Древни бактерии на 5000 години изненадват учените с резистентност към антибиотици

В продължение на милиони години бактериите са трябвало да се борят с други бактерии

Нарекли са го Psychrobacter SC65A.3 и са го открили под метри лед в пещера в Румъния. Той е бил погребан около 5000 години и въпреки това изглежда, че е устойчив на десетки съвременни антибиотици. Неговите откриватели са установили също, че той инхибира растежа на други бактерии, сред които и някои от най-трудните за борба патогени. Изследването, публикувано в научното списание Frontiers in Microbiology, се впуска в неговата генетика, за да обясни как една бактерия може едновременно да бъде резистентна към лекарства и потенциален антибиотик срещу други.

„Видовете от рода Psychrobacter са изключително устойчиви на студа бактерии, които процъфтяват в екстремни среди като полярния морски лед, ледниците, вечната замръзналост и дълбините на океана“, разказва Кристина Пуркареа от Института по биология в Букурещ и старши автор на това изследване. „Способността им да оцеляват и да се адаптират към различни замръзнали местообитания показва изключителната устойчивост на тези микроби“, добавя ученият. „Въпреки това, конкретният щам, който извадихме от ледниковата пещера Скарисоара, е уникален, както показва ограничената идентичност на ДНК-то му с хомологични видове Psychrobacter“, допълва Пуркареа.

Този нисък процент на съвпадение в генетичната последователност с най-близките им роднини дава улики за тяхната специфичност.

Пещерата Скарисоара в румънските Карпати е като гигантски естествен фризер.

Тя приютява един от най-големите подземни ледници в света, с леден блок от около 75 000 кубични метра. Там сталактитите и сталагмитите са странна смес от лед и калцит. От една от залите изследователите извадиха леден ядро с дължина 25 метра, на възраст около тринадесет хилядолетия. На височина 16,5 метра, което според въглеродното датиране съответства на 5335 години, те откриха цяла бактериална екосистема с микроорганизми, които вероятно са активни, а не в летаргия. Както подсказва самото им име, Psychrobacter са психротрофни организми, приспособени към най-студените среди на планетата.

При анализа на резистентността на щама SC65A.3 към 28 антибиотика от 10 класа, използвани за лечение на бактериални инфекции, те установиха, че той е резистентен към десетина от тях, някои от които са широкоспектърни, а други – специфични, като клиндамицин, линкомицин или ванкомицин. „Десетте антибиотици, към които открихме резистентност, се използват широко в орални и инжекционни терапии за лечение на различни тежки бактериални инфекции в клиничната практика“, коментира Пуркареа. Нарастващата резистентност към антибиотици заплашва да убие милиони хора.

Как бактерия, която е прекарала 5335 години под 16,5 метра лед в отдалечена пещера в Карпатите, може да бъде резистентна към антибиотици, разработени най-много преди няколко десетилетия?

В продължение на милиони години бактериите са трябвало да се борят с други бактерии и микроорганизми, особено гъбички, за да оцелеят, борба, която е оставила отпечатък върху тяхната генетика, „а същите тези гени могат да им придадат устойчивост към антибиотиците, които използваме днес, макар и да са сравнително нови“, добавя Пуркареа.

Същите механизми, които сочат към резистентност, правят Psychrobacter SC65A.3 труден за преодоляване организъм. Отгледан в лаборатория и поставен в контакт с 20 клинични патогена, те наблюдаваха как той инхибира растежа на повечето от тях. Някои от тях са сред най-устойчивите и опасни бактерии, като Staphylococcus aureus, която обикновено е безвредна за здравите хора, но е най-тежката болнична инфекция, или няколко щама на Escherichia coli. Той показа и забележителна антибактериална активност срещу Enterobacter spp и три щама на Klebsiella pneumoniae.

Сара Хернандо-Амадо, главен изследовател в Националния център по биотехнологии (CNB-CSIC), която не е участвала в проучването, посочва, че едно от ограниченията на работата е, че „Psychrobacter е бактерия от околната среда, за която няма клинични гранични стойности, което авторите решават, като използват за референция Acinotabacter генетично близка и бактерии, които са по-малко свързани филогенетично“. Тези гранични стойности (EUCAST breakpoints) са референтни стойности за определяне дали даден микроорганизъм е чувствителен (антибиотикът действа) или резистентен (лекарството не инхибира бактериалния растеж). Липсата на референтни стойности за този микроорганизъм е слабост, която авторите на проучването признават, което означава, че откритата мултирезистентност трябва да се разглежда с предпазливост.