As bactérias são notavelmente adaptáveis, prosperando em alguns dos lugares mais hostis da Terra, desde fontes termais a congelamentos profundos abaixo de zero. As cavernas de gelo são um desses habitats extremos, lar de diversos microorganismos que os cientistas estão apenas começando a entender. Esses ambientes congelados podem conter vastos armazenamentos de material genético que permanecem amplamente inexplorados.
Na Romênia, pesquisadores recentemente examinaram uma cepa bacteriana que estava presa em uma camada de gelo de 5.000 anos dentro de uma caverna subterrânea. Ao analisar seu perfil de resistência a antibióticos, descobriram que esse micro-organismo antigo pode ajudar os cientistas a entender melhor como a resistência a antibióticos se desenvolve e se espalha naturalmente. Os resultados foram publicados na Frontiers in Microbiology.
“A cepa bacteriana Psychrobacter SC65A.3 isolada da Caverna de Gelo Scarisoara, apesar de sua origem antiga, apresenta resistência a múltiplos antibióticos modernos e carrega mais de 100 genes relacionados à resistência”, disse a autora Dr. 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 potencial biotecnológico significativo.”
Como Micróbios Antigos Resistam a Medicamentos Modernos
A Psychrobacter SC65A.3 pertence a um grupo de bactérias adaptadas ao frio conhecidas como Psychrobacter. Embora alguns membros desse gênero possam causar infecções em pessoas ou animais, também são considerados promissores para aplicações biotecnológicas. Até agora, no entanto, pouco se sabia sobre como essas bactérias reagem a antibióticos. “Estudar micróbios como Psychrobacter SC65A.3 recuperados de depósitos de gelo de cavernas milenares revela como a resistência a antibióticos evoluiu naturalmente no meio ambiente, muito antes de os antibióticos modernos serem utilizados”, 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 que abrange 13.000 anos. Para evitar contaminação, amostras de gelo foram seladas em sacos estéreis e transportadas em condições congeladas de volta ao laboratório. Lá, os cientistas isolaram cepas bacterianas e sequenciaram seus genomas para identificar genes responsáveis por sobreviver ao frio extremo, bem como genes ligados à resistência e atividade antimicrobiana.
Os pesquisadores então testaram SC65A.3 contra 28 antibióticos de 10 classes diferentes. Esses medicamentos são comumente prescritos ou reservados para infecções bacterianas graves. Alguns já estavam associados a genes de resistência ou mutações conhecidas, permitindo que a equipe comparasse os mecanismos de resistência previstos com os resultados reais do laboratório. “Os 10 antibióticos aos quais encontramos resistência são amplamente utilizados em terapias orais e injetáveis para tratar uma variedade de infecções bacterianas sérias na prática clínica”, observou Purcarea. Entre eles estavam rifampicina, vancomicina e ciprofloxacino, medicamentos usados para tratar condições como tuberculose, colite e infecções do trato urinário.
SC65A.3 é a primeira cepa de Psychrobacter encontrada que resiste a certos antibióticos, incluindo trimetoprim, clindamicina e metronidazol. Esses medicamentos são normalmente utilizados para tratar infecções do trato urinário e que afetam os pulmões, pele, corrente sanguínea e sistema reprodutivo. O perfil de resistência da cepa sugere que 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 a Disseminação de Genes de Resistência
Essa descoberta apresenta tanto riscos quanto oportunidades potenciais. “Se o derretimento do gelo liberar esses micróbios, esses genes poderiam se espalhar para bactérias modernas, aumentando o desafio global da resistência a antibióticos”, disse Purcarea. “Por outro lado, eles produzem enzimas únicas e compostos antimicrobianos que poderiam inspirar novos antibióticos, enzimas industriais e outras inovações biotecnológicas.”
A análise genética de Psychrobacter 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 a antibióticos continua a aumentar em todo o mundo, as percepções de micróbios antigos estão se tornando cada vez mais valiosas. Estudar genomas preservados em gelo ajuda os cientistas a rastrear como a resistência surgiu e se espalhou muito antes da medicina moderna existir. “Essas bactérias ancestrais são essenciais para a ciência e a medicina”, concluiu Purcarea, “mas manuseio cuidadoso e medidas de segurança no laboratório são essenciais para mitigar o risco de disseminação descontrolada.”
