As bactérias são extremamente adaptáveis e podem prosperar em alguns dos lugares mais inóspitos da Terra, desde fontes termais ferventes até congelamentos profundos bem 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 abrigar grandes quantidades de material genético que ainda precisa ser explorado.
Na Roménia, investigadores examinaram recentemente uma estirpe de bactérias presa num gelo com 5.000 anos de idade, 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 da pesquisa foram publicados em Fronteiras em Microbiologia.
“esse Psicrobacter A cepa SC65A.3 isolada da caverna de gelo de Skarishwara, apesar de sua origem antiga, apresenta resistência a uma variedade de antibióticos modernos e carrega mais de 100 genes relacionados à resistência. ” disse a autora Dra. Cristina Purcarea, cientista sênior do Instituto de Biologia de Bucareste da Academia Romena de Ciências. “Mas também inibe o crescimento de várias ‘superbactérias’ resistentes a antibióticos e exibe importantes atividades enzimáticas com importante potencial biotecnológico.”
Como os micróbios antigos resistem às drogas modernas
Psicrobacter SC65A.3 pertence a um grupo de bactérias adaptadas ao frio chamadas Psicrobacter. Embora alguns membros deste gênero possam causar infecções em humanos ou animais, eles também são considerados promissores para aplicações biotecnológicas. No entanto, até agora, pouco se sabia sobre como estas bactérias respondem aos antibióticos. “Estudar microorganismos, por ex. Psicrobacter 3 de depósitos de gelo em cavernas milenares revela como a resistência aos antibióticos evoluiu naturalmente no meio ambiente muito antes do uso dos antibióticos modernos”, explica Purcarea.
Para recuperar o organismo, a equipe perfurou um núcleo de gelo de 25 metros de comprimento em uma seção da caverna conhecida como Hall, registrando 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 sob condições congeladas. Lá, os cientistas isolaram cepas bacterianas e sequenciaram seus genomas para identificar genes que permitem a sobrevivência em ambientes extremamente frios, 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 frequentemente usados para tratar infecções bacterianas graves. Alguns deles foram associados a genes ou mutações de resistência conhecidos, permitindo à equipe comparar os mecanismos de resistência previstos com os resultados laboratoriais reais. “Os 10 antibióticos resistentes que identificamos são amplamente utilizados em terapias orais e injetáveis para tratar uma série de infecções bacterianas graves na prática clínica”, observou Purcarea. Estes incluem rifampicina, vancomicina e ciprofloxacina, que são usadas para tratar doenças como tuberculose, colite e infecções do trato urinário.
SC65A.3 é o primeiro Psicrobacter Descobriu-se que as cepas são resistentes a certos antibióticos, incluindo trimetoprim, clindamicina e metronidazol. Esses medicamentos são comumente usados para tratar infecções do trato urinário e infecções que afetam os pulmões, a pele, o sangue e o sistema reprodutivo. O perfil de resistência da cepa sugere que as bactérias adaptadas ao frio podem servir como reservatório de genes de resistência, que são segmentos de DNA que sobrevivem à exposição aos antibióticos.
Derretimento de geleiras e disseminação de genes de resistência
A descoberta apresenta riscos e oportunidades potenciais. “Se o derretimento do gelo libertar estes micróbios, estes genes poderão espalhar-se para as bactérias modernas, exacerbando o desafio global da resistência aos antibióticos”, disse Purcarea. “Por outro lado, eles produzem enzimas e compostos antimicrobianos únicos que poderiam inspirar novos antibióticos, enzimas industriais e outras inovações biotecnológicas”.
análise genética Psicrobacter SC65A.3 revelou quase 600 genes com funções desconhecidas, indicando um recurso amplamente inexplorado para a descoberta de novos processos biológicos. A equipe de pesquisa 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 continua a aumentar a nível mundial, 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 traçar como a resistência surgiu e se espalhou muito antes do advento da medicina moderna. “Estas bactérias antigas são vitais para a ciência e a medicina, mas o manuseamento cuidadoso e as medidas de segurança no laboratório são cruciais para reduzir o risco de propagação descontrolada”, concluiu Purcarea.
