De-a lungul istoriei, oamenii au existat alaturi de bacterii si virusi. De la ciuma bubonica la variola, am evoluat pentru a le rezista si, ca raspuns, au dezvoltat noi moduri de a ne infecta.

Avem antibiotice de aproape un secol, de cand Alexander Fleming a descoperit penicilina. Ca raspuns, bacteriile au raspuns prin evolutia rezistentei la antibiotice. Batalia este nesfarsita: pentru ca petrecem atat de mult timp cu agentii patogeni, dezvoltam uneori un fel de impas natural.

Totusi, ce s-ar intampla daca am fi expusi brusc la bacterii si virusi mortali care au lipsit de mii de ani sau pe care nu i-am mai intalnit pana acum?

S-ar putea sa fim pe cale sa aflam. Schimbarile climatice topesc solurile de permafrost care au fost inghetate de mii de ani si, pe masura ce solurile se topesc, elibereaza virusi si bacterii stravechi care, ramanand latente, revin la viata.

In august 2016, intr-un colt indepartat al tundrei siberiene numit Peninsula Yamal din Cercul polar polar, un baiat de 12 ani a murit si cel putin douazeci de persoane au fost spitalizate dupa ce au fost infectate de antrax.

Teoria este ca, in urma cu peste 75 de ani, un ren infectat cu antrax a murit, iar carcasa inghetata a devenit prinsa sub un strat de sol inghetat, cunoscut sub numele de permafrost. Acolo a ramas pana la canicula in vara anului 2016, cand permafrostul s-a dezghetat.

Acest lucru a expus cadavrul renului si a eliberat antraxul infectios in apa si sol din apropiere, apoi in aprovizionarea cu alimente. Peste 2.000 de reni care pasuneaza in apropiere s-au infectat, ceea ce a dus apoi la numarul mic de cazuri umane.

Teama este ca acesta nu va fi un caz izolat.

Pe masura ce Pamantul se incalzeste, se va topi mai mult permafrost. In circumstante normale, straturile superficiale de permafrost de aproximativ 50cm adancime se topesc in fiecare vara. Dar acum incalzirea globala expune treptat straturile mai vechi de permafrost.

Solul de permafrost inghetat este locul perfect pentru ca bacteriile sa ramana in viata pentru perioade foarte lungi de timp, poate pana la un milion de ani. Asta inseamna ca topirea ghetii ar putea deschide o cutie de boli a Pandorei.

Temperatura in cercul polar polar creste rapid, de aproximativ trei ori mai repede decat in ​​restul lumii. Pe masura ce gheata si permafrostul se topesc, pot fi eliberati alti agenti infectiosi.

„Permafrostul este un foarte bun conservator de microbi si virusi, deoarece este frig, nu exista oxigen si este intuneric”, spune biologul evolutionist Jean-Michel Claverie de la Universitatea Aix-Marseille din Franta. „Virusii patogeni care pot infecta oamenii sau animalele ar putea fi pastrati in straturi vechi de permafrost, inclusiv unele care au cauzat epidemii globale in trecut.”

Numai la inceputul secolului al XX-lea, peste un milion de reni au murit de antrax. Nu este usor sa sapa morminte adanci, astfel incat majoritatea acestor carcase sunt ingropate aproape de suprafata, imprastiate intre 7.000 de cimitire din nordul Rusiei.

Cu toate acestea, marea frica este ce altceva se ascunde sub solul inghetat.

Oamenii si animalele au fost ingropate in permafrost de secole, asa ca este de conceput ca alti agenti infectiosi sa poata fi dezlantuiti. De exemplu, oamenii de stiinta au descoperit fragmente de ARN din virusul gripal spaniol din 1918 in cadavre ingropate in morminte comune in tundra din Alaska. Variola si ciuma bubonica sunt, de asemenea, probabil ingropate in Siberia.

Intr-un studiu din 2011, Boris Revich si Marina Podolnaya au scris: „Ca o consecinta a topirii permafrostului, vectorii infectiilor mortale din secolele XVIII si XIX pot reveni, in special in apropierea cimitirelor unde au fost ingropate victimele acestor infectii”.

