As bactérias são altamente adaptáveis, prosperando nos 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. Estes meios congelados podem conter vastas reservas de material genético que permaneceram em grande parte inexploradas.
Na Roménia, investigadores estudaram recentemente uma estirpe de bactéria encontrada numa camada de gelo com 5.000 anos numa 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. As descobertas foram publicadas em Fronteiras em Microbiologia.
” Psicobactéria A cepa bacteriana SC65A.3, isolada da Caverna de Gelo Skarisaara, apesar de sua origem antiga, mostra resistência a muitos antibióticos modernos e carrega mais de 100 genes associados à resistência, “disse a autora, Dra. Cristina Purcarea, pesquisadora sênior do Instituto de Biologia, Bucareste, Academia Romena. “Mas também pode inibir o crescimento de várias “superbactérias” resistentes a antibióticos e mostrou atividades enzimáticas importantes com importante potencial biotecnológico. “
Como os micróbios antigos resistem à medicina moderna
Psicobactéria SC65A.3 pertence a um grupo de bactérias adaptadas ao frio conhecidas como Psicobactéria. Embora alguns representantes deste gênero possam causar infecções em humanos e animais, eles também são considerados promissores para aplicações em biotecnologia. Até agora, porém, pouco se sabia sobre como estas bactérias respondem aos antibióticos. “O estudo de micróbios como Psicobactéria SC65A.3, recuperado de um depósito de gelo de uma caverna com mil anos de idade, mostra como a resistência aos antibióticos evoluiu naturalmente no ambiente muito antes de os antibióticos modernos serem usados”, explicou Purcarea.
Para obter o organismo, a equipe perfurou um núcleo de gelo de 25 metros de uma parte da caverna chamada Grande Salão, capturando um registro congelado que abrange 13 mil anos. Para evitar contaminação, as amostras de gelo foram seladas em sacos estéreis e enviadas congeladas de volta ao laboratório. Lá, os cientistas isolaram cepas bacterianas e sequenciaram seus genomas para identificar genes responsáveis pela sobrevivência no frio extremo, bem como genes associados à resistência e atividade antimicrobiana.
Os pesquisadores testaram então o SC65A.3 contra 28 antibióticos de 10 classes diferentes. Esses medicamentos são geralmente prescritos ou reservados para infecções bacterianas graves. Alguns deles já estavam associados a genes ou mutações de resistência conhecidos, o que permitiu à equipe comparar os mecanismos de resistência previstos com resultados laboratoriais reais. “Os 10 antibióticos aos quais encontramos resistência são amplamente utilizados em tratamentos orais e injetáveis para uma série de infecções bacterianas graves na prática clínica”, observou Purcarea. Estes incluíam rifampicina, vancomicina e ciprofloxacina, medicamentos utilizados para tratar doenças como tuberculose, colite e ITUs.
SC65A.3 é o primeiro Psicobactéria descobriu-se que a cepa era resistente a alguns 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, 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 permitem a sobrevivência quando expostas a antibióticos.
Derretimento do gelo e disseminação de genes de resistência
Esta 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 problema global da resistência aos antibióticos”, disse Purcareo. “Por outro lado, produzem enzimas e compostos antimicrobianos únicos que podem inspirar novos antibióticos, enzimas industriais e outras inovações biotecnológicas”.
Análise genética Psicobactéria SC65A.3 identificou quase 600 genes com funções desconhecidas, apontando para um recurso amplamente inexplorado para a descoberta de 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 continua a aumentar em todo o mundo, a compreensão dos micróbios antigos torna-se cada vez mais valiosa. Estudar genomas preservados no gelo está ajudando os cientistas a rastrear como a resistência surgiu e se espalhou muito antes de a medicina moderna existir. “Essas bactérias antigas são importantes para a ciência e a medicina”, concluiu Purcareo, “mas o manuseio cuidadoso e as medidas de segurança no laboratório são importantes para reduzir o risco de propagação descontrolada”.
