Uma equipe de cientistas romenos perfurou um núcleo de gelo de 25 metros na caverna Scǎrișoara em busca de pistas para o desenvolvimento de novos medicamentos. O gelo de 5.000 anos rendeu amostras de bactérias antigas.
Análise laboratorial revelado algo notável. Estas bactérias, intactas durante milhares de anos, foram capazes de crescer numa variedade de ambientes agressivos. Eles prosperaram em frio extremo e altos níveis de sal; configurações que normalmente impediriam o crescimento bacteriano.
Os cientistas também descobriram que as antigas bactérias eram resistentes a dez antibióticos modernosincluindo tratamentos poderosos de amplo espectro, como a ciprofloxacina – medicamentos desenvolvidos para matar muitos tipos de bactérias. Por outras palavras, os antibióticos que normalmente matariam as bactérias ou impediriam o seu crescimento foram largamente ineficazes contra esta estirpe.
Como as bactérias podem desenvolver resistência aos antibióticos muito antes de os cientistas as terem criado ou os médicos os terem prescrito?
A resposta a este aparente enigma reside no facto de todos os antibióticos modernos terem a sua origem na natureza. Durante bilhões de anos, as bactérias travaram uma luta evolutiva entre si. Como resultado, produziram formidáveis mecanismos químicos de ataque e defesa.
Uma compreensão mais profunda destes mecanismos tem o potencial de ajudar os cientistas a descobrir novos antibióticos para tratar infecções perigosas. O ambiente natural está densamente repleto de bactérias e outros micróbios. Há uma forte competição pelo espaço e pelos nutrientes limitados que fornece.
Muitas espécies produzem compostos químicos que matam ou suprimem rivais próximos. Isto lhes dá uma vantagem na luta por esses recursos. Mas os produtos químicos defensivos que eles geram impulsionam a adaptação. As bactérias devem proteger-se das suas próprias toxinas. Enquanto isso, os concorrentes desenvolvem maneiras de enfrentá-los.
Ao longo de milhares de milhões de anos, esta corrida armamentista gerou um enorme reservatório de genes de resistência e compostos antimicrobianos.
O número de processos biológicos dentro das bactérias que os antibióticos podem atingir é limitado. No entanto, a diversidade desta resistência natural é tão grande que alguns cientistas argumentam que genes capazes de resistir a todos os futuros antibióticos podem já existir no ambiente.
As amostras recuperadas da caverna de gelo romena oferecem um exemplo poderoso desta ideia. As bactérias foram isoladas do mundo exterior por 5.000 anos. No entanto, ainda conseguiram demonstrar resistência a vários medicamentos modernos importantes. Isto incluiu aqueles usados para tratar infecções graves e potencialmente fatais como a tuberculose.
Paulo VI
Não há evidências de que os micróbios da caverna sejam prejudiciais aos humanos. Mas as bactérias não existem isoladamente. Eles têm uma capacidade notável de compartilhar características úteis entre si, trocando pequenos pedaços de DNA, mesmo entre espécies bacterianas não relacionadas. Isto significa que os genes de resistência preservados nas bactérias ambientais não permanecem necessariamente lá. Existe o risco de que, se estes genes passarem para bactérias causadoras de doenças, os medicamentos existentes possam tornar-se menos eficazes.
O aumento das temperaturas está acelerando o derretimento do gelo terrestre global. Existe o perigo de que microrganismos há muito adormecidos e o seu material genético possam ser libertados no solo e nos sistemas hídricos.
Se os genes de resistência que foram preservados durante milhares de anos voltarem a entrar nas comunidades microbianas modernas, poderão contribuir para a propagação da resistência global aos antibióticos. Isto tornaria o tratamento de infecções bacterianas comuns e graves muito mais difícil.
A farmácia escondida da natureza
No entanto, as mesmas pressões evolutivas que impulsionam a resistência também levam os micróbios a produzir moléculas capazes de matar bactérias rivais.
Em testes de laboratório, os produtos químicos produzidos pelas amostras das cavernas de gelo foram capazes de matar ou inibir 14 tipos diferentes de bactérias conhecidas por causarem doenças humanas. Isto incluiu vários que estão na lista de patógenos de alta prioridade da Organização Mundial da Saúde.
Estes compostos poderiam fornecer pontos de partida para o desenvolvimento de novos antibióticos. Eles poderiam ajudar a superar a resistência existente aos medicamentos em bactérias nocivas.
Muitos dos antibióticos atuais foram originalmente descobertos através do estudo de micróbios naturais. A penicilina é um exemplo.
A maioria das bactérias preservadas em ambientes antigos permanece não estudada. Eles podem representar uma fonte importante e em grande parte inexplorada de novos compostos antimicrobianos.
O DNA da bactéria da caverna de gelo também contém numerosos genes sem papel claramente identificado. Estas sequências desconhecidas podem representar capacidades bioquímicas que nunca foram caracterizadas.
Oferecem potencial não só na descoberta de medicamentos, mas também em áreas tão diversas como a biotecnologia industrial. Por exemplo, enzimas que permitem que as bactérias funcionem em frio extremo poderiam ser adaptadas para utilização em processos industriais que funcionam a temperaturas mais baixas. Isto poderia melhorar a eficiência energética e reduzir custos.
As bactérias preservadas no gelo romeno ilustram o quão profundamente enraizada está a resistência aos antibióticos no mundo natural. Demonstram também quanto da diversidade química da natureza permanece inexplorada.
Micróbios antigos podem conter genes de resistência a antibióticos potencialmente prejudiciais que justificam um monitoramento global cuidadoso. Mas também contêm um vasto estoque de ferramentas bioquímicas que poderiam nos fornecer novos medicamentos.
À medida que a resistência antimicrobiana continua a aumentar em todo o mundo, a compreensão destes antigos sistemas microbianos pode revelar-se cada vez mais importante.
