Древние бактерии из пятитысячелетнего льда оказались способны бороться с супербактериями
Ученые обнаружили, что бактерии, извлеченные из пятитысячелетнего льда в румынской ледяной пещере Скэришоара, могут помочь в борьбе с супербактериями, однако их изучение выявило потенциальную угрозу. Исследование, проведенное командой из Института биологии Бухареста при Румынской академии, указывает на неизученный терапевтический потенциал микроорганизмов, сохранявшихся в холодной среде на протяжении тысячелетий, а также на связанные с ними риски. Устойчивость к антибиотикам представляет собой серьезную проблему для общественного здравоохранения, поскольку бактерии непрерывно эволюционируют, чтобы превзойти лучшие методы лечения. Это явление не ново: подобная игра на выживание длится уже миллионы лет. Экстремальные условия, такие как ледяная пещера, способствуют генетическому разнообразию микроорганизмов, и эта адаптация потенциально может либо дать нам путь к созданию улучшенных антибиотиков, либо усугубить ситуацию.
Микробиолог Кристина Пуркаря пояснила, что выделенный штамм бактерии Psychrobacter SC65.3, несмотря на свое древнее происхождение, демонстрирует устойчивость ко многим современным антибиотикам и несет в себе более ста генов, связанных с резистентностью. В то же время он способен подавлять рост нескольких основных супербактерий, устойчивых к лекарствам, и проявляет важные ферментативные активности, представляющие биотехнологический интерес. В ходе исследования ученые извлекли из пещеры ледяной керн длиной 25 метров, выделили бактериальные штаммы и с помощью секвенирования генома определили гены, отвечающие за выживание в холоде и антимикробную активность.
Анализ показал, что Psychrobacter SC65A.3 может быть как благословением, так и проклятием. С одной стороны, он может послужить основой для создания новых антибиотиков, но с другой, если он вернется к жизни и распространится, то сможет передать свои гены лекарственной устойчивости другим бактериям. Исследователи обнаружили, что этот штамм устойчив к обычным антибиотикам, используемым для лечения инфекций легких, кожи, крови и других распространенных заболеваний. Данный штамм принадлежит к роду Psychrobacter, бактерий, специально приспособленных для выживания в холоде. Хотя известно, что некоторые виды могут вызывать инфекции, вопросов об эволюции этих микробов и их использовании для улучшения антибиотиков остается еще много.
Процесс создания новых антибиотиков на основе этой бактерии будет небыстрым, однако в ходе исследований откроются возможности для изучения того, как развивается устойчивость к препаратам и передается между видами. Команда ученых призывает к проведению дополнительных исследований микроорганизмов, законсервированных во льду, что позволит нам заглянуть в далекое прошлое и, возможно, улучшить будущее. В своей опубликованной работе исследователи подчеркивают необходимость комплексного изучения микробной жизни в холодных условиях для понимания их разнообразия, механизмов адаптации и поиска новых таксонов с потенциальным применением в биотехнологии и медицине.
Особую тревогу вызывает то, что замерзшие среды могут выступать в роли резервуаров генов резистентности. Поскольку изменение климата превращает замерзшие экосистемы в талые, тысячи тонн бездействующих микробов возвращаются в мир, сильно отличающийся от того, в котором они существовали ранее. Это означает, что идет гонка со временем, чтобы найти способы использования этих бактерий для борьбы с инфекциями до того, как они смогут нанести вред. По словам Пуркаря, если таяние льдов высвободит эти микробы, их гены могут распространиться среди современных бактерий, усугубив глобальную проблему устойчивости к антибиотикам, которая уже ежегодно уносит более миллиона жизней. Однако те же микробы производят уникальные ферменты и противомикробные соединения, способные вдохновить на создание новых антибиотиков и промышленных инноваций.
Результаты исследования в журнале Frontiers in Microbiology.