Giliai senoviniuose ledo sluoksniuose, kurie išsaugojo tūkstantmečių senumo klimato ir gyvybės pėdsakus, slypi atradimai, galintys turėti didžiulę reikšmę žmonijai. Iš maždaug 25 metrų gylio ledo gręžinio paimti senoviniai mikroorganizmai laboratorijose buvo sėkmingai atgaivinti. Šis tyrimas atveria naują langą į praeitį ir kartu kelia svarbių klausimų apie ateities mediciną bei galimas rizikas.
Mokslininkų atlikta šių mikroorganizmų analizė primena savotišką kelionę laiku. Ji rodo, kad bakterijų kova su kitais mikroorganizmais ir atsparumo mechanizmų vystymasis prasidėjo gerokai anksčiau, nei žmonija pradėjo naudoti antibiotikus. Paradoksalu, tačiau būtent šie senoviniai organizmai gali padėti kurti naujus vaistus, nors patys pasižymi dideliu atsparumu daugeliui šiuolaikinių antibiotikų.
Šis atradimas padarytas Rumunijoje esančioje Scărișoaros ledyninėje oloje, kur slypi vienas seniausių žinomų ledo masyvų pasaulyje. Šioje oloje esantis ledo blokas siekia apie 100 tūkstančių kubinių metrų ir formavosi maždaug 13 tūkstančių metų. Tokia aplinka tapo savotišku natūraliu archyvu, kuriame išsaugoti senoviniai klimato ir gyvybės pėdsakai.
Rumunijos mokslų akademijos tyrėjai ledo gręžinius ėmė sluoksnis po sluoksnio, tarsi skaitydami labai seną istorijos knygą. Tarp paimtų mėginių aptikta mikroorganizmų, kurie buvo įstrigę lede dar tuo metu, kai Egipte buvo statomos pirmosios piramidės. Tai suteikia galimybę tyrinėti gyvybės formas, kurios išgyveno visiškoje izoliacijoje tūkstančius metų.
Didžiausias dėmesys tyrime skirtas bakterijų štamų išskyrimui ir jų genomų analizei. Ypač svarbus pasirodė Psychrobacter genties bakterijų tyrimas. Vienas iš išskirtų štamų, pažymėtas SC65A.3, mokslininkus nustebino savo savybėmis.
Šis mikroorganizmas laikomas vadinamuoju poli-ekstremofilu – organizmu, galinčiu išgyventi itin sudėtingomis sąlygomis. Jis prisitaikęs prie labai žemų temperatūrų, siekiančių iki minus 15 laipsnių, ir gali išgyventi aplinkoje, kurioje yra didelis druskingumas. Tokios savybės rodo, kad per tūkstantmečius izoliuotoje aplinkoje bakterijos galėjo išsiugdyti labai neįprastas išlikimo strategijas.
Tyrimo rezultatai paskelbti moksliniame žurnale „Frontiers in Microbiology“. Mokslininkų komandai vadovavusi Cristina Purcarea pabrėžė šio atradimo dvilypį pobūdį. Nors bakterijų štamas yra labai senos kilmės, jis pasižymi atsparumu daugeliui šiuolaikinių antibiotikų ir turi daugiau nei šimtą su atsparumu susijusių genų.
Ši bakterija atspari net dešimčiai skirtingų antibiotikų, priklausančių aštuonioms skirtingoms klasėms. Tarp jų yra ir vadinamieji paskutinės vilties antibiotikai, naudojami sunkiausioms infekcijoms gydyti ligoninėse. Bakterijos genome aptiktas ir genas mcr-1, kuris suteikia atsparumą kolistinui – vienam iš stipriausių antibiotikų.
Dar labiau nerimą kelia tai, kad dalis šių genų yra mobiliose genetinėse struktūrose. Tai reiškia, kad teoriškai jie gali būti perduoti kitoms bakterijoms, įskaitant pavojingus patogenus. Tokia galimybė kelia klausimų apie galimą senovinių mikroorganizmų įtaką šiuolaikinių ligų evoliucijai.
Tačiau šis mikroorganizmas turi ir kitą, labai įdomią savybę. Tyrimai parodė, kad jis gali slopinti kelių pavojingų superbakterijų augimą. Tarp jų – tokie patogenai kaip MRSA ar Klebsiella pneumoniae, kurie dažnai sukelia sunkiai gydomas infekcijas.
Mokslininkai taip pat aptiko genetinių požymių, rodančių, kad ši bakterija gali gaminti antimikrobinius junginius. Be to, jos genome rasta beveik 600 genų, kurių funkcija kol kas nežinoma. Tai reiškia, kad mokslininkai gali būti atradę didžiulį dar neištirtų biologinių mechanizmų rezervuarą.
Šis atradimas įgauna dar didesnę reikšmę klimato kaitos kontekste. Tirpstant ledynams ir amžinajam įšalui, senoviniai mikroorganizmai gali būti išlaisvinti į aplinką. Tokiu atveju jų genetinė informacija gali patekti 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 šios priežasties kasmet miršta daugiau nei milijonas žmonių. Todėl mokslininkai vis dažniau kalba apie būtinybę ieškoti visiškai naujų gydymo metodų.
Įdomu tai, kad šis tyrimas rodo, jog atsparumas antibiotikams nėra vien šiuolaikinės medicinos pasekmė. Bakterijos tokius mechanizmus vystė milijonus metų, kovodamos su kitais mikroorganizmais natūralioje aplinkoje. Tai reiškia, kad žmonija susiduria su daug senesne ir sudėtingesne biologine sistema, nei buvo manyta anksčiau.
Tuo pat metu senoviniai mikroorganizmai gali tapti ir naujų sprendimų šaltiniu. Jų gaminami fermentai bei antimikrobiniai junginiai gali padėti kurti naujos kartos antibiotikus ar kitus biotechnologinius produktus.
Tačiau kartu šis atradimas primena ir apie atsakomybę. Tirpstantys ledynai gali išlaisvinti mikroorganizmus, kurie tūkstančius metų buvo izoliuoti nuo šiuolaikinės biosferos. Todėl mokslininkai pabrėžia, kad tokius tyrimus būtina atlikti itin atsargiai.
Senovinių mikroorganizmų tyrimai gali tapti svarbiu žingsniu siekiant suprasti bakterijų evoliuciją ir sukurti naujus kovos su infekcijomis būdus. Tačiau kartu jie primena, kad gamtos pasaulis vis dar slepia daug paslapčių, kurios gali būti tiek galimybių, tiek naujų iššūkių šaltinis.
