W dobie narastającego kryzysu antybiotykooporności naukowcy coraz częściej sięgają do przeszłości, aby lepiej zrozumieć przyszłość. Najnowsze badania rumuńskich mikrobiologów pokazują, że szczep bakterii uwięziony w 5000-letniej warstwie lodu wykazuje oporność na 10 współczesnych antybiotyków. Co więcej, w jego genomie zidentyfikowano ponad 100 genów związanych z opornością. Odkrycie to – opublikowane w „Frontiers in Microbiology” – rzuca nowe światło na naturalną ewolucję mechanizmów obronnych bakterii i jednocześnie rodzi pytania o potencjalne zagrożenia związane z topnieniem lodowców.
Z tego artykułu dowiesz się…
- Dlaczego 5000-letnia bakteria z jaskini lodowej jest odporna na 10 współczesnych antybiotyków i jakie leki okazały się nieskuteczne.
- Jak naukowcy zidentyfikowali ponad 100 genów oporności oraz jakie znaczenie ma to dla zrozumienia ewolucji antybiotykooporności.
- Jakie ryzyko niesie uwolnienie starożytnych mikroorganizmów w wyniku topnienia lodu i możliwy transfer genów do współczesnych bakterii.
- Dlaczego ten szczep może być jednocześnie zagrożeniem i szansą – dzięki potencjałowi biotechnologicznemu i zdolności hamowania wzrostu superbakterii.
5000 lat w lodzie – jak odkryto prehistoryczny szczep?
Badania przeprowadzono w Jaskini Lodowej Scărișoara w Rumunii. Zespół naukowców wywiercił 25-metrowy rdzeń lodowy z obszaru tzw. Wielkiej Sali, obejmujący zapis środowiskowy sięgający nawet 13 000 lat wstecz. Aby uniknąć skażenia, fragmenty lodu transportowano w sterylnych warunkach i w stanie zamrożonym. W laboratorium wyizolowano kilka szczepów bakterii, a następnie poddano je sekwencjonowaniu genomowemu.
Jednym z najbardziej intrygujących mikroorganizmów okazał się szczep Psychrobacter SC65A.3 – bakteria przystosowana do życia w ekstremalnie niskich temperaturach.
Oporność na 10 antybiotyków – alarmujące wyniki
Naukowcy przetestowali szczep SC65A.3 pod kątem oporności na 28 antybiotyków z 10 klas, powszechnie stosowanych w praktyce klinicznej. Wyniki były zaskakujące – bakteria wykazała oporność na 10 z nich, w tym na:
- ryfampicynę
- wankomycynę
- cyprofloksacynę
- trimetoprim
- klindamycynę
- metronidazol
Jak podkreśliła dr Cristina Purcarea z Instytutu Biologii Akademii Rumuńskiej w Bukareszcie:
Szczep bakteryjny Psychrobacter SC65A.3 wyizolowany z Jaskini Lodowej Scarisoara, pomimo swojego starożytnego pochodzenia, wykazuje oporność na wiele współczesnych antybiotyków i posiada ponad 100 genów związanych z opornością.
To pierwszy szczep z rodzaju Psychrobacter, u którego potwierdzono oporność na niektóre z wymienionych leków.
Antybiotykooporność starsza niż współczesna medycyna
Odkrycie ma fundamentalne znaczenie dla zrozumienia ewolucji oporności na antybiotyki. Mechanizmy obronne bakterii nie są wyłącznie skutkiem nadużywania leków w XX i XXI wieku – część z nich istniała w środowisku naturalnym na długo przed wprowadzeniem antybiotyków do praktyki klinicznej.
Badanie drobnoustrojów, takich jak Psychrobacter SC65A.3, wyekstrahowanych z tysiącletnich pokładów lodu jaskiniowego, ujawnia, jak oporność na antybiotyki ewoluowała naturalnie w środowisku, na długo przed wprowadzeniem do użytku współczesnych antybiotyków – powiedziała Purcarea.
