În iunie 2012, un bărbat în vârstă de 35 de ani din Sao Paulo, Brazilia, a fost internat cu probleme grave de sănătate. În afara unui diagnostic de cancer de piele, el a aflat de la medici că are și o infecție bacteriană potențial mortală. Medicii i-au oferit simultan un tratament împotriva cancerului prin chemoterapie și unul antibacterian, cu antibiotice. Tratamentul cu antibiotice părea să aibă rezultate bune, însă după o lună, pacientul a început din nou să aibă stări febrile.

Conform analizelor, pacientul a contractat o superbacterie rezistentă la antibiotice - MRSA (Staphylococcus aureus rezistent la meticilină). În consecință medicii au apelat la un antibiotic extrem de puternic, vancomicină, din clasa celor considerate a fi "ultima linie de apărare" împotriva unor astfel de infecții. Această tulpină de MRSA nu dispunea inițial de rezistență la vancomicină, dar până în luna august a aceluiași an devenise deja rezistentă, tratamentul cu vancomicină devenind ineficient.

Oamenii de știință au înțeles ulterior că respectiva tulpină MRSA nu a dobândit această rezistență printr-o simplă mutație, ci a primit o porțiune întreagă de informație ADN. Prin această informație, proteinele bacteriei au învățat cum să protejeze bacteria de acțiunea destructivă a antibioticului. Cercetătorii au rămas să se întrebe de unde provenea acest transfer de ADN.

Ulterior au descoperit că la originea acestui transfer de ADN se afla o altă bacterie, o prezență comună în microbiomul uman: Enterococcus faecalis. De obicei, această bacterie colonizează părți ale tractului digestiv, fără a provoca îmbolnăviri. Tractul digestiv este un adevărat univers bacterian, găzduind trilioane de bacterii ce se implică în realizarea funcției digestive, printre altele. Acest așa-numit microbiom este extrem de important pentru menținerea sănătății organismului.

Atunci când pacienți cu sisteme imunitare slăbite urmează tratamente cu antibiotice, acestea ucid fără să discrimineze bacteriile care formează microbiomul. În aceste condiții, unele dintre bacteriile rezistente la antibiotice ajung să colonizeze zone extinse ale tractului digestiv, competiția fiind înlăturată de acțiunea antibioticelor. Enterococcus faecalis este una dintre aceste bacterii care dispun de un mecanism natural de rezistență în ADN.

Atunci când celelalte colonii de bacterii sunt slăbite sau distruse de antibiotice și când sistemul imunitar este prea slăbit, Enterococcus faecalis și alte bacterii rezistente proliferează în tractul digestiv și intră în contact unele cu altele, ajungând să facă schimb de informații prin transfer de ADN.

Acest lucru este cunoscut drept transfer orizontal de gene - copiile ADN sunt transferate de la o celulă la alta. Din nefericire, E. faecalis a ajuns astfel în postura de a face schimb de informații ADN cu bacteria rezistentă la meticilină MRSA.

E. faecalis a mai făcut un pas înainte pe drumul său evolutiv, transformându-se într-un adevărat dealer (pentru celelalte bacterii) de informații ADN care să le mărească rezistența la antibiotice. Unul dintre mecanismele genetice folosite de bacterii pentru a se proteja împotriva codurilor genetice nedorite este sistemul CRISPR-cas9, folosit și de geneticieni ca modalitate de a edita anumite pasaje de cod ADN. Acest sistem este prima linie de apărare a bacteriilor în fața unor agenți potențial periculoși, așa cum sunt virusurile.

Inițial, bacteriile E. faecalis dispuneau și ele de mecanismul CRISPR-cas9, însă au renunțat la el, astfel încât orice fel de ADN poate penetra peretele lor celular și apoi rămâne acolo. Această strategie a fost riscantă din punct de vedere evolutiv, dar în cele din urmă a avut beneficii pentru E. faecalis care poate astfel obține și transmite mai departe, către alte bacterii, fragmente de material genetic. Astfel, Staphylococcus aureus rezistent la meticilină (MRSA) a devenit rezistent și la puternicul antibiotic de ultimă instanță vancomicină.

Antibioticele îndeplinesc un rol extrem de important în medicina alopată. Ele sunt folosite ca rutină împotriva bolilor infecțioase, sunt administrate preventiv în cazul intervențiilor chirurgicale și experții susțin că au contribuit la creșterea speranței de viață pe întreg globul cu cel puțin 20 de ani. Din aceste motive, găsirea unor soluții la problema microorganismelor care dezvoltă rezistență la antibiotice este de importanță covârșitoare pentru medicina alopată.

Din acest motiv, studierea și înțelegerea mecanismelor bacteriei E. faecalis este de maximă importanță, mai ales în contextul în care o mare parte din natura rezistenței intrinseci a acestui microorganism la antibiotice extrem de puternice rămâne un mister. Frustrant pentru microbiologi, E. faecalis dispune de un as în mânecă atunci când este amenințată de antibiotice. Dacă oamenii de știință reușesc să-i șteargă un întreg segment ADN pentru a elimina o anumită funcție, cum ar fi rezistența la antibiotice, E. faecalis a demonstrat că dispune de un alt segment ADN capabil să interpreteze același rol ca segmentul eliminat, menținând astfel rezistența ridicată la antibiotice a acestui microorganism.

În continuare, prin secvențiere succesivă a materialului ADN al acestei bacterii, oamenii de știință speră să identifice acele segmente ADN pentru care nu există backup și care ar fi ținte ideale pentru viitoare clase de antibiotice. AGERPRES