A lo largo de la historia de nuestro planeta, los seres humanos han convivido con bacterias y virus. Buscamos formas de resistir la peste bubónica y la viruela, y en respuesta ellos buscaron formas de infectarnos. Hemos estado usando antibióticos durante casi un siglo, desde que Alexander Fleming descubrió la penicilina. En respuesta, las bacterias han desarrollado resistencia a los antibióticos. La batalla no tiene fin. Pasamos tanto tiempo con patógenos que nos turnamos para confundirnos unos a otros. Sin embargo, ¿qué sucede si de repente nos encontramos con bacterias y virus mortales que no se han encontrado en miles de años o que nunca se han visto?
Quizás pronto lo averigüemos. El cambio climático provoca el derretimiento de los suelos de permafrost que han estado congelados durante miles de años y, a medida que el suelo se derrite, emergen virus y bacterias ancestrales que cobran vida y vuelven a la vida.
En agosto de 2016, en un rincón remoto de la tundra siberiana, en la península de Yamal, murió un niño de 12 años y al menos veinte personas fueron hospitalizadas tras contraer ántrax.
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Se ha sugerido que hace más de 75 años, un ciervo infectado con ántrax murió y su esqueleto congelado quedó atrapado bajo una capa de suelo congelado, bajo el permafrost. Allí permaneció hasta el verano de 2016, cuando el permafrost se descongeló debido al intenso calor. Por lo tanto, liberó el cadáver de un ciervo y una infección por ántrax en las aguas y el suelo más cercanos, y luego en el suministro de alimentos. La gente está amenazada.
Lo que da miedo es que puede que no sea un incidente aislado.
La tierra se está calentando y descongelando más permafrost. En condiciones normales, las capas superficiales del permafrost, de unos 50 centímetros de profundidad, se descongelan cada verano. Pero el calentamiento global está exponiendo gradualmente las viejas capas de permafrost.
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El suelo perenne congelado es un lugar ideal para que las bacterias permanezcan vivas durante largos períodos de tiempo, tal vez millones de años. Esto significa que el derretimiento del hielo podría abrir una caja de enfermedades de Pandora.
Las temperaturas en el Círculo Polar Ártico están aumentando rápidamente, aproximadamente tres veces más rápido que en el resto del mundo. También pueden salir otros agentes infecciosos.
“El permafrost es un excelente guardián de gérmenes y virus porque es frío, oscuro y carece de oxígeno”, dice el biólogo evolutivo Jean-Michel Claverie de la Universidad de Aix-Marseille en Francia. "Los virus patógenos que pueden infectar a animales y plantas pueden haber estado almacenados en viejas capas de suelo de permafrost, incluidas las que causaron epidemias globales en el pasado".
Solo a principios del siglo XX, más de un millón de renos murieron de ántrax. En el norte, no es fácil cavar tumbas profundas, por lo que la mayoría de estos cadáveres fueron enterrados cerca de la superficie, en 7.000 tumbas dispersas en el norte de Rusia.
¿Qué más podría esconderse bajo el suelo helado?
Las personas y los animales han estado enterrados en el permafrost durante cientos de años, por lo que es posible que también salgan otros agentes infecciosos. Por ejemplo, los científicos han encontrado fragmentos del ARN del virus de la gripe española en cadáveres enterrados masivamente en la tundra de Alaska. La viruela y la peste bubónica también están enterradas en Siberia. En un estudio de 2011, Boris Revich y Marina Podolnaya escribieron: "Como resultado del deshielo del permafrost, los vectores de infecciones mortales de los siglos XVIII y XIX pueden regresar, especialmente cerca de los cementerios donde estaban enterradas las víctimas de estas infecciones".
En la década de 1890, se produjo una grave epidemia de viruela en Siberia. Una ciudad perdió hasta el 40% de su población. Los cuerpos fueron enterrados bajo la capa superior de permafrost a orillas del río Kolyma. Después de 120 años, las crecidas del río Kolyma comenzaron a erosionar las orillas y el derretimiento del permafrost aceleró este proceso de erosión.
En un proyecto que comenzó en la década de 1990, los científicos del Centro de Investigación Estatal de Virología y Biotecnología en Novosibirsk estudiaron los restos de humanos de la Edad de Piedra encontrados en el sur de Siberia, en la región de Altai. También estudiaron muestras de cadáveres de personas que murieron durante epidemias virales en el siglo XIX y fueron enterradas en el permafrost de Rusia.
Los científicos dicen que han encontrado cuerpos con úlceras características de las marcas de la viruela. Aunque no encontraron el virus de la viruela en sí, encontraron fragmentos de ADN.
Por supuesto, esta no es la primera vez que las bacterias congeladas en hielo vuelven a la vida.
En un estudio de 2005, los científicos de la NASA revivieron con éxito bacterias atrapadas en un estanque congelado en Alaska durante 32.000 años. Un microbio llamado Carnobacterium pleistocenum ha estado congelado desde el Pleistoceno, cuando los mamuts lanudos todavía deambulaban por la Tierra. Tan pronto como el hielo se derritió, comenzaron a nadar de nuevo como si nada hubiera pasado.
Dos años después, los científicos pudieron revivir una bacteria de 8 millones de años que había estado durmiendo en el hielo debajo de un glaciar en los valles Beacon y Mullins en la Antártida. En el mismo estudio, se recuperaron bacterias de hielo de más de 100.000 años.
Sin embargo, no todas las bacterias pueden volver a la vida después de haber sido congeladas en el permafrost. Las bacterias del ántrax pueden hacer esto porque forman esporas extremadamente resistentes que pueden vivir congeladas durante mucho tiempo.
