5000 Jahre im Eis und resistent gegen moderne Antibiotika
Ein 5000 Jahre alter Keim aus rumänischer Eishöhle zeigt Resistenzen gegen moderne Antibiotika und liefert neue Einblicke in die Evolution.
Die Scărișoara-Höhle in Rumänien: Hier fanden Forschende einen Bakterienstamm, der resistent gegen moderne Antibiotika ist.
Foto: Paun V.I.
Antibiotikaresistenzen gelten als Folge unseres Medikamenteneinsatzes. Doch neue Daten zeigen: Die Evolution war schneller. Und sie begann lange vor der modernen Medizin. Forschende aus Rumänien haben in einer unterirdischen Eishöhle einen Bakterienstamm untersucht, der rund 5000 Jahre alt ist. Der Keim lag in einer Eisschicht der Scărișoara-Höhle konserviert. Die Analyse offenbart ein überraschendes Resistenzprofil – gegen Medikamente, die es damals noch gar nicht gab.
Inhaltsverzeichnis
Ein Eiskern als Zeitkapsel
Die Scărișoara-Höhle beherbergt einen der ältesten unterirdischen Gletscher Europas. Das Team bohrte einen 25 Meter langen Eiskern aus der sogenannten „Großen Halle“. Diese Eisschichten dokumentieren etwa 13.000 Jahre Klimageschichte.
Um Verunreinigungen zu vermeiden, arbeiteten die Forschenden unter sterilen Bedingungen. Die Eisproben transportierten sie tiefgekühlt ins Labor. Dort isolierten sie verschiedene Mikroorganismen und sequenzierten deren Genome. Im Fokus stand ein Stamm mit der Bezeichnung Psychrobacter SC65A.3.
Uralte Resistenz gegen moderne Wirkstoffe
Psychrobacter gehört zu einer Bakteriengattung, die sich an kalte Lebensräume angepasst hat. Solche Mikroorganismen nennt man psychrophil. Einige Arten können Infektionen bei Menschen oder Tieren verursachen.
Das Team testete SC65A.3 gegen 28 Antibiotika aus 10 Wirkstoffklassen. Darunter befanden sich klinisch relevante Substanzen wie Rifampicin, Vancomycin oder Ciprofloxacin. Das Ergebnis: Der Stamm zeigte Resistenzen gegen 10 dieser Antibiotika.
„Der aus der Scarisoara-Eishöhle isolierte Bakterienstamm Psychrobacter SC65A.3 zeigt trotz seines alten Ursprungs Resistenzen gegen mehrere moderne Antibiotika und trägt über 100 resistenzbezogene Gene“, sagte Dr. Cristina Purcarea vom Institut für Biologie Bukarest.
Über 100 Resistenzgene identifiziert
Besonders auffällig: SC65A.3 ist der erste bekannte Psychrobacter-Stamm mit dokumentierter Resistenz gegen Trimethoprim, Clindamycin und Metronidazol. Diese Wirkstoffe kommen unter anderem bei Harnwegsinfektionen, Hautinfektionen oder Infektionen des Fortpflanzungssystems zum Einsatz.
Die genetische Analyse identifizierte mehr als 100 Resistenzgene. Das bedeutet nicht automatisch klinische Gefährlichkeit. Aber es zeigt, dass Resistenzmechanismen tief in der Evolutionsgeschichte verankert sind.
Resistenz ist kein neues Phänomen
Antibiotika entstehen in der Natur. Viele Bodenbakterien produzieren antimikrobielle Stoffe, um sich gegen Konkurrenten zu behaupten. Andere Mikroorganismen entwickeln Gegenstrategien – also Resistenzen. Dieses evolutionäre Wettrüsten läuft seit Millionen von Jahren.
„Die Untersuchung von Mikroben wie Psychrobacter SC65A.3, die aus jahrtausendealten Höhlen-Eisablagerungen gewonnen wurden, zeigt, wie sich Antibiotikaresistenzen auf natürliche Weise in der Umwelt entwickelt haben, lange bevor moderne Antibiotika jemals eingesetzt wurden“, erklärte Purcarea.
Risiko durch schmelzendes Eis?
Die Forschenden sehen neben dem Erkenntnisgewinn auch ein mögliches Risiko. Wenn Gletscher oder Permafrost auftauen, könnten solche Mikroorganismen freigesetzt werden.
„Wenn schmelzendes Eis diese Mikroben freisetzt, könnten sich diese Gene auf moderne Bakterien ausbreiten und die globale Herausforderung der Antibiotikaresistenz noch verschärfen“, sagte Purcarea.
Horizontaler Gentransfer – also der Austausch von Genen zwischen Bakterien – ist ein bekannter Mechanismus. Resistenzgene können über Plasmide oder andere mobile genetische Elemente weitergegeben werden.
Biotechnologisches Potenzial
Die Analyse brachte noch eine zweite Perspektive ans Licht. Im Genom von SC65A.3 fanden sich fast 600 Gene mit bislang unbekannter Funktion. Zudem identifizierten die Forschenden 11 Gene, die potenziell antibakterielle oder antivirale Eigenschaften besitzen.
„Er kann aber auch das Wachstum mehrerer wichtiger antibiotikaresistenter ‚Superbugs‘ hemmen und zeigte wichtige enzymatische Aktivitäten mit bedeutendem biotechnologischem Potenzial“, sagte Purcarea.
Kälteangepasste Enzyme arbeiten oft bei niedrigen Temperaturen effizient. Das macht sie für industrielle Prozesse interessant, etwa in der Lebensmitteltechnologie oder Umweltbiotechnologie.
Kurz zusammengefasst
- In einer rumänischen Eishöhle fanden Forschende ein rund 5000 Jahre altes Bakterium.
- Der Stamm zeigt Resistenzen gegen 10 moderne Antibiotika.
- Über 100 Resistenzgene wurden identifiziert.
- Resistenzmechanismen existierten lange vor der modernen Medizin.
- Neben Risiken birgt der Keim auch biotechnologisches Potenzial.
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