Древняя угроза: пятитысячелетняя бактерия из ледяной пещеры оказалась невосприимчива к десяти современным антибиотикам

Пандемия будущего может прийти не из лаборатории или густонаселенного мегаполиса, а из глубин вечной мерзлоты. К такому выводу приходят ученые Румынской академии, обнаружившие в ледяных отложениях пещеры Скаришоара бактериальный штамм, который, пробыв в замороженном состоянии пять тысячелетий, проявил пугающую устойчивость к современным антибиотикам. Исследование ставит вопрос о том, какие еще микроорганизмы скрыты во льдах и что произойдет, когда они вырвутся на свободу.

Ледяная капсула времени

Объектом исследования стала пещера Скаришоара в Румынии — один из крупнейших и древнейших ледников в мире. Ученые пробурили 25-метровый керн льда в районе, известном как «Большой зал», возраст которого достигает 13 000 лет. Чтобы исключить малейшее загрязнение современными микробами, образцы льда помещались в стерильные пакеты и транспортировались в лабораторию в замороженном состоянии.

Целью изначально было понять, как бактерии адаптируются к экстремально холодным условиям. Однако выделенный штамм, получивший название Psychrobacter SC65A.3, преподнес сюрприз, выходящий далеко за рамки изучения холодоустойчивости.

Неуязвимый из глубины веков

Psychrobacter SC65A.3 относится к роду бактерий, некоторые представители которого, как известно, способны вызывать инфекции у человека и животных. Ученые подвергли древний штамм воздействию 28 антибиотиков, относящихся к 10 классам, которые routinely применяются в современной медицине. Результат оказался тревожным: бактерия продемонстрировала устойчивость ко всем десяти ключевым препаратам, включая триметоприм, клиндамицин и метронидазол.

Эти антибиотики являются основой для лечения широкого спектра заболеваний: от инфекций мочевыводящих путей (цистит) до тяжелых поражений легких, кожи, крови и репродуктивной системы. Тот факт, что бактерия, изолированная от мира на тысячи лет, уже обладает защитой от веществ, созданных человечеством лишь в последнее столетие, ставит перед наукой сложные вопросы о природе и древности механизмов антибиотикорезистентности.

Геномная загадка: сотни неизвестных функций

Секвенирование генома Psychrobacter SC65.3 позволило заглянуть в «инструментарий» этой древней формы жизни. Исследователи обнаружили более 100 генов, связанных с устойчивостью к антибиотикам. Кроме того, были идентифицированы 11 генов, которые потенциально способны подавлять рост других бактерий, грибков и вирусов — своего рода химическое оружие, выработанное в ходе эволюции.

Однако самой интригующей находкой стали почти 600 генов с неизвестными функциями. По мнению ведущего автора исследования доктора Кристины Пуркаря, это указывает на то, что древняя бактерия является носителем «еще не использованного источника для открытия новых биологических механизмов». Эти гены могут кодировать белки с уникальными свойствами, которые никогда ранее не встречались современной науке.

Механизм распространения: тающий лед как фактор риска

Главная опасность, по мнению исследователей, заключается не в самом штамме Psychrobacter SC65.3, а в том, что он может стать источником генов резистентности для современных бактерий. Если глобальное потепление продолжит ускорять таяние ледников и вечной мерзлоты, древние микроорганизмы, высвобождаясь из ледяного плена, могут встретиться с современной микробиотой.

В этом случае гены устойчивости, которые несет в себе Psychrobacter, потенциально способны передаться болезнетворным бактериям, которые и без того с трудом поддаются лечению. Это усугубит и без того серьезный глобальный кризис антибиотикорезистентности, который Всемирная организация здравоохранения называет одной из главных угроз для человечества.

Предистория: арктические вирусы и угроза «спилловера»

Опасения румынских ученых перекликаются с выводами других исследований. Ранее ученые предупреждали, что таяние ледников в Арктике может привести к высвобождению древних вирусов. Исследование, проведенное на озере Хейзен — самом крупном высокоширотном пресноводном озере в мире — показало, что талые воды ледников способны транспортировать патогены к новым хозяевам.

Риск так называемого «вирусного спилловера» (перехода вируса на новый вид) увеличивается по мере таяния ледников. Изменение климата не только высвобождает древние патогены, но и смещает ареалы обитания потенциальных переносчиков и резервуаров инфекций на север. Высокая Арктика, как предупреждают эксперты, может стать благодатной почвой для возникновения новых пандемий.

Заключение: бдительность как необходимость

Открытие штамма Psychrobacter SC65.3 в румынской пещере — это не повод для паники, но весомый аргумент в пользу бдительности. Как подчеркивает доктор Пуркаря, «эти древние бактерии важны для науки и медицины, но осторожное обращение и меры безопасности в лаборатории необходимы для снижения риска неконтролируемого распространения».

Ледники Земли — это не только летопись климата, но и капсула времени, хранящая микроорганизмы минувших эпох. Изучение их геномов может дать ключ к пониманию эволюции жизни и механизмов устойчивости. Однако те же самые процессы напоминают, что изменение климата способно запустить цепочку событий, где древние микробы станут новой переменной в уравнении глобального здравоохранения.