, jie gamina unikalius fermentus ir antimikrobines medžiagas, galinčias įkvėpti naujų antibiotikų, pramoninių fermentų ir kitų biotechnologinių inovacijų kūrimą.“