Vedci prebudili baktériu z ľadu starého 13-tisíc rokov. Odolala viacerým moderným antibiotikám
Výskumníci prebudili k životu tisíce rokov starú baktériu, ktorú našli v rumunskej ľadovej jaskyni. Výsledok ich fascinoval aj znepokojil zároveň.
V rumunskej ľadovej jaskyni ležala päťtisíc rokov baktéria, ktorú vedci vytiahli z hlbokej vrstvy podzemného ľadu. Keď ju otestovali proti moderným liekom, zistili, že odolala desiatim antibiotikám, ktoré dnes lekári používajú pri vážnych infekciách.
Výskum vyšiel v časopise Frontiers in Microbiology pod hlavičkou vydavateľstva Frontiers. Tím pod vedením mikrobiologičky Cristina Purcarea izoloval kmeň Psychrobacter SC65A.3 z 25-metrového ľadového jadra. Táto vrstva predstavovala časovú os približne 13 000 rokov.
„Psychrobacter SC65A.3, napriek svojmu starobylému pôvodu, vykazuje rezistenciu voči viacerým moderným antibiotikám a nesie viac ako sto génov spojených s odolnosťou,“ hovorí Purcarea.
Vedci otestovali baktériu proti 28 antibiotikám z desiatich tried. Rezistencia sa potvrdila pri desiatich z nich, vrátane rifampicínu, vankomycínu či ciprofloxacínu. Tieto lieky sa nasadzujú pri tuberkulóze, infekciách močových ciest alebo závažných bakteriálnych zápaloch.
Aj po rokoch v mraze sa môžu prebrať k životu
Výskumníci v práci popísali aj to, v akom stave vlastne baktéria v ľade čakala. Mnohé staré mikroorganizmy neprežívajú ako aktívne bunky. Vstúpia do stavu hlbokej metabolickej nečinnosti alebo vytvoria odolné formy podobné endospóram. Takéto „spiace bunky“, podobne ako aj objavená baktéria, znížili životné funkcie na minimum a prečkali tisícročia bez rastu a delenia. Keď sa prostredie oteplí a dostanú sa do výživného média v laboratóriu, obnovia aktivitu. To predstavuje zásadný rozdiel oproti mŕtvym fosíliám, tieto baktérie si zachovávajú schopnosť okamžite pokračovať v biologickej činnosti.
Dôležité je aj to, ako by sa ich gény mohli presunúť na dnešné baktérie. Vedci upozornili na horizontálny prenos génov. Nejde o pomalé dedenie z generácie na generáciu, ale o rýchlu výmenu genetickej informácie medzi rôznymi druhmi. Existujú tri hlavné mechanizmy.
Neprehliadni
Prvý sa nazýva transformácia. Baktéria pohltí voľnú DNA z okolia, napríklad z rozpadnutej bunky. Druhý mechanizmus predstavuje konjugácia. Pri nej sa dve baktérie fyzicky prepoja a jedna odovzdá druhej plazmid, teda malý kruhový úsek DNA s génmi rezistencie. Tretí spôsob nesie názov transdukcia. V tomto prípade vírus napádajúci baktérie (bakteriofág) prenesie gén z jednej bunky do druhej. Ak by sa staré gény dostali do kontaktu s modernými baktériami, tieto mechanizmy by umožnili ich rýchle šírenie.
Výskumníci upozorňujú na jednu dôležitú vec
Zároveň však treba zachovať triezvy pohľad. Rezistencia v prírode neznamená to isté ako rezistencia v nemocnici. V jaskyni gény pravdepodobne chránili baktériu pred toxínmi produkovanými plesňami alebo inými pôdnymi mikróbmi.
To, že Psychrobacter odolal v laboratóriu vankomycínu, ešte neznamená, že predstavuje okamžitú smrteľnú hrozbu pre zdravého človeka. Väčšina týchto baktérií patrí medzi oportunné patogény, problém spôsobia najmä ľuďom s výrazne oslabenou imunitou.
Psychrobacter však ponúka aj druhú stránku príbehu. Tento rod baktérií zvládol extrémny chlad vďaka špeciálnym „nemrznúcim“ proteínom a vysokému podielu nenasýtených mastných kyselín v bunkových membránach. Ich enzýmy fungujú pri teplotách od 0 do 10 °C. Takéto vlastnosti majú praktický význam. Predstav si prací prostriedok, ktorý odstráni škvrny v studenej vode, alebo biologické čistenie ropných škvŕn v arktických oblastiach, kde bežné mikroorganizmy zlyhajú.
Genóm SC65A.3 navyše obsahuje približne 600 génov s neznámou funkciou a 11 génov s potenciálom potláčať rast iných baktérií, húb či vírusov.
„Ak topiaci sa ľad uvoľní tieto mikróby, ich gény sa môžu preniesť na moderné baktérie a prispieť ku globálnemu problému antibiotickej rezistencie,“ vysvetľuje Purcarea.
V rovnakom dychu však pripomenula, že tieto staré kmene môžu inšpirovať vývoj nových liekov a biotechnologických riešení.
Objav z rumunskej jaskyne tak nepriniesol jednoduchý príbeh o „superbaktérii“. Skôr otvoril pohľad do dávnej mikrobiálnej minulosti, kde sa rezistencia vyvíjala prirodzene a bez zásahu človeka. To, čo dnes vedci držia v skúmavke, predstavuje zároveň varovanie aj príležitosť.
