As bactérias são notavelmente adaptáveis, prosperando em alguns dos lugares mais inóspitos da Terra, desde fontes termais ferventes até congelamentos profundos abaixo de zero. As cavernas de gelo são um desses habitats extremos, lar de uma variedade de microorganismos que os cientistas estão apenas começando a compreender. Esses ambientes congelados podem conter vastos estoques de material genético que permaneceram em grande parte desconhecidos.
Na Roménia, investigadores testaram recentemente uma estirpe bacteriana que ficou presa numa camada de gelo com 5.000 anos dentro de uma caverna subterrânea. Ao analisar o seu perfil de resistência aos antibióticos, descobriram que este antigo micróbio poderia ajudar os cientistas a compreender melhor como a resistência aos antibióticos se desenvolve e se espalha naturalmente. Os resultados são publicados Fronteiras em Microbiologia.
“Dar Psicrobacter A cepa bacteriana SC65A.3 isolada da caverna de gelo Scarisoara, apesar de sua origem antiga, mostra resistência a vários antibióticos modernos e carrega mais de 100 genes relacionados à resistência “, disse a autora Dra. Cristina Purkeria, cientista sênior do Instituto de Biologia. A ‘superbactéria’ resistente a antibióticos e mostrou importante atividade enzimática com importante potencial biotecnológico. “
Como os germes antigos resistem à medicina moderna
Psicrobacter pertence a um grupo de bactérias adaptadas ao frio conhecidas como SC65A.3 Psicrobacter. Embora alguns membros deste gênero possam causar infecções em humanos ou animais, eles também são considerados promissores para aplicações biotecnológicas. Até agora, porém, pouco se sabia sobre a resposta destas bactérias aos antibióticos. “Como estudar germes Psicrobacter SC65A.3 recuperado de depósitos de gelo em cavernas milenares revela como a resistência aos antibióticos evoluiu naturalmente no meio ambiente, muito antes de os antibióticos modernos serem usados”, explicou Purkeria.
Para recuperar o organismo, a equipe perfurou um núcleo de gelo de 25 metros de uma seção da caverna chamada Grande Salão, capturando um registro congelado abrangendo 13 mil anos. Para evitar contaminação, as amostras de gelo foram seladas em sacos estéreis e enviadas de volta ao laboratório congeladas. Lá, os cientistas isolaram cepas de bactérias e sequenciaram seus genomas para identificar genes responsáveis pela sobrevivência ao frio extremo, bem como genes associados à resistência e atividade antimicrobiana.
Os pesquisadores testaram então o SC65A.3 contra 28 antibióticos em 10 classes diferentes. Esses medicamentos são geralmente prescritos ou reservados para infecções bacterianas graves. Alguns estavam ligados a genes ou mutações de resistência já conhecidos, permitindo à equipa comparar os mecanismos de resistência previstos com os resultados laboratoriais reais. “Encontramos resistência a 10 antibióticos amplamente utilizados em terapias orais e injetáveis utilizadas na prática clínica para tratar uma série de infecções bacterianas graves”, observou Purkeria. Entre eles estavam rifampicina, vancomicina e ciprofloxacina, medicamentos usados para tratar doenças como tuberculose, colite e ITUs.
SC65A.3 Primeiro Psicrobacter As cepas são resistentes a certos antibióticos, incluindo trimetoprima, clindamicina e metronidazol. Esses medicamentos são comumente usados para tratar infecções do trato urinário e infecções que afetam os pulmões, a pele, a corrente sanguínea e o sistema reprodutivo. O perfil de resistência da estirpe sugere que as bactérias adaptadas a ambientes frios podem servir como reservatórios de genes de resistência, segmentos de ADN que permitem a sobrevivência quando expostas a antibióticos.
Derretimento do gelo e disseminação de genes de resistência
Esta descoberta apresenta riscos e oportunidades potenciais. “Se estes micróbios forem libertados quando o gelo derreter, estes genes poderão espalhar-se para as bactérias modernas, aumentando o desafio global da resistência aos antibióticos”, disse Purkeria. “Por outro lado, produzem enzimas e compostos antimicrobianos únicos que podem inspirar novos antibióticos, enzimas industriais e outras inovações biotecnológicas”.
Análise genética de Psicrobacter SC65A.3 revelou quase 600 genes com funções desconhecidas, apontando para um grande recurso inexplorado para descobrir novos processos biológicos. A equipe também identificou 11 genes que podem ter a capacidade de matar ou inibir bactérias, fungos e até vírus.
À medida que a resistência aos antibióticos aumenta em todo o mundo, os conhecimentos obtidos a partir de micróbios antigos tornam-se cada vez mais valiosos. O estudo dos genomas preservados no gelo ajuda os cientistas a identificar como a resistência surgiu e se espalhou muito antes de a medicina moderna existir. “Essas bactérias antigas são essenciais para a ciência e a medicina”, concluiu Purkeria, “mas o manuseio cuidadoso e as medidas de segurança no laboratório são essenciais para reduzir o risco de propagação descontrolada”.
