Po pět tisíciletí zůstávala uvězněná v ledu, izolovaná od moderního světa. Nyní však bakterie objevená ve starobylé podzemní jeskyni v Rumunsku znovu ožila a přináší znepokojivou zprávu pro globální zdravotnictví: je odolná vůči deseti antibiotikům, která se v současnosti používají v nemocnicích po celém světě.
Toto zjištění, publikované ve vědeckém časopise Frontiers in Microbiology, nejen potvrzuje, že antimikrobiální rezistence existovala dávno předtím, než lidé začali antibiotika používat. Otevírá také nepříjemnou otázku uprostřed celosvětové zdravotní krize: Mohly by tyto prastaré mikroby problém přiživit, pokud je uvolní tání? A zároveň by se mohly stát nečekaným zdrojem nových léků v boji proti dnešním „superbakteriím“?
Časová schránka pod ledem
Hlavním hrdinou je Psychrobacter SC65A.3, bakteriální kmen izolovaný z 25metrového ledového jádra vyvrtaného v ledové jeskyni Scărișoara v Rumunsku. Tato jeskyně je jednou z nejlépe prozkoumaných ledových jeskyní v Evropě a obsahuje jeden z největších podzemních ledovců na světě, jehož objem se odhaduje na více než 120 000 metrů krychlových fosilního ledu.
Tato obrovská ledová masa funguje jako přírodní archiv: vrstva po vrstvě zachycuje prach, pyl, mikroorganismy a organické zbytky, které nám umožňují rekonstruovat klima a život v minulosti. V případě Scărișoary sahají záznamy přibližně 13 000 let zpět, až do konce poslední doby ledové. V jedné z těchto vrstev z doby před přibližně 5 000 lety byl zachycen Psychrobacter SC65A.3.
First Genome Sequence And Functional Profiling Of Psychrobacter SC65A.3 Preserved In 5,000-year-old Cave Icehttps://t.co/wCDVPxOxmv #Astrobiology #genomics pic.twitter.com/kG5bbFnBHV
— Astrobiology (@astrobiology) February 18, 2026
Tým vedený vědci z Biologického ústavu v Bukurešti přijal extrémní opatření, aby zabránil kontaminaci: úlomky byly přepravovány ve sterilních sáčcích a uchovávány ve zmrazeném stavu až do doby, než byly analyzovány v laboratoři. Led byl zpracováván v chladicích komorách se sterilizovaným materiálem a negativními kontrolami, aby se zajistilo, že nalezené bakterie nepocházejí ze vzduchu, z vybavení nebo od samotných výzkumníků.
Výsledky jejich studie překvapily i odborníky. Nejenže se jim podařilo oživit bakterie po tisíciletém zmrazení, ale také zjistili, že si zachovaly baterii obranných látek proti lékům, které by existovaly až o tisíciletí později.
„Bakteriální kmen Psychrobacter SC65A.3 izolovaný z ledové jeskyně Scărișoara navzdory svému dávnému původu vykazuje rezistenci vůči několika moderním antibiotikům a nese více než 100 genů souvisejících s rezistencí,“ uvedla autorka Cristina Purcarea. „Dokáže však také inhibovat růst několika ‚superbakterií‘ rezistentních vůči antibiotikům a vykazuje důležité enzymatické aktivity s velkým biotechnologickým potenciálem,“ slaví úspěch.
Psychrobacter je rod bakterií přizpůsobených chladu – odtud předpona „psychro“, která v řečtině znamená „chlad“ -, který byl nalezen v polárním prostředí, v hlubokých oceánech, v chlazených potravinách a dokonce i na kůži ryb a mořských ptáků. Jsou to mikrobi, kteří se naučili fungovat při teplotách blízkých bodu mrazu, což z nich činí důl enzymů užitečných pro průmyslové procesy vyžadující nízké teploty.
Odolnost vůči klíčovým lékům v klinické praxi
Vědci analyzovali jejich chování vůči 28 antibiotikům z 10 různých tříd. Deset z nich – včetně rifampicinu, vankomycinu a ciprofloxacinu – se běžně používá při závažných infekcích, jako je tuberkulóza, infekce močových cest, kolitida a nemocniční infekce.
„Deset antibiotik, vůči nimž jsme zjistili rezistenci, se v klinické praxi široce používá v perorální a injekční terapii k léčbě řady závažných bakteriálních infekcí,“ uvedla Purcarea. Patří mezi ně léky každodenně používané v nemocnicích po celém světě, jako např:
- Rifampicin, klíčový při léčbě tuberkulózy a dalších mykobakteriálních infekcí.