Oamenii de stiinta ai NASA au reinviat cu succes bacteriile care fusesera ingradite intr-un iaz inghetat din Alaska timp de 32.000 de ani

De exemplu, in anii 1890 a existat o epidemie majora de variola in Siberia. Un oras a pierdut pana la 40% din populatia sa. Corpurile lor au fost ingropate sub stratul superior de permafrost pe malurile raului Kolyma. 120 de ani mai tarziu, apele inundatiilor lui Kolyma au inceput sa erodeze malurile, iar topirea permafrostului a accelerat acest proces de eroziune.

Intr-un proiect care a inceput in anii 1990, oamenii de stiinta de la Centrul de Cercetare de Stat pentru Virologie si Biotehnologie din Novosibirsk au testat ramasitele oamenilor din epoca de piatra care fusesera gasite in sudul Siberiei, in regiunea Gorny Altai. De asemenea, au testat probe din cadavrele barbatilor care au murit in timpul epidemiilor virale din secolul al XIX-lea si au fost ingropati in permafrostul rusesc.

Cercetatorii spun ca au gasit corpuri cu rani caracteristice urmelor lasate de variola.

Desi nu au gasit virusul variolei in sine, au detectat fragmente din ADN-ul sau.

Cu siguranta nu este prima data cand bacteriile inghetate in gheata revin la viata.

Intr-un studiu din 2005, oamenii de stiinta ai NASA au reinviat cu succes bacteriile care fusesera ingradite intr-un iaz inghetat din Alaska timp de 32.000 de ani. Microbii, numiti Carnobacterium pleistocenium , fusesera inghetati inca din perioada Pleistocenului, cand mamutii lanati inca cutreierau Pamantul. Odata ce gheata s-a topit, au inceput sa inoate, aparent neafectati.

Odata ce au fost reinviati, virusii au devenit rapid infectiosi

Doi ani mai tarziu, oamenii de stiinta au reusit sa reinvie o bacterie veche de 8 milioane de ani care statea latenta pe gheata, sub suprafata unui ghetar din vaile Antarcticii Beacon si Mullins. In acelasi studiu, bacteriile au fost reinviate si din gheata care avea peste 100.000 de ani.

Cu toate acestea, nu toate bacteriile pot reveni la viata dupa ce au fost inghetate in permafrost. Bacteriile antrax pot face acest lucru deoarece formeaza spori, care sunt extrem de duri si pot supravietui inghetati mai mult de un secol.

Alte bacterii care pot forma spori si care ar putea supravietui in permafrost includ tetanosul si Clostridium botulinum , agentul patogen responsabil de botulism: o boala rara care poate provoca paralizie si chiar se poate dovedi fatala. Unele ciuperci pot supravietui si in permafrost mult timp.

Unii virusi pot supravietui si perioade lungi.

Intr-un studiu din 2014, o echipa condusa de Claverie a reinviat doi virusi care au fost prinsi in permafrostul siberian de 30.000 de ani. Cunoscuti sub numele de Pithovirus sibericum si Mollivirus sibericum , ambii sunt „virusi gigantici”, deoarece spre deosebire de majoritatea virusilor sunt atat de mari incat pot fi vazuti la un microscop obisnuit. Au fost descoperiti 100 de metri sub pamant in tundra de coasta.

Odata ce au fost reinviati, virusii au devenit rapid infectiosi. Din fericire pentru noi, acesti virusi particulari infecteaza doar amibele unicelulare. Cu toate acestea, studiul sugereaza ca si alti virusi, care ar putea infecta oamenii, ar putea fi reinviati in acelasi mod.

Virusii uriasi tind sa fie foarte duri si aproape imposibil de deschis

Mai mult, incalzirea globala nu trebuie sa topeasca direct permafrostul pentru a reprezenta o amenintare. Deoarece gheata arctica se topeste, malul nordic al Siberiei a devenit mai usor accesibil pe mare. Drept urmare, exploatarea industriala, inclusiv extractia de aur si minerale, precum si forarea de petrol si gaze naturale, devin acum profitabile.

„In acest moment, aceste regiuni sunt pustii si straturile adanci de permafrost sunt lasate in pace”, spune Claverie. “Cu toate acestea, aceste straturi antice ar putea fi expuse prin sapaturile implicate in operatiunile de exploatare si forare. Daca virioni viabili sunt inca acolo, acest lucru ar putea insemna dezastru”.

