Hlboko v jednej z najväčších ľadových jaskýň v Európe vedci priviedli k životu organizmus, ktorý prežil tisícročia neporušený.
Baktériu našli v rumunskej ľadovej jaskyni Scărișoara. Zdroj: iStock/Simona Lisacenco
Objavili baktériu, ktorá bola zmrazená približne 5 000 rokov. Jej existencia odhaľuje, že staroveké mikróby niesli prekvapujúce biochemické nástroje vrátane rezistencie proti dnešným antibiotikám dávno pred tým, než sa tieto lieky vynašli.
Miestom nálezu je rumunská ľadová jaskyňa Scărișoara, ktorá vznikla pred tisícmi rokov. Ľad, ktorý pôsobí podobne ako zamrznutý sediment, uchováva zvyšky minulých ekosystémov vrátane mikróbov. Vedci z tejto jaskyne izolovali baktériu adaptovanú na chlad, ktorá patrí do rodu Psychrobacter. Tento odolný mikrób oživili v laboratóriu a podrobili genomickej analýze a laboratórnym testom. Napriek tomu, že organizmus jestvoval o tisíce rokov skôr ako moderná medicína, niesol viac ako sto genetických prvkov spojených s rezistenciou proti antibiotikám a s rezistenciou proti celému radu liekov, ktoré sa využívajú pri súčasnej liečbe bakteriálnych infekcií.
Baktéria dostala názov Psychrobacter SC65A.3. Je schopná odolať antibiotikám, ako sú rifampicín, vankomycín a ciprofloxacín, liekom bežne používaným proti tuberkulóze a infekciám močových ciest. Tieto lieky zahŕňajú rôzne triedy antibiotík, pričom každé z nich je zamerané na baktérie s odlišnými mechanizmami. Táto skutočnosť naznačuje, že rezistencia proti antibiotikám nevznikla vplyvom moderného užívania liekov; v prírode existovala už dávno.
Rezistencia proti antibiotikám je jednou z najväčších výziev medicíny 21. storočia. Rezistentné infekcie sú spojené s miliónmi úmrtí po celom svete. Vedci tradične považovali rezistenciu prevažne za reakciu na klinické používanie antibiotík. Dôkazy z nového výskumu však naznačujú, že tieto gény sa vyvinuli prirodzene, možno ako stratégia prežitia v extrémnych podmienkach alebo prostredníctvom dlhodobej mikrobiálnej konkurencie.
Je pozoruhodné, že tá istá staroveká baktéria produkovala aj jedinečné enzýmy a antimikrobiálne zlúčeniny. Zdroj: iStock/Ca-ssis
Klimatická zmena by mohla aktivovať starodávne gény. S otepľovaním zemskej klímy sa ľad topí a mikróby uzamknuté po tisícročia by sa mohli uvoľniť do moderných ekosystémov. To zvyšuje riziko prenikania starovekých génov rezistencie do moderných mikrobiálnych spoločenstiev, čo by potenciálne mohlo zhoršiť prebiehajúcu krízu antibiotickej rezistencie.
Nové molekuly môžu prispieť k vývoju liekov
Je pozoruhodné, že tá istá staroveká baktéria produkovala aj jedinečné enzýmy a antimikrobiálne zlúčeniny, ktoré boli v laboratórnych testoch účinné proti niekoľkým patogénom. Inými slovami, zatiaľ čo Psychrobacter SC65A.3 nesie rezistenciu proti mnohým moderným antibiotikám, obsahuje aj biochemické nástroje, ktoré by mohli potlačiť dnešné superbaktérie.
Svet mikrobiológie tak odhaľuje súbor nových molekúl – enzýmov, antimikrobiálnych látok, metabolických dráh –, ktoré by mohli inšpirovať nové lieky a biotechnológie. V posledných rokoch výskumníci využili pokročilé výpočtové metódy na prehľadávanie mikrobiálnych genómov s cieľom identifikovať kandidátov na antibiotiká a objavili tisíce potenciálnych molekúl, z ktorých by mohla vzniknúť budúca generácia liečiv.
Fakt, že Psychrobacter SC65A.3 vykazoval súčasne mechanizmy rezistencie aj inhibície, podčiarkuje základnú skutočnosť mikrobiálnej evolúcie: mikroorganizmy sa po miliardy rokov nachádzali v permanentnom chemickom konflikte. Mikrobiálne spoločenstvá prirodzene syntetizujú antibiotiká na potlačenie konkurentov, pričom ostatné mikroorganizmy následne vyvíjajú mechanizmy rezistencie. Objav tejto starovekej baktérie prináša nové možnosti. Na jednej strane ukazuje, že rezistencia proti antibiotikám je hlboko zakorenenou súčasťou mikrobiálnej biológie, a na druhej strane odhaľuje, že mikrobiálny život môže obsahovať riešenia moderných problémov.
Zdroje: Frontiers, Science Daily
(RR)