Profil genetyczny szczepu sugeruje, że bakterie przystosowane do zimnego środowiska mogą stanowić naturalne rezerwuary genów oporności, które w sprzyjających warunkach mogą zostać przekazane współczesnym drobnoustrojom.
Potencjalne zagrożenie: topniejący lód i transfer genów
W kontekście zmian klimatycznych odkrycie nabiera dodatkowego wymiaru. Jeśli starożytne mikroorganizmy zostaną uwolnione w wyniku topnienia lodu, istnieje teoretyczne ryzyko transferu genów oporności do współczesnych bakterii.
Jeśli topniejący lód uwolni te mikroby, geny te mogą rozprzestrzenić się na współczesne bakterie, pogłębiając globalne wyzwanie związane z opornością na antybiotyki – ostrzegła Purcarea.
W dobie narastającej liczby zakażeń wywołanych przez tzw. superbakterie oporne na wiele klas leków, taki scenariusz wymaga szczególnej uwagi.
Drugie oblicze odkrycia: potencjał biotechnologiczny
Odkrycie ma jednak także pozytywny wymiar. Ten sam szczep wykazał zdolność do hamowania wzrostu niektórych wielolekoopornych bakterii. Może on jednak również hamować wzrost kilku głównych antybiotykoopornych „superbakterii” i wykazuje istotną aktywność enzymatyczną o istotnym potencjale biotechnologicznym”. Analiza genomu wykazała:
- ponad 100 genów związanych z opornością,
- prawie 600 genów o nieznanych funkcjach,
- 11 genów potencjalnie odpowiedzialnych za aktywność przeciwdrobnoustrojową wobec bakterii, grzybów i wirusów.
Oznacza to, że starożytne szczepy mogą stać się źródłem nowych enzymów, związków przeciwdrobnoustrojowych oraz inspiracją do opracowania kolejnych generacji leków.
Dlaczego badania starożytnych bakterii są kluczowe?
Oporność na antybiotyki jest dziś jednym z największych zagrożeń dla zdrowia publicznego. Zrozumienie jej naturalnych, ewolucyjnych korzeni może pomóc w opracowaniu skuteczniejszych strategii przeciwdziałania. Starożytne mikroorganizmy pozwalają:
- prześledzić historię ewolucji genów oporności,
- zidentyfikować nowe mechanizmy obronne,
- opracować alternatywne strategie terapeutyczne,
- lepiej przewidywać kierunki rozwoju oporności.
Jednocześnie, jak podkreślają autorzy badania, praca z takimi szczepami wymaga rygorystycznych procedur bezpieczeństwa.
Te starożytne bakterie są niezbędne dla nauki i medycyny – podsumowała Purcarea – ale ostrożne obchodzenie się z nimi i stosowanie środków bezpieczeństwa w laboratorium jest niezbędne, aby zminimalizować ryzyko niekontrolowanego rozprzestrzeniania się.
Główne wnioski
- Szczep Psychrobacter SC65A.3 wyizolowany z 5000-letniego lodu wykazał oporność na 10 antybiotyków, w tym ryfampicynę, wankomycynę i cyprofloksacynę, szeroko stosowane w praktyce klinicznej.
- W genomie bakterii zidentyfikowano ponad 100 genów związanych z opornością oraz niemal 600 genów o nieznanych funkcjach, co wskazuje na niewykorzystany potencjał biologiczny.
- Badania opublikowane w „Frontiers in Microbiology” potwierdzają, że mechanizmy oporności istniały na długo przed erą współczesnych antybiotyków, co zmienia perspektywę na ewolucję superbakterii.
- Topnienie lodowców może sprzyjać rozprzestrzenianiu genów oporności, jednak starożytne szczepy mogą jednocześnie stać się źródłem nowych związków przeciwdrobnoustrojowych.
Źródło:
- https://www.frontiersin.org/news/2026/02/17/bacteria-ancient-underground-ice-cave-resistant-antibiotics
- https://www.frontiersin.org/journals/microbiology/articles/10.3389/fmicb.2025.1713017/full