Virusii uriasi pot fi cei mai probabili vinovati pentru orice astfel de focar viral.

„Majoritatea virusurilor sunt rapid inactivate in afara celulelor gazda, din cauza luminii, desicarii sau degradarii biochimice spontane”, spune Claverie. “De exemplu, daca ADN-ul lor este deteriorat dincolo de o eventuala reparare, virionii nu vor mai fi infectiosi. Cu toate acestea, printre virusurile cunoscute, virusurile gigantice tind sa fie foarte dure si aproape imposibil de rupt.”

Claverie spune ca ar putea aparea virusi de la primii oameni care au populat Arctica. Am putut vedea chiar si virusi de la specii de hominina de mult disparute, cum ar fi neanderthalienii si denisovenii, ambii stabiliti in Siberia si plini de diverse boli virale. In Rusia au fost observate ramasite ale neanderthalienilor de acum 30-40.000 de ani. Populatiile umane au locuit acolo, s-au imbolnavit si au murit de mii de ani.

Oamenii de stiinta ai NASA au gasit microbi vechi de 10-50.000 de ani in interiorul cristalelor intr-o mina mexicana

„Posibilitatea de a putea prinde un virus de la un Neanderthal disparut de mult sugereaza ca ideea ca un virus ar putea fi„ eradicat ”de pe planeta este gresita si ne da un fals sentiment de securitate”, spune Claverie. Acesta este motivul pentru care stocurile de vaccin ar trebui pastrate, pentru orice eventualitate.

Din 2014, Claverie analizeaza continutul de ADN al straturilor de permafrost, cautand semnatura genetica a virusilor si bacteriilor care ar putea infecta oamenii. El a gasit dovezi ale multor bacterii care sunt probabil periculoase pentru oameni. Bacteriile au ADN care codifica factorii de virulenta: molecule pe care bacteriile si virusii patogeni le produc, care le cresc capacitatea de a infecta o gazda.

Echipa lui Claverie a gasit si cateva secvente de ADN care par sa provina de la virusi, inclusiv herpes. Cu toate acestea, nu au gasit inca nici o urma de variola. Din motive evidente, ei nu au incercat sa reinvie niciunul dintre agentii patogeni.

Acum se pare ca agentii patogeni taiati de la oameni vor aparea si din alte locuri, nu doar de gheata sau de permafrost.

In februarie 2017, oamenii de stiinta ai NASA au anuntat ca au gasit microbi vechi de 10-50.000 de ani in interiorul cristalelor intr-o mina mexicana.

Bacteriile au devenit cumva rezistente la 18 tipuri de antibiotice

Bacteriile au fost localizate in Pestera Cristalelor, parte a unei mine din Naica, in nordul Mexicului. Pestera contine multe cristale alb-laptoase de selenit mineral, care s-au format de-a lungul a sute de mii de ani.

Bacteriile au fost prinse in interiorul unor buzunare mici si fluide ale cristalelor, dar odata indepartate, acestea au reinviat si au inceput sa se inmulteasca. Microbii sunt unici din punct de vedere genetic si pot fi specii noi, dar cercetatorii inca nu si-au publicat lucrarile.

Chiar si bacteriile mai vechi au fost gasite in pestera Lechuguilla din New Mexico, la 1000 de metri sub pamant. Acesti microbi nu au vazut suprafata de peste 4 milioane de ani.

Pestera nu vede niciodata lumina soarelui si este atat de izolata incat este nevoie de aproximativ 10.000 de ani pentru ca apa de la suprafata sa intre in pestera.

Rezistenta la antibiotice exista de milioane sau chiar miliarde de ani

In ciuda acestui fapt, bacteriile au devenit cumva rezistente la 18 tipuri de antibiotice, inclusiv la medicamentele considerate a fi „ultima solutie” pentru combaterea infectiilor. Intr-un studiu publicat in decembrie 2016, cercetatorii au descoperit ca bacteria, cunoscuta sub numele de Paenibacillus sp. LC231, a fost rezistent la 70% din antibiotice si a reusit sa dezactiveze total multe dintre ele.

Deoarece bacteriile au ramas complet izolate in pestera timp de patru milioane de ani, nu au intrat in contact cu oamenii sau cu medicamentele antibiotice utilizate pentru tratarea infectiilor umane. Asta inseamna ca rezistenta la antibiotice trebuie sa fi aparut in alt mod.

