Wissenschaftler haben in einer alten unterirdischen Eishöhle eingefrorene Bakterien entdeckt, die gegen zehn moderne Antibiotika resistent sind.
Eishöhlen beherbergen eine Vielzahl von Mikroorganismen, deren Schmelzen das Problem der Antibiotikaresistenz erhöhen könnte.
Aber Forscher sagen, sie könnten uns auch dabei helfen, neue Strategien zu entwickeln, um die Zunahme von Antibiotikaresistenzen zu verhindern, die durch den übermäßigen Gebrauch der Medikamente verursacht werden, wodurch sie weniger wirksam werden.
Das Bakterium Psychrobacter SC65A.3, das in einer 5.000 Jahre alten Eisschicht in einer Höhle in Rumänien gefunden wurde, ist ein an kalte Umgebungen angepasster Organismus, der bei Tieren und Menschen Infektionen verursachen kann.
Bakterienstämme wie der von Forschern untersuchte sind sowohl eine Bedrohung als auch ein Versprechen. „Wenn schmelzendes Eis diese Mikroben freisetzt, könnten sich diese Gene auf moderne Bakterien ausbreiten und die globale Herausforderung der Antibiotikaresistenz noch verstärken“, sagte Studienautorin Dr. Cristina Purcarea, leitende Wissenschaftlerin am Institut für Biologie Bukarest der Rumänischen Akademie.
„Andererseits produzieren sie einzigartige Enzyme und antimikrobielle Verbindungen, die neue Antibiotika, industrielle Enzyme und andere biotechnologische Innovationen inspirieren könnten.“
Für die Studie, veröffentlicht in der Zeitschrift Grenzen in der MikrobiologieForscher bohrten ein 25 Meter langes Stück Eis aus einem Bereich der Höhle, der als „Große Halle“ bekannt ist und eine Zeitlinie von 13.000 Jahren darstellt.
Eisfragmente wurden in ein Labor zurückgebracht, wo Forscher verschiedene Bakterienstämme untersuchten und ihr Genom sequenzierten, um festzustellen, welche Gene den Stämmen das Überleben bei niedrigen Temperaturen ermöglichen und welche antimikrobielle Resistenz und Aktivität verleihen.
„Die Untersuchung von Mikroben wie Psychrobacter SC65A.3, die aus jahrtausendealten Eisablagerungen in Höhlen gewonnen wurden, zeigt, wie sich Antibiotikaresistenzen auf natürliche Weise in der Umwelt entwickelten, lange bevor moderne Antibiotika überhaupt eingesetzt wurden“, sagte Dr. Purcarea.
Forscher testeten den Stamm gegen 28 Antibiotika aus 10 Klassen, die routinemäßig zur Behandlung bakterieller Infektionen eingesetzt werden, darunter auch Antibiotika, die sich als resistent erwiesen.
„Die 10 Antibiotika, gegen die wir Resistenzen festgestellt haben, werden in der klinischen Praxis häufig in oralen und injizierbaren Therapien zur Behandlung einer Reihe schwerer bakterieller Infektionen eingesetzt“, fügte Dr. Purcarea hinzu.
Es wurde festgestellt, dass Antibiotika zur Behandlung von Harnwegsinfekten, Lungen-, Haut- und Blutinfektionen sowie des Fortpflanzungssystems gegen diesen Stamm nicht wirken, was darauf hindeutet, dass die kalten Umgebungen den Bakterien geholfen haben, spezifische DNA-Sequenzen zu entwickeln, die es ihnen ermöglichen, die Exposition gegenüber Medikamenten zu überleben.
In den Bakterien wurden fast 600 Gene mit unbekannten Funktionen gefunden, was auf eine noch unerschlossene Quelle für die Entdeckung neuartiger biologischer Mechanismen schließen lässt. Die Analyse des Genoms ergab außerdem 11 Gene, die potenziell in der Lage sind, andere Bakterien, Pilze und Viren abzutöten oder deren Wachstum zu stoppen.
Forscher sagen, dass diese Ergebnisse wichtig sind, da Antibiotikaresistenzen ein wachsendes Problem darstellen. Ein Rückblick auf alte Genome und die Aufdeckung ihres Potenzials verdeutlicht die wichtige Rolle der natürlichen Umwelt bei der Ausbreitung und Entwicklung von Antibiotikaresistenzen.
„Diese uralten Bakterien sind für Wissenschaft und Medizin von entscheidender Bedeutung“, sagte Dr. Purcarea, „aber eine sorgfältige Handhabung und Sicherheitsmaßnahmen im Labor sind unerlässlich, um das Risiko einer unkontrollierten Ausbreitung zu verringern.“
