Congelada há 5.000 anos, esta bactéria das cavernas de gelo resiste aos antibióticos modernos
As bactérias são notavelmente adaptáveis, prosperando em alguns dos lugares mais inóspitos da Terra, desde fontes termais ferventes até congelamentos profundos muito abaixo de zero. As cavernas de gelo são um desses habitats extremos, lar de diversos microorganismos que os cientistas estão apenas começando a compreender. Esses ambientes congelados podem conter vastos estoques de material genético que permaneceram em grande parte inexplorados.
Na Roménia, investigadores examinaram recentemente uma estirpe bacteriana que ficou presa numa camada de gelo com 5.000 anos, dentro de uma caverna subterrânea. Ao analisar o seu perfil de resistência aos antibióticos, descobriram que este antigo micróbio pode 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.
“O Psicrobacter A cepa bacteriana SC65A.3 isolada da Caverna de Gelo Scarisoara, apesar de sua origem antiga, mostra resistência a vários antibióticos modernos e carrega mais de 100 genes relacionados à resistência”, disse a autora Dra. Cristina Purcarea, cientista sênior do Instituto de Biologia de Bucareste da Academia Romena. “Mas também pode inibir o crescimento de várias ‘superbactérias’ resistentes a antibióticos e mostrou importantes atividades enzimáticas com importante potencial biotecnológico.”
Como os micróbios antigos resistem às drogas modernas
Psicrobacter SC65A.3 pertence a um grupo de bactérias adaptadas ao frio conhecidas como Psicrobacter. Embora alguns membros deste género possam causar infecções em pessoas ou animais, também são considerados promissores para aplicações biotecnológicas. Até agora, porém, pouco se sabia sobre como estas bactérias respondem aos antibióticos. “Estudar micróbios como Psicrobacter SC65A.3 recuperado de depósitos de gelo em cavernas milenares revela como a resistência aos antibióticos evoluiu naturalmente no meio ambiente, muito antes de os antibióticos modernos serem usados”, explicou Purcarea.
Para recuperar o organismo, a equipe perfurou um núcleo de gelo de 25 metros de uma seção da caverna chamada Grande Salão, capturando um registro congelado abrangendo 13 mil anos. Para evitar contaminação, as amostras de gelo foram seladas em sacos estéreis e transportadas congeladas de volta ao laboratório. Lá, os cientistas isolaram cepas bacterianas e sequenciaram seus genomas para identificar genes responsáveis pela sobrevivência ao frio extremo, bem como genes ligados à resistência e atividade antimicrobiana.
Os pesquisadores então testaram o SC65A.3 contra 28 antibióticos em 10 classes diferentes. Esses medicamentos são comumente prescritos ou reservados para infecções bacterianas graves. Alguns já tinham sido associados a genes ou mutações de resistência conhecidos, permitindo à equipa comparar os mecanismos de resistência previstos com os resultados laboratoriais reais. “Os 10 antibióticos aos quais encontramos resistência são amplamente utilizados em terapias orais e injetáveis para tratar uma série de infecções bacterianas graves na prática clínica”, observou Purcarea. Entre eles estavam rifampicina, vancomicina e ciprofloxacina, medicamentos usados para tratar doenças como tuberculose, colite e ITUs.
SC65A.3 é o primeiro Psicrobacter cepa que resiste a certos antibióticos, incluindo trimetoprim, clindamicina e metronidazol. Esses medicamentos são normalmente usados para tratar infecções do trato urinário e infecções que afetam os pulmões, a pele, a corrente sanguínea e o sistema reprodutivo. O perfil de resistência da cepa sugere que as bactérias adaptadas a ambientes frios poderiam servir como reservatórios de genes de resistência, que são segmentos de DNA que permitem a sobrevivência quando expostas a antibióticos.
Derretimento do gelo e propagação 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, aumentando o desafio global da resistência aos antibióticos”, disse Purcarea. “Por outro lado, produzem enzimas e compostos antimicrobianos únicos que podem inspirar novos antibióticos, enzimas industriais e outras inovações biotecnológicas”.
Análise genética de Psicrobacter SC65A.3 revelou quase 600 genes com funções desconhecidas, apontando para um recurso amplamente inexplorado para descobrir 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, os conhecimentos obtidos a partir de micróbios antigos tornam-se cada vez mais valiosos. O estudo dos genomas preservados no gelo ajuda os cientistas a traçar como a resistência surgiu e se espalhou muito antes de a medicina moderna existir. “Essas bactérias antigas são essenciais para a ciência e a medicina”, concluiu Purcarea, “mas o manuseio cuidadoso e as medidas de segurança no laboratório são essenciais para mitigar o risco de propagação descontrolada”.
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