- Vankomycin, jeden z posledních léků proti závažným grampozitivním infekcím, jako jsou některé kmeny zlatého stafylokoka.
- Ciprofloxacin, fluorochinolon používaný při močových, respiračních a gastrointestinálních infekcích.
- Trimetoprim, samotný nebo v kombinaci se sulfametoxazolem, běžně používaný u močových a respiračních infekcí.
- Klindamycin, používaný při infekcích kůže, měkkých tkání a kostí.
- Metronidazol, nezbytný při anaerobních bakteriálních infekcích a některých parazitech.
Je to poprvé, co byla zjištěna rezistence kmene rodu Psychrobacter vůči antibiotikům, jako je trimetoprim, klindamycin nebo metronidazol. To naznačuje, že tyto bakterie přizpůsobené chladu mohou fungovat jako přirozené rezervoáry genů rezistence, tj. jako genetické „zásobárny“ schopné přenášet tyto obranné látky na jiné mikroorganismy.
V mikrobiologii je tento jev znám jako environmentální rezistom: soubor genů rezistence, které kolují v přírodě, a to i v nepřítomnosti nemocnic a syntetických antibiotik. Mnohé z těchto genů mohou přecházet z jednoho druhu na druhý prostřednictvím mechanismů, jako je horizontální přenos genů (např. prostřednictvím plazmidů, malých kousků DNA, které si bakterie mohou vyměňovat jako genetické „klíče“).
V případě bakterie Psychrobacter SC65A.3 odhalila genomická analýza více než sto genů spojených s odolností vůči antibiotikům, těžkým kovům a dalším toxickým sloučeninám. Některé z těchto genů se podobají genům, které se dnes vyskytují u lidských patogenů, což posiluje myšlenku, že životní prostředí bylo po miliony let zkušební laboratoří, v níž se kovaly zbraně a štíty mikroskopických bojůvek.
Rezistence se nezrodila v nemocnicích
Jakkoli se to může zdát překvapivé, toto zjištění zapadá do toho, co již bylo známo o mikrobiální evoluci. Rezistence vůči antibiotikům není jedinečným moderním fenoménem. V roce 2011 našli vědci v beringském permafrostu geny rezistence vůči beta-laktamům a tetracyklinům staré 30 000 let. A v izolovaných jeskyních v Novém Mexiku byly po milionech let izolace nalezeny bakterie odolné vůči 18 různým antibiotikům.
Vysvětlení je evoluční: mnoho hub a bakterií přirozeně produkuje antibiotika, aby si navzájem konkurovaly. V důsledku toho si jiné mikroorganismy vyvinuly mechanismy, které jim umožňují tyto látky přežít. Jde o mikroskopické závody ve zbrojení, které začaly dávno před moderní medicínou.
Klasickým příkladem je penicilin: objevil ho Alexander Fleming v roce 1928, ale molekuly z rodiny penicilinů kolovaly v přírodě už dávno předtím, produkované některými houbami. Podobně byly geny pro rezistenci vůči vankomycinu – antibiotiku považovanému za „poslední záchranu“ – nalezeny u bakterií v odlehlých půdách, kde nikdy nepůsobil člověk.
Výzkumnice shrnuje: „Studium mikrobů, jako je Psychrobacter SC65A.3, získaných z tisíciletých ledových usazenin v jeskyních, odhaluje, jak se rezistence vůči antibiotikům vyvíjela přirozeně v životním prostředí, dávno předtím, než se začala používat moderní antibiotika.
Tento druh práce zapadá do myšlenky, kterou Světová zdravotnická organizace (WHO) a další organizace zdůrazňují již řadu let: antimikrobiální rezistence je zčásti ekologický problém. Neomezuje se pouze na to, co se děje v nemocnicích, ale zahrnuje půdu, vodu, volně žijící zvířata, hospodářská zvířata a, jak nyní lépe víme, také ledovce a ledové jeskyně.
Co se stane, když led roztaje?
Zde výzkum propojuje změnu klimatu a veřejné zdraví. V roce 2016 se na sibiřském poloostrově Jamal při tání ledu uvolnily spory antraxu ze zmrzlé mršiny soba, který uhynul před desítkami let. Nakazilo se více než 2 000 zvířat a jedno dítě zemřelo.
