Открытие несет потенциальные риски
В глубине пещеры Скэришоара в западной части Румынских Карпат микробиологи из Румынской академии наук обнаружили холодолюбивую бактерию, вмороженную в слой льда возрастом пять тысяч лет. Несмотря на то, что микроб существовал еще до эры антибиотиков, в его геноме содержится более ста генов, связанных с устойчивостью к десяти антибиотикам, используемым сегодня для лечения таких серьезных инфекций, как туберкулез и инфекции мочевыводящих путей.
Бактерии обладают удивительной адаптивностью, процветая в самых суровых условиях на Земле, от кипящих горячих источников до температур значительно ниже нуля. Ледяные пещеры — одна из таких экстремальных сред обитания, где живут разнообразные микроорганизмы, которые ученые только начинают изучать. Там, в условиях отрицательных температур, могут содержаться огромные запасы генетического материала, который до сих пор оставался в значительной степени неисследованным.
Ученые, статья которых опубликована в журнале Frontiers in Microbiology, пробурили слой льда в Большом зале — расположенном глубоко под землей центральном пространстве пещеры. В итоге был извлечен 25-метровый ледяной керн, охватывающий временной период в 13 тысяч лет.
Чтобы предотвратить загрязнение, образцы льда были запечатаны в стерильные пакеты и транспортированы в лабораторию. Там исследователи выделили из льда штаммы бактерий и секвенировали их геномы. Цель ученых состояла в том, чтобы определить гены, ответственные за выживание в условиях экстремального холода, а также гены, связанные с устойчивостью к антимикробным препаратам.
В результате, в слое льда возрастом пять тысяч лет, был обнаружен штамм холодоустойчивой бактерии рода Psychrobacter, который, несмотря на свое древнее происхождение, продемонстрировал резистентность ко многим современным антибиотикам.
Штамм Psychrobacter SC65A.3 протестировали на 28 антибиотиках из десяти различных классов. Эти препараты обычно назначаются при серьезных бактериальных инфекциях. К действию десяти из них бактерия оказалась устойчива.
Среди этих антибиотиков рифампицин, ванкомицин и ципрофлоксацин — препараты, широко используемые для лечения таких заболеваний, как туберкулез, колит и инфекции мочевыводящих путей. Кроме того, штамм SC65A.3 резистентен к триметоприму, клиндамицину и метронидазолу. Эти препараты обычно назначают для лечения инфекций мочевыводящих путей и инфекций легких, кожи, кровотока и репродуктивной системы.
Исследователи выделили у штамма SC65A.3 более ста генов, связанных с устойчивостью к современным антибиотикам.
«Изучение таких микроорганизмов, как Psychrobacter SC65A.3, извлеченных из тысячелетних ледяных отложений, показывает, что устойчивость к антибиотикам развивалась в окружающей среде естественным образом задолго до того, как стали использоваться современные антибиотики», — отметила ведущий автор исследования Кристина Пуркареа.
Это открытие несет потенциальные риски.
«Если таяние льда высвобождает эти микробы, то резистентные гены могут распространиться на современные бактерии, усугубляя глобальную проблему устойчивости к антибиотикам».
Кристина Пуркареа
старший научный сотрудник Института биологии в Бухаресте, микробиолог
В то же время, кроме генов антимикробной устойчивости, у SC65A.3 нашли 11 генов, которые могут быть связаны со способностью бактерии убивать или подавлять рост других бактерии, в том числе нескольких основных устойчивых к антибиотикам «супербактерий», а также грибов и даже вирусов.
Исследователи предполагают, что Psychrobacter SC65A.3 способна вырабатывать уникальные ферменты и антимикробные соединения, которые можно использовать для создания антибиотиков нового поколения, промышленных ферментов и других биотехнологических инноваций.
Понимаем, что это важно, но нам по-прежнему больше нравится бактерия, позволяющая есть и не толстеть.