Giliai senoviniuose ledo sluoksniuose, išsaugojusiuose tūkstantmečių klimato ir gyvybės pėdsakus, slypi atradimai, galintys turėti didelę reikšmę žmonijai. Iš maždaug 25 metrų gylio ledo gręžinio paimti senoviniai mikroorganizmai laboratorijoje buvo sėkmingai atgaivinti. Šis tyrimas atveria naują langą į praeitį ir kartu kelia svarbius klausimus apie ateities mediciną bei galimas rizikas.
Mikroorganizmų analizė primena kelionę laiku: ji rodo, kad bakterijų konkurencija su kitais mikroorganizmais ir atsparumo mechanizmų formavimasis prasidėjo gerokai anksčiau, nei žmonija ėmė naudoti antibiotikus. Paradoksalu, tačiau būtent šie senoviniai organizmai gali padėti kurti naujus vaistus, nors patys pasižymi dideliu atsparumu daugeliui šiuolaikinių antibiotikų.
Atradimas padarytas Rumunijoje esančioje Scărișoaros ledyninėje oloje, kur glūdi vienas seniausių žinomų ledo masyvų pasaulyje. Oloje esantis ledo blokas siekia apie 100 tūkstančių kubinių metrų, o jo susidarymas truko maždaug 13 tūkstančių metų. Tokia aplinka tapo natūraliu archyvu, kuriame užfiksuoti senoviniai klimato ir gyvybės pėdsakai.
Rumunijos mokslų akademijos tyrėjai ledo gręžinius ėmė sluoksnis po sluoksnio, tarsi versdami itin senos istorijos knygos puslapius. Tarp mėginių aptikta mikroorganizmų, kurie lede buvo įstrigę dar tuo metu, kai Egipte buvo statomos pirmosios piramidės. Tai suteikė galimybę tirti gyvybės formas, tūkstančius metų išgyvenusias visiškoje izoliacijoje.
Didžiausias dėmesys tyrime skirtas bakterijų štamų išskyrimui ir jų genomų analizei. Ypač reikšmingas pasirodė Psychrobacter genties bakterijų tyrimas. Vienas iš išskirtų štamų, pažymėtas SC65A.3, mokslininkus nustebino savo savybėmis.
Šis mikroorganizmas laikomas poli-ekstremofilu – organizmu, gebančiu išgyventi itin sudėtingomis sąlygomis. Jis prisitaikęs prie labai žemų temperatūrų (iki –15 °C) ir gali išlikti aplinkoje, kurioje vyrauja didelis druskingumas. Tokios savybės leidžia manyti, kad per tūkstantmečius izoliuotoje aplinkoje bakterijos galėjo išsiugdyti neįprastas išlikimo strategijas.
Tyrimo rezultatai paskelbti moksliniame žurnale „Frontiers in Microbiology“. Komandai vadovavusi Cristina Purcarea pabrėžė dvilypį atradimo pobūdį: nors bakterijų štamas yra labai senos kilmės, jis pasižymi atsparumu daugeliui šiuolaikinių antibiotikų ir turi daugiau nei šimtą su atsparumu siejamų genų.
Nustatyta, kad ši bakterija atspari dešimčiai skirtingų antibiotikų, priklausančių aštuonioms klasėms. Tarp jų – ir vadinamieji „paskutinės vilties“ antibiotikai, naudojami sunkiausioms infekcijoms gydyti ligoninėse. Bakterijos genome aptiktas ir genas mcr-1, suteikiantis atsparumą kolistinui – vienam iš stipriausių antibiotikų.
Dar didesnį nerimą kelia tai, kad dalis šių genų yra mobiliose genetinėse struktūrose. Tai reiškia, jog teoriškai jie gali būti perduoti kitoms bakterijoms, įskaitant pavojingus patogenus. Tokia galimybė kelia klausimų apie senovinių mikroorganizmų potencialią įtaką šiuolaikinių ligų evoliucijai.
Vis dėlto šis mikroorganizmas turi ir kitą, itin įdomią savybę: tyrimai parodė, kad jis gali slopinti kelių pavojingų superbakterijų augimą. Tarp jų minimi tokie patogenai kaip MRSA ar Klebsiella pneumoniae, dažnai sukeliantys sunkiai gydomas infekcijas.
Mokslininkai aptiko ir genetinių požymių, rodančių, kad ši bakterija gali gaminti antimikrobinius junginius. Be to, jos genome rasta beveik 600 genų, kurių funkcija kol kas nežinoma. Tai leidžia įtarti, jog aptiktas didžiulis dar neatskleistų biologinių mechanizmų rezervuaras.
Atradimas įgauna papildomos svarbos klimato kaitos kontekste. Tirpstant ledynams ir amžinajam įšalui, senoviniai mikroorganizmai gali patekti į aplinką. Tokiu atveju jų genetinė informacija galėtų persikelti į šiuolaikines bakterijas ir prisidėti prie dar spartesnio atsparumo antibiotikams plitimo.
Šiuo metu atsparumas antibiotikams jau laikomas viena didžiausių pasaulinių sveikatos problemų; manoma, kad dėl jo kasmet miršta daugiau nei milijonas žmonių. Todėl vis dažniau akcentuojama būtinybė ieškoti iš esmės naujų gydymo metodų.
Šis tyrimas taip pat parodė, kad atsparumas antibiotikams nėra vien šiuolaikinės medicinos pasekmė. Bakterijos tokius mechanizmus vystė milijonus metų, konkuruodamos tarpusavyje natūralioje aplinkoje. Vadinasi, žmonija susiduria su daug senesne ir sudėtingesne biologine sistema, nei manyta anksčiau.
Kita vertus, senoviniai mikroorganizmai gali tapti ir naujų sprendimų šaltiniu. Jų fermentai bei antimikrobiniai junginiai gali būti panaudoti kuriant naujos kartos antibiotikus ar kitus biotechnologinius produktus.
Tačiau šis atradimas primena ir apie atsakomybę. Tirpstantys ledynai gali išlaisvinti mikroorganizmus, kurie tūkstančius metų buvo izoliuoti nuo šiuolaikinės biosferos, todėl mokslininkai pabrėžia, kad tokie tyrimai turi būti atliekami ypač atsargiai.
Senovinių mikroorganizmų studijos gali tapti svarbiu žingsniu siekiant geriau suprasti bakterijų evoliuciją ir sukurti naujus kovos su infekcijomis būdus. Kartu jos primena, kad gamta vis dar slepia daugybę paslapčių, kurios gali tapti tiek galimybių, tiek naujų iššūkių šaltiniu.
