Bactérias de 5.000 Anos Descobertas Em Caverna Congelada Podem Ajudar a Combater Superbactérias Modernas

Microrganismos preservados por milhares de anos em cavernas de gelo não apenas ajudam a entender como a vida se adapta a ambientes extremos, mas também revelam a história antiga da resistência aos antibióticos. Ao estudar essas bactérias do passado, a ciência pode encontrar pistas valiosas para enfrentar um dos maiores desafios da medicina moderna: o combate às infecções causadas por microrganismos multirresistentes.

Cerca de 20% da superfície da Terra é formada por ambientes frios ou permanentemente congelados. Esses locais, como geleiras, regiões polares e cavernas de gelo, costumam ser vistos como inóspitos e pobres em vida. 

No entanto, a ciência tem mostrado exatamente o oposto: esses ambientes abrigam microrganismos altamente especializados, capazes de sobreviver, crescer e até se manter ativos em temperaturas extremas. Com o avanço das mudanças climáticas, entender quem são esses micróbios e como eles funcionam tornou-se ainda mais importante.

Esses microrganismos adaptados ao frio não são apenas curiosidades biológicas. Eles representam uma enorme fonte de diversidade genética e bioquímica. Muitas dessas bactérias produzem enzimas e moléculas que funcionam melhor em baixas temperaturas, o que desperta grande interesse para aplicações industriais, ambientais e médicas.

Além disso, ambientes frios podem funcionar como “cápsulas do tempo”, preservando formas de vida microbiana por milhares de anos praticamente intactas.

Caverna de gelo Scarisoara na Romênia. Crédito: Paun V.I.

Apesar do crescente interesse por microrganismos de regiões polares e do permafrost, os depósitos de gelo dentro de cavernas ainda são pouco explorados. Isso é surpreendente, já que essas cavernas oferecem condições muito particulares: temperaturas baixas e estáveis, poucos nutrientes e isolamento do ambiente externo.

Tudo isso cria um cenário ideal para a preservação de microrganismos antigos, que podem revelar como a vida microbiana era no passado.

Um exemplo emblemático é a Caverna de Gelo de Scărișoara, na Romênia, que abriga um dos maiores e mais antigos blocos de gelo subterrâneo do mundo. Esse gelo tem até 13 mil anos e já foi amplamente estudado do ponto de vista climático e geológico. 

Mais recentemente, análises moleculares mostraram que ele também abriga comunidades microbianas ricas e complexas, influenciadas pelas condições ambientais existentes no momento em que o gelo se formou. 

A equipe perfurou um núcleo de gelo de 25 metros na área da caverna conhecida como Grande Salão. Crédito: Itcus C.

Além do valor ecológico, essas comunidades microbianas antigas são especialmente relevantes para entender a resistência aos antibióticos. Embora hoje a resistência antimicrobiana seja vista como consequência do uso excessivo de antibióticos, ela é, na verdade, um fenômeno muito mais antigo. 

Bactérias vêm desenvolvendo mecanismos de defesa contra substâncias antimicrobianas há milhões de anos. Ambientes isolados e pouco impactados pelo ser humano, como cavernas de gelo, podem preservar esses mecanismos ancestrais.

Neste estudo, os pesquisadores isolaram uma bactéria do gênero Psychrobacter a partir de gelo com cerca de 5.000 anos da Caverna de Scărișoara. Essa bactéria mostrou um perfil impressionante: resistência a vários tipos de antibióticos modernos e, ao mesmo tempo, capacidade de inibir o crescimento de bactérias perigosas para humanos, incluindo patógenos hospitalares multirresistentes. Isso sugere que microrganismos antigos podem carregar tanto genes de resistência quanto genes ligados à produção de compostos antimicrobianos.

A análise completa do genoma dessa bactéria revelou dezenas de genes associados à adaptação ao frio, ao estresse ambiental e à resistência a antibióticos, além de genes potencialmente envolvidos na produção de moléculas bioativas. 

Esses achados reforçam a ideia de que cavernas de gelo são reservatórios pouco explorados de diversidade microbiana, com grande potencial para a descoberta de novos antibióticos e para a compreensão da origem evolutiva da resistência antimicrobiana.

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First genome sequence and functional profiling of Psychrobacter SC65A.3 preserved in 5,000-year-old cave ice: insights into ancient resistome, antimicrobial potential, and enzymatic activities

Victoria Ioana Paun, Corina Itcus, Paris Lavin, Mariana Carmen Chifiriuc, and Cristina Purcarea

Frontiers in Microbiology. Volume 16 - 2025. 18 December 2025 DOI: 10.3389/fmicb.2025.1713017

Abstract:

Ancient cryospheric environments may preserve overlooked reservoirs of antimicrobial resistance (AMR) and bioactive potential. This study reports the first whole-genome sequencing and functional characterization of Psychrobacter sp. SC65A.3 isolated from 5,000-year-old ice from Scărișoara Ice Cave, revealing a multidrug-resistance phenotype alongside antimicrobial activity. Whole-genome sequencing combined with phenotypic characterization for extremotolerance, antibiotic susceptibility and biochemical profile were used to identify and functionally characterize the ancient Psychrobacter sp. SC65A.3. SC65A.3 is a polyextremophile, growing up to 15 °C and tolerating 1.9 M NaCl and 0.9 M MgCl₂. Phylogenetic analysis classified it within P. cryohalolentis. Functional assays showed broad hydrolytic activity and resistance to 10 antibiotics across 8 classes, including third-generation cephalosporins, fluoroquinolones, aminoglycosides, and rifampicin. Whole-genome analysis identified >100 AMR-associated genes, including clinically relevant determinants (e.g., ampC, gyrA, gyrB, parC, parE, dfrA, rpoB, tetA, tetC, and mcr-1), as well as multiple heavy-metal resistance and multidrug efflux genes. SC65A.3 inhibited 14 ESKAPE-group pathogens (including MRSA, Enterococcus faecium, Enterobacter sp., Pseudomonas aeruginosa, Klebsiella pneumoniae, and Acinetobacter baumannii), consistent with genes linked to antimicrobial compounds such as glycopeptides and bacitracin. In addition, 45 stress-response genes related to cold/heat adaptation were detected, including distinctive htpX, htpG, and pka genes among cold-adapted Psychrobacter. SC65A.3 represents an ancient, ice-adapted Psychrobacter with a dual profile of multidrug resistance and antimicrobial activity, highlighting ice caves as underexplored reservoirs of ancient resistomes and bioactive traits. To our knowledge, this is the first genome analysis of a Psychrobacter isolate from an ice cave and the first characterization of an ancient resistome from this environment, supporting future ecological, biotechnological, and medical exploration.