Vědci varují, že věčný mráz je vynikajícím konzervačním prostředkem: je chladný, tmavý a bez kyslíku. Jak se Arktida otepluje – třikrát rychleji, než je celosvětový průměr -, obnažují se stále starší a starší vrstvy. V nich mohou dřímat bakterie, viry a spory, které nepřišly do styku s moderním člověkem nebo které zmizely před staletími.
V posledních letech se několika týmům podařilo „probudit“ obří viry, které byly uvězněny v sibiřském permafrostu po desítky tisíc let. Při těchto pokusech byly jako hostitelé použity améby, nikoliv lidé, a žádné přímé riziko pro člověka nebylo zjištěno. Poselství je však jasné: mikroskopický život dokáže přežít extrémně dlouhá období mrazu a obnovit svou aktivitu, když se podmínky opět stanou příznivými.
V této souvislosti Purcarea vydává jasné varování: „Pokud se při tání tyto mikroby uvolní, mohly by se tyto geny rozšířit mezi moderní bakterie a přispět tak ke globálnímu problému rezistence vůči antibiotikům.“ Riziko nespočívá ani tak v tom, že by se Psychrobacter SC65A.3 sám stal lidským patogenem, ale v tom, že by se jeho geny rezistence mohly nakonec dostat do bakterií, které nás ovlivňují.
Odborníci však zdůrazňují, že tento proces není ani okamžitý, ani nevyhnutelný. Aby k přenosu genů došlo, musely by prastaré bakterie přežít tání, přijít do kontaktu se současnými mikroby a mít vhodné genetické mechanismy pro výměnu DNA. Přesto je tento scénář natolik znepokojivý, že vědecká komunita vyzývá k pečlivému sledování toho, co se děje v polárních oblastech a velkých zásobách fosilního ledu.
„Na druhou stranu produkují unikátní enzymy a antimikrobiální sloučeniny, které by mohly inspirovat nová antibiotika, průmyslové enzymy a další biotechnologické inovace,“ dodává Purcarea. Jinými slovy, tající led uvolňuje nejen potenciální hrozby, ale také knihovnu biologických molekul a nástrojů, které by nám mohly pomoci v boji proti současné zdravotní krizi.
Přírodní laboratoř pro nové léky
Genom bakterie Psychrobacter SC65A.3 obsahuje téměř 600 genů neznámé funkce a 11 genů s potenciálem inhibovat bakterie, houby a dokonce i viry. Jinými slovy, mohl by být také nečekaným zdrojem nových léčebných postupů. V době, kdy se vývoj antibiotik zpomalil a mnoho farmaceutických společností tento obor opustilo kvůli nedostatečné rentabilitě, se tito starobylí mikrobi objevují jako zdroj nových sloučenin.
Bakterie žijící v extrémních podmínkách – intenzivní chlad, vysoká slanost, radiace, nedostatek živin – často produkují unikátní molekuly, aby se chránily a komunikovaly. Některé z nich se mohou stát:
- Novými antibiotiky schopnými obejít mechanismy rezistence dnešních superbakterií.
- Antimykotika pro boj s plísňovými infekcemi, které jsou stále častější u pacientů s oslabenou imunitou.
- Antivirotika nebo sloučeniny, které modulují imunitní odpověď.
- „Studené“ enzymy, které fungují při nízkých teplotách a jsou užitečné v potravinářském průmyslu, v čisticích prostředcích, v biopalivech nebo v bioremediačních procesech (čištění škodlivin v životním prostředí).
V konkrétním případě bakterie Psychrobacter SC65A.3 vědci zjistili enzymatické aktivity, které by mohly být využity k rozkladu některých organických sloučenin při teplotách, při nichž jiné enzymy přestávají fungovat. To snižuje spotřebu energie v průmyslových procesech a umožňuje pracovat v mírnějších podmínkách, což je zvláště cenné v souvislosti s přechodem na energetiku.
Paradox je zřejmý: tytéž geny, které nás dnes znepokojují, protože mohou posilovat superbakterie, by nám mohly pomoci navrhnout zbraně pro boj s nimi. Proto mnozí odborníci hovoří v souvislosti s táním permafrostu a fosilních ledovců o „dvousečné zbrani“.
Tichá krize, která už je tady
Světová zdravotnická organizace považuje antimikrobiální rezistenci – nejen vůči antibiotikům, ale také vůči antivirotikům, antimykotikům a antiparazitikům – za jednu z deseti největších hrozeb pro globální zdraví. Zpráva z roku 2022 zveřejněná v časopise The Lancet odhaduje, že v roce 2019 byly infekce způsobené rezistentními bakteriemi spojeny s téměř 5 miliony úmrtí na celém světě.
