5000 let stará bakterie z rumunské jeskyně: Klíč k novým antibiotikům a záchraně před superbakteriemi?

Vědci objevili 5000 let starou zamrzlou bakterii, která by mohla být plánem pro nová antibiotika. Tento objev pochází ze vzorku ledového jádra odebraného z ledové jeskyně Scărişoara v Rumunsku. Bakterie, pojmenovaná Psychrobacter SC65A.3, vykazuje překvapivou odolnost vůči moderním antibiotikům.

Zatímco tento nález vyvolává obavy z tání ledovců, které by mohly uvolnit bakterie schopné přemoci naši antibiotickou obranu, vědci zároveň identifikovali enzymy a antimikrobiální sloučeniny, které by mohly být použity k posílení této obrany. Zkoumání starověkých organismů, jako je bakteriální kmen Psychrobacter SC65A.3, také poskytne vědcům náskok v pochopení přirozené evoluce antimikrobiální rezistence.

Pokud chcete vědět, kdo jsou nejodolnější přeživší na Zemi, pak se budete muset ponořit do mikrobiálního světa. Bakterie se nacházejí v některých z nejextrémnějších ekologických nik na planetě. Příkladem je hyperspecifický ekosystém známý jako ledová jeskyně Scărişoara v Rumunsku, která obsahuje největší kompaktní podzemní ledový ledovec na světě. Právě zde vědci nedávno objevili starověký bakteriální kmen žijící hluboko v ledu.

Psychrobacter je dobře známý typ aerobní bakterie, ale kmen objevený v jeskyni byl uzavřen v ledu po dobu nejméně 5000 let. Vědci tak viděli příležitost k jeho analýze, aby se dozvěděli, jak se bakterie vyvíjejí v průběhu času a jak si vytvářejí antimikrobiální rezistenci. Nyní, v nové studii publikované v časopise Frontiers in Microbiology, vědci odhalili některé překvapivé vlastnosti nově rozmrazeného předka bakterie Psychrobacter. Špatnou zprávou je, že starověký kmen SC65A.3 je vůbec prvním, který prokázal rezistenci vůči trimethoprimu, klindamycinu a metronidazolu, které se často používají k léčbě infekcí močových cest a bakteriálních infekcí plic, krve, kůže a reprodukčního systému – ale tento objev má i svou světlou stránku.

„Bakteriální kmen Psychrobacter SC65A.3 izolovaný z ledové jeskyně Scărişoara, navzdory svému starověkému původu, vykazuje rezistenci vůči mnoha moderním antibiotikům a nese přes 100 genů souvisejících s rezistencí,“ uvedla v tiskové zprávě Cristina Purcarea, mikrobioložka z Biologického institutu v Bukurešti Rumunské akademie. „Může však také inhibovat růst několika hlavních antibioticky rezistentních ‚superbakterií‘ a prokázal důležité enzymatické aktivity s významným biotechnologickým potenciálem.“

Jedním z znepokojivých vedlejších účinků naší oteplující se planety je, že tající ledovce a ledové štíty po celém světě mohou uvolnit starověké mikroby, které jsou odolné vůči našim moderním metodám léčby bakteriálních infekcí. V případě Psychrobacter SC65A.3 vědci teoretizují, že jeho evoluční adaptace na chlad vytváří zásobárnu genů schopných odolávat moderním antibiotikům. I když to představuje novou hrozbu, je to zároveň nová příležitost nejen k pochopení toho, jak se mikrobiální rezistence vyvíjí v průběhu času, ale také k cílenému využití enzymů a antimikrobiálních sloučenin, které produkuje, k vytvoření nových antibiotik.

Téměř sto let antibiotika revolucionalizovala moderní medicínu a pomohla nám překonat nemoci, které byly dříve neléčitelné. Některé bakterie se však naučily naši antibiotickou hru a vyvinuly rezistence, které matou moderní terapie, čímž zvyšují riziko operací a léčebných postupů, jako je chemoterapie. Tyto organismy jsou známé jako antimikrobiálně rezistentní (AMR) organismy a Světová zdravotnická organizace (WHO) odhaduje, že tyto organismy ročně způsobují více než milion úmrtí po celém světě, přičemž toto číslo pravděpodobně poroste, jak se bakterie budou nadále vyvíjet robustnější obranné mechanismy. To přimělo vědce k horečnému hledání plánu B, včetně obnoveného zájmu o uměle vytvořené viry známé jako bakteriofágy.

Analýza Psychrobacter SC65A.3 ukazuje, že studium starověkých mikrobů může poskytnout další cestu ke zlepšení antibiotik a zabránění tomu, aby AMR superbakterie přemohly naši lékařskou obranu.