Бактерии из подземной ледяной пещеры оказались устойчивыми к современным антибиотикам

Румынские ученые изучили устойчивость к антибиотикам штамма бактерий, который до недавнего времени находился в 5000-летнем слое льда в подземной пещере. Результаты показали, что такие микроорганизмы могут помочь в разработке новых подходов к сдерживанию антибиотикорезистентности и в понимании того, как она формируется и распространяется в природе. О своих выводах исследователи сообщили в журнале Frontiers in Microbiology.

Psychrobacter SC65A.3 – это штамм бактерий рода Psychrobacter, микроорганизмов, приспособленных к жизни в холодной среде. Некоторые представители этого рода способны вызывать инфекции у людей и животных. Хотя Psychrobacter рассматриваются как перспективные с точки зрения биотехнологии, их устойчивость к антибиотикам до сих пор изучена недостаточно. По словам ученых, исследование подобных микроорганизмов, извлеченных из многотысячелетних ледяных отложений, помогает понять, как механизмы антибиотикорезистентности формировались в природе задолго до появления современных лекарств.

Исследователи пробурили 25-метровый ледяной керн в части пещеры, называемой Большим залом, охватывающий период примерно в 13 тысяч лет. Чтобы исключить загрязнение, образцы льда поместили в стерильные пакеты и транспортировали в замороженном виде. В лаборатории исследователи выделили бактериальные штаммы и провели секвенирование их геномов, чтобы определить гены, отвечающие за выживание при низких температурах и за устойчивость к антимикробным препаратам.

Штамм SC65A протестировали на чувствительность к 28 антибиотикам из 10 различных классов, широко применяемых в медицине. В список вошли и препараты, для которых ранее были выявлены гены или мутации, обеспечивающие устойчивость. Это позволило проверить, действительно ли предполагаемые механизмы приводят к реальной резистентности. Устойчивость была обнаружена к десяти антибиотикам, активно используемым в клинической практике для лечения серьезных бактериальных инфекций. Среди них – препараты, применяемые при туберкулезе, колите и инфекциях мочевыводящих путей, такие как рифампицин, ванкомицин и ципрофлоксацин.

SC65A.3 стал первым известным штаммом Psychrobacter, у которого выявили устойчивость к ряду антибиотиков, включая триметоприм, клиндамицин и метронидазол. Эти препараты назначают при инфекциях мочевыводящих путей, дыхательных путей, кожи, крови и репродуктивной системы. Полученные данные указывают на то, что холодолюбивые бактерии могут служить природными резервуарами генов устойчивости – участков ДНК, позволяющих микроорганизмам выживать под воздействием лекарств.

В геноме Psychrobacter SC65A.3 ученые выявили около 600 генов с пока не установленными функциями, что свидетельствует о значительном, еще не раскрытом потенциале для обнаружения новых биологических механизмов. Кроме того, анализ показал наличие 11 генов, которые предположительно могут подавлять рост или уничтожать другие бактерии, грибы и вирусы. Такой потенциал становится особенно важным на фоне нарастающей глобальной проблемы антибиотикорезистентности. Исследование древних геномов и их скрытых возможностей подчеркивает, что природная среда сыграла ключевую роль в формировании и распространении устойчивости к антибиотикам задолго до появления современной медицины.