Problém má několik příčin: nadměrné a nevhodné používání antibiotik v humánní medicíně, jejich masivní používání v chovu zvířat a akvakultuře, samoléčba, nedostatečný přístup k rychlé diagnostice a kontaminace životního prostředí rezidui léčiv. K tomu se nyní přidává méně viditelný, ale stále více studovaný faktor: cirkulace genů rezistence v životním prostředí, od odpadních vod po zemědělskou půdu… a jak ukazuje tato studie, také v tisíciletém ledu.
Proto agentury jako WHO, FAO a Světová organizace pro zdraví zvířat prosazují přístup„Jedno zdraví“: myšlenku, že zdraví lidí, zvířat a ekosystémů spolu úzce souvisí. To, co se děje ve zdánlivě odlehlé ledové jeskyni v Rumunsku, může mít důsledky pro nemocnice v jakékoli zemi.
Jak tyto mikroby studovat, aniž byste riskovali?
Práce s prastarými bakteriemi vyvolává logickou otázku: je bezpečné „probouzet“ mikroorganismy, které byly tisíce let zmrzlé? Vědci trvají na tom, že při takových studiích jsou opatření biologické bezpečnosti přísná.
V případě bakterie Psychrobacter SC65A.3 se se vzorky pracovalo v laboratořích vybavených skříněmi biologické bezpečnosti s protokoly podobnými těm, které se používají pro známé patogeny. Kromě toho byly provedeny testy, aby se zjistilo, zda bakterie mohou růst při teplotách blízkých teplotám lidského těla (37 °C). Stejně jako u mnoha psychrofilních – chladnomilných – bakterií dochází k optimálnímu růstu při mnohem nižších teplotách, což snižuje pravděpodobnost, že se stanou přímým lidským patogenem.
Přesto vědci nabádají k opatrnosti. „Tyto prastaré bakterie jsou pro vědu a medicínu nezbytné,“ uzavírá Purcarea, „je však nutné s nimi zacházet opatrně a přijmout bezpečnostní opatření v laboratoři, aby se snížilo riziko nekontrolovaného šíření. Od správné inaktivace vzorků na konci pokusů až po hlášení a monitorování komisí pro biologickou bezpečnost.
Vědecká komunita také diskutuje o potřebě vytvořit zvláštní mezinárodní rámec pro výzkum starých mikroorganismů, podobně jako již existuje pro některé nově se objevující viry. Cílem je vyvážit obrovský vědecký a lékařský potenciál těchto studií s povinností minimalizovat veškerá rizika pro veřejnost a životní prostředí.
Pohled do minulosti pro přípravu na budoucnost
Psychrobacter SC65A.3 je v jistém smyslu poslem z minulosti. Připomíná nám, že rezistence vůči antibiotikům není vynálezem moderní doby, ale hluboce zakořeněným rysem historie života na Zemi. Zároveň nás však nutí dívat se dopředu.
V éře „superbakterií“ odolných vůči mnoha lékům, které jsou podle mezinárodních agentur jednou z největších zdravotních hrozeb, může pohled zpět nabídnout vodítka pro budoucnost. Pochopení toho, jak geny rezistence vznikaly a šířily se v přírodním prostředí, nám může pomoci navrhnout lepší strategie k omezení jejich dnešního šíření – od racionálnějšího používání antibiotik až po systémy environmentálního dohledu, které včas odhalí nové kombinace nebezpečných genů.
Zkoumání těchto tisíciletých ledových archivů může zároveň odhalit molekuly a enzymy, které bychom si nikdy nedokázali představit. V oteplujícím se světě, kde ledovce ustupují, už nejde jen o to, o co přijdeme, až zmizí, ale také o to, jaká vědecká tajemství při tom odhalíme – a zda budeme připraveni s nimi odpovědně nakládat.
Nyní, když se planeta otepluje, by se tito mikroskopičtí staří soupeři mohli opět stát součástí naší hygienické současnosti. Rozdíl je v tom, že tentokrát víme, že tu jsou, a máme příležitost – a povinnost – rozhodnout se, jak se k nim chceme chovat: jako k nekontrolovatelné hrozbě nebo jako k pečlivě prozkoumaným spojencům v boji proti infekcím 21. století.