Oamenii de stiinta implicati considera ca bacteria, care nu dauneaza oamenilor, este una dintre multele care au dezvoltat in mod natural rezistenta la antibiotice. Acest lucru sugereaza ca rezistenta la antibiotice a existat de milioane sau chiar miliarde de ani.

Evident, o astfel de rezistenta la antibiotice antice nu a putut evolua in clinica ca urmare a utilizarii antibioticelor.

Motivul pentru aceasta este ca multe tipuri de ciuperci si chiar si alte bacterii produc in mod natural antibiotice pentru a obtine un avantaj competitiv fata de alti microbi. Acesta este modul in care Fleming a descoperit prima data penicilina: bacteriile dintr-o cutie Petri au murit dupa ce una s-a contaminat cu o matrita care elimina antibioticele.

Pe masura ce Pamantul se incalzeste, tarile din nord vor deveni mai susceptibile la focarele de boli „sudice”, cum ar fi malaria

In pesteri, unde exista putina hrana, organismele trebuie sa fie nemiloase pentru a supravietui. Este posibil ca bacteriile precum Paenibacillus sa fi trebuit sa evolueze rezistenta la antibiotice pentru a evita sa fie ucise de organismele rivale.

Acest lucru ar explica de ce bacteriile sunt rezistente doar la antibiotice naturale, care provin din bacterii si ciuperci, si reprezinta aproximativ 99,9% din toate antibioticele pe care le folosim. Bacteriile nu au intalnit niciodata antibiotice produse de om, deci nu le rezistati.

„Munca noastra si munca altora sugereaza ca rezistenta la antibiotice nu este un concept nou”, spune microbiologul Hazel Barton de la Universitatea din Akron, Ohio, care a condus studiul. „Organismele noastre au fost izolate de speciile de suprafata de la 4-7 milioane de ani, totusi rezistenta pe care o au este genetic identica cu cea gasita in speciile de suprafata. Aceasta inseamna ca aceste gene sunt cel putin atat de vechi si nu au iesit din utilizarea umana a antibioticelor pentru tratament. “

Desi Paenibacillus in sine nu este daunator pentru oameni, in teorie ar putea transmite rezistenta sa la antibiotici fata de alti agenti patogeni. Cu toate acestea, deoarece este izolat sub 400 m de piatra, acest lucru pare putin probabil.

Cu toate acestea, rezistenta naturala la antibiotice este probabil atat de raspandita incat multe dintre bacteriile care ies din topirea permafrostului ar putea sa o aiba deja. In concordanta cu aceasta, intr-un studiu din 2011 oamenii de stiinta au extras ADN din bacterii gasite in permafrost vechi de 30.000 de ani in regiunea beringiana dintre Rusia si Canada. Au descoperit gene care codifica rezistenta la antibiotice beta-lactamice, tetraciclinice si glicopeptidice.

Cat de mult ar trebui sa fim preocupati de toate acestea?

Un argument este ca riscul cauzat de agentii patogeni de permafrost este inerent de necunoscut, deci nu ar trebui sa ne preocupe in mod deschis. In schimb, ar trebui sa ne concentram asupra amenintarilor mai stabilite din cauza schimbarilor climatice. De exemplu, pe masura ce Pamantul incalzeste tarile din nord vor deveni mai susceptibile la focarele de boli „sudice”, cum ar fi malaria, holera si febra dengue, deoarece acesti agenti patogeni prospera la temperaturi mai calde.

Perspectiva alternativa este ca nu ar trebui sa ignoram riscurile doar pentru ca nu le putem cuantifica.

„In urma muncii noastre si a altora, exista acum o probabilitate diferita de zero ca microbii patogeni sa poata fi reinviati si sa ne infecteze”, spune Claverie. „Cat de probabil nu este cunoscut acest lucru, dar este o posibilitate. Ar putea fi bacterii care pot fi vindecate cu antibiotice sau bacterii rezistente sau cu un virus. Daca agentul patogen nu a mai fost in contact cu oamenii de mult timp, atunci sistemul imunitar nu ar fi pregatit. Deci da, asta ar putea fi periculos. “

ARTICOLE SIMILAREDE LA ACELAȘI AUTOR