Psychrobacter SC65A-3, izolovan iz leda pećine Scărișoara (≈5.000 godina), nosi preko 100 markera povezanih sa rezistencijom i ukupno je identificirano 107 gena povezanih sa različitim klasama antibiotika, uključujući MCR1. Istovremeno, soj proizvodi antimikrobne supstance koje su u laboratoriji inhibirale rast brojnih kliničkih patogena, dok oko 600 gena ostaje funkcionalno nepoznato. Otkriće otvara pitanja o riziku horizontalnog prenosa gena prilikom topljenja leda, ali i o biotehnološkim mogućnostima za nove antibiotike.
Praistorijska bakterija iz pećine: Psychrobacter SC65A-3 otporna na moderne antibiotike, ali i izvor novih supstanci
Scarisoara Ice Cave in Romania. A 5,000-year-old cave bacterium shows resistance to modern antibiotics while producing compounds that kill pathogens. (CREDIT: Paun V.I.)
Iz leda rumunske pećine Scărișoara izolovan je soj Psychrobacter SC65A-3 koji je pobudio interes naučnika zbog kombinacije visokog broja gena povezanih sa rezistencijom i sposobnosti proizvodnje antimikrobnih supstanci. Uzorci potiču iz starog sloja leda koji je, prema autorima studije u časopisu Frontiers in Microbiology, star oko 5.000 godina.
Gde je pronađen i zašto je važan
Pećina Scărișoara sadrži veliki volumen podzemnog leda (procene oko 100.000 m³), a delovi leda u pećini mogu biti i do ~13.000 godina stari. Takvi zamrznuti ekosistemi čine značajan deo biosfere i služe kao „arhivi“ mikrobiološke raznolikosti — pa njihovo proučavanje otkriva kako su mikrobi evoluirali i opstali u ekstremnim uslovima.
Genetska rezistencija
Autori studije navode da Psychrobacter SC65A-3 nosi više od 100 genetskih markera povezanih sa rezistencijom i da su ukupno identifikovana 107 gena povezanih s otpornosti na različite klase antibiotika (β-laktami, fluorokinoloni, tetraciklini, aminoglikozidi, rifampin i dr.). Među otkrićima nalazi se i gen MCR1, koji je povezan sa rezistencijom na kolistin — antibiotik „poslednje instance“ — ali u radu nisu sprovedeni testovi osetljivosti na kolistin.
The team drilled a 25-meter ice core from the area of the cave known as the Great Hall. (CREDIT: Itcus C.)
Antimikrobna aktivnost
Iako je soj otporan prema mnogim antibioticima, on istovremeno proizvodi supstance koje inhibiraju rast drugih bakterija. Laboratorijski testovi su pokazali da je SC65A-3 značajno inhibirao rast referentnih sojeva Staphylococcus aureus i Escherichia coli, kao i 12 od 20 kliničkih patogenih sojeva uključenih u studiju (između ostalih: Enterobacter, Pseudomonas aeruginosa, Klebsiella pneumoniae). Nije pokazao efekat protiv mnogih sojeva Acinetobacter i nekih sojeva MRSA.
Biokemija i nepoznati geni
Sekvenciranje je identifikovalo oko 11 kandidata za gene umešane u biosintezu antimikrobnih jedinjenja (putanje za bacitracin, pikromicin, rebeccamycin i dr.), ali je otkriveno i približno 600 gena čija je funkcija zasad nepoznata — što predstavlja potencijal za pronalazak novih enzima i lekova.
Prilagodljivost i genom
Soj je psihrofilan i umereno halofilan: može rasti na 4–15°C i podnosi visoke koncentracije soli. Genom broji gotovo 3 miliona baznih parova i više od 2.500 gena. Pronađeno je ~45 gena povezanih sa prilagodbom na temperaturne ekstreme, uključujući gene za hladni šok i druge faktore koji omogućavaju opstanak u ekstremnim uslovima. Najbliži poznati srodnik je Psychrobacter cryohalolentis, koji živi u zaleđenom permafrostu.
Gene annotation and temperature adaptability gene profile of Psychrobactcer SC65A.3. EggNOG functional gene annotation and classification. (CREDIT: Frontiers in Microbiology)
Mogući rizici i koristi
Dr Cristina Purcarea upozorava: "Kako se led topi i drevni mikrobi bivaju oslobođeni, geni iz tih mikroba mogu se preneti u savremene mikrobe, dodatno komplikujući globalni problem antimikrobne rezistencije. S druge strane, ti mikrobi mogu pružiti nove enzime i bakterije sa antibakterijskim svojstvima, što može dovesti do razvoja novih antibiotika i biotehnoloških rešenja."
Horizontalni prenos gena i ekološki rezervoari (voda, tlo, hrana) igraju ključnu ulogu u širenju rezistencije, što ističe i Program Ujedinjenih nacija za životnu sredinu (UNEP).
Zaključak
Psychrobacter SC65A-3 je primer kako drevni i naizgled izolovani mikrosvet može istovremeno predstavljati izvor rizika i prilike: sa jedne strane sadrži brojne markere rezistencije, a sa druge nudi molekularni potencijal za nove antimikrobne supstance i enzime. Dalja istraživanja i precizna laboratorijska testiranja su potrebna da bi se utvrdio stvarni rizik prenošenja rezistencije i da bi se iskoristile moguće koristi za medicinu i industriju.
Izvor: Rad objavljen u Frontiers in Microbiology i izveštaj The Brighter Side of News.
Pomozite nam da budemo bolji.
