As bactérias evoluíram para se adaptar a todas as condições mais extremas da Terra, desde o calor escaldante até temperaturas muito abaixo de zero. Cavernas de gelo são apenas um dos ambientes que abrigam uma variedade de microrganismos, representando uma fonte de diversidade genética ainda pouco estudada. Agora, pesquisadores na Romênia testaram os perfis de resistência a antibióticos de uma cepa bacteriana que, até recentemente, estava escondida em uma camada de gelo de 5.000 anos em uma caverna subterrânea — e descobriram que ela pode representar uma oportunidade para o desenvolvimento de novas estratégias para prevenir o aumento da resistência a antibióticos e estudar como essa resistência evolui e se dissemina naturalmente. Eles relataram sua descoberta na revista Frontiers in Microbiology .

"A cepa bacteriana Psychrobacter SC65A.3, isolada da Caverna de Gelo de Scarisoara, apesar de sua origem antiga, apresenta resistência a múltiplos antibióticos modernos e carrega mais de 100 genes relacionados à resistência", disse a autora Dra. Cristina Purcarea, cientista sênior do Instituto de Biologia de Bucareste da Academia Romena. "Mas ela também pode inibir o crescimento de várias superbactérias resistentes a antibióticos e demonstrou importantes atividades enzimáticas com grande potencial biotecnológico."

A Psychrobacter SC65A.3 é uma cepa do gênero Psychrobacter, bactérias adaptadas a ambientes frios. Algumas espécies podem causar infecções em humanos ou animais. As bactérias do gênero Psychrobacter têm potencial biotecnológico, mas seus perfis de resistência a antibióticos são em grande parte desconhecidos.

"O estudo de micróbios como o Psychrobacter SC65A.3, recuperado de depósitos de gelo em cavernas milenares, revela como a resistência a antibióticos evoluiu naturalmente no ambiente, muito antes de os antibióticos modernos serem utilizados", disse Purcarea.

A equipe extraiu um núcleo de gelo de 25 metros da área da caverna conhecida como Grande Salão, representando um período de 13.000 anos. Para evitar contaminação, os fragmentos de gelo retirados do núcleo foram colocados em sacos estéreis e mantidos congelados durante o transporte de volta ao laboratório. Lá, os pesquisadores isolaram diversas cepas bacterianas e sequenciaram seus genomas para determinar quais genes permitem que a cepa sobreviva em baixas temperaturas e quais conferem resistência e atividade antimicrobiana.

Eles testaram a resistência da cepa SC65A contra 28 antibióticos de 10 classes que são rotineiramente usados ou reservados para o tratamento de infecções bacterianas, incluindo antibióticos que já haviam sido identificados como possuidores de genes de resistência ou mutações que lhes conferem a capacidade de resistir aos efeitos dos medicamentos. Dessa forma, puderam verificar se os mecanismos previstos se traduziam em resistência mensurável.

Doenças como tuberculose, colite e infecções do trato urinário podem ser tratadas com alguns dos antibióticos aos quais os pesquisadores encontraram resistência, incluindo rifampicina, vancomicina e ciprofloxacina.

A SC65A.3 é a primeira cepa de Psychrobacter na qual foi encontrada resistência a certos antibióticos, incluindo trimetoprima, clindamicina e metronidazol. Esses antibióticos são usados para tratar infecções do trato urinário (ITU), infecções pulmonares, de pele ou sanguíneas e do sistema reprodutivo. O perfil de resistência da SC65A.3 sugere que cepas capazes de sobreviver em ambientes frios podem atuar como reservatórios de genes de resistência, que são sequências específicas de DNA que as ajudam a sobreviver à exposição a medicamentos.

Cepas bacterianas como a examinada aqui representam tanto uma ameaça quanto uma promessa. "Se o derretimento do gelo liberar esses micróbios, esses genes poderão se espalhar para bactérias modernas, agravando o desafio global da resistência a antibióticos", disse Purcarea. "Por outro lado, eles produzem enzimas e compostos antimicrobianos únicos que podem inspirar novos antibióticos, enzimas industriais e outras inovações biotecnológicas."

No genoma da bactéria Psychrobacter SC65A.3, os pesquisadores encontraram quase 600 genes com funções desconhecidas, sugerindo uma fonte ainda inexplorada para a descoberta de novos mecanismos biológicos. A análise do genoma também revelou 11 genes que são potencialmente capazes de matar ou impedir o crescimento de outras bactérias, fungos e vírus.

Tal potencial torna-se cada vez mais importante num mundo onde a resistência aos antibióticos é uma preocupação crescente. Recorrer a genomas antigos e desvendar o seu potencial destaca o importante papel que o ambiente natural desempenhou na disseminação e evolução da resistência aos antibióticos.

"Essas bactérias ancestrais são essenciais para a ciência e a medicina", concluiu Purcarea, "mas o manuseio cuidadoso e as medidas de segurança em laboratório são essenciais para mitigar o risco de disseminação descontrolada."