Otras bacterias que pueden formar esporas y sobrevivir en el permafrost son el tétanos y el Clostridium botulinum, responsable del botulismo, una enfermedad rara que puede causar parálisis y la muerte. Algunos hongos también pueden sobrevivir en el permafrost durante mucho tiempo.
Algunos virus también pueden sobrevivir durante largos períodos de tiempo.
En un estudio de 2014, los científicos dirigidos por Claveri revivieron dos virus atrapados en el permafrost de Siberia durante 30.000 años. Conocidos como Pithovirus sibericum y Mollivirus sibericum, se consideran "virus gigantes" porque, a diferencia de la mayoría de los virus, son tan grandes que pueden verse con un microscopio normal. Fueron encontrados a una profundidad de 30 metros en la tundra costera.
Los virus se volvieron infecciosos inmediatamente después del avivamiento. Afortunadamente para nosotros, estos virus en particular solo infectan amebas unicelulares. Sin embargo, la investigación sugiere que otros virus que pueden infectar a los humanos también pueden renacer.
Además, el calentamiento global no tiene que derretir el permafrost para representar una amenaza. A medida que el hielo marino del Ártico se derrite, la costa norte de Siberia se vuelve más fácil de alcanzar por mar. Obviamente, su desarrollo industrial se está volviendo más rentable, incluyendo la extracción de oro y minerales, la perforación de pozos petroleros y la extracción de gas natural.
“Por el momento, estas áreas están vacías y nadie toca las capas profundas de permafrost”, dice Claverie. “Pero estas capas antiguas se pueden obtener durante las operaciones de excavación y perforación. Si todavía viven allí viriones viables, será un desastre.
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Los virus gigantes pueden ser los culpables más probables de un brote viral.
“La mayoría de los virus se inactivan rápidamente fuera de las células huésped debido a la luz, el secado o la degradación bioquímica espontánea”, dice Claverie. “Por ejemplo, si su ADN se daña y no se puede reparar, los virus dejan de ser infecciosos. Sin embargo, entre los virus conocidos, los virus gigantes suelen ser muy resistentes y persistentes.
Claverie dice que podrían surgir virus de los primeros humanos que habitaron el Ártico. Incluso podríamos ver virus de especies de homínidos extintos como los neandertales y los denisovanos, que se establecieron en Siberia y estuvieron expuestos a diversas enfermedades virales. En Rusia, se encontraron los restos de neandertales de 30 a 40.000 años de antigüedad. Las poblaciones humanas han vivido allí, han estado enfermas y han muerto durante miles de años.
“La posibilidad de que podamos contraer el virus de un neandertal extinto hace mucho tiempo sugiere que la idea de que el virus puede ser“erradicado”del planeta es incorrecta y nos da una falsa sensación de seguridad. Es por eso que los suministros de vacunas deben guardarse por si acaso”.
Desde 2014, Claverie ha estado analizando el contenido de ADN en el permafrost en busca de la firma genética de virus y bacterias que puedan infectar a los humanos. Encontró muchas bacterias que pueden ser peligrosas para los humanos. Las bacterias tienen ADN que codifica los factores de virulencia: moléculas que producen las bacterias y virus patógenos que aumentan su capacidad para infectar a un huésped.
El equipo de Claverie también descubrió varias secuencias de ADN que parecen provenir de virus, incluido el herpes. Pero aún no se han encontrado rastros de viruela. Por razones obvias, no intentaron revivir ninguno de los patógenos.
Es muy posible que los patógenos, a los que las personas ya se han acostumbrado, puedan manifestarse en otros lugares, y no solo en el hielo o el permafrost.
En febrero de 2017, los científicos de la NASA dijeron que habían encontrado microbios de entre 10 y 50.000 años en cristales en una mina mexicana. Estas bacterias estaban ubicadas en la Cueva de los Cristales, parte de una mina en Naiza en el norte de México. La cueva contiene muchos cristales de color blanco lechoso del mineral selenita, que se ha formado durante cientos de miles de años.
Las bacterias quedaron atrapadas en pequeñas bolsas líquidas de cristales, pero tan pronto como las sacaron, revivieron y comenzaron a multiplicarse. Estos microbios son genéticamente únicos y bien pueden ser especies nuevas, pero los científicos aún no han publicado su trabajo.
Incluso se encontraron bacterias más antiguas en la cueva Lechugilla en Nuevo México, a 300 metros bajo tierra. Estos microbios no han visto la superficie durante más de 4 millones de años. La cueva nunca ha visto la luz del sol y ha estado aislada durante 10.000 años de las aguas superficiales.
A pesar de esto, la bacteria de alguna manera demostró ser resistente a 18 tipos de antibióticos, incluidos los medicamentos que se consideraban el "último obstáculo" en la lucha contra las infecciones. En un estudio publicado en diciembre de 2016, los científicos encontraron que la bacteria conocida como Paenibacillus sp. LC231 fueron resistentes al 70% de los antibióticos.
Dado que las bacterias estuvieron completamente aisladas en la cueva durante cuatro millones de años, no entraron en contacto con los humanos ni con los antibióticos que usamos para tratar las infecciones. Resulta que su resistencia a los antibióticos apareció de alguna manera diferente.
Los científicos creen que las bacterias que no dañan a los humanos, entre muchas otras, desarrollan una resistencia natural a los antibióticos. Es decir, esta misma resistencia a los antibióticos ha existido durante millones o incluso miles de millones de años.
Obviamente, tal resistencia a los antibióticos no podría desarrollarse en la clínica durante el uso de antibióticos.
La razón de esto es que muchos tipos de hongos e incluso otras bacterias producen antibióticos de forma natural para obtener una ventaja competitiva sobre otros microbios. Así es como Fleming descubrió por primera vez la penicilina: la bacteria en la placa de Petri murió después de ser contaminada con mohos productores de antibióticos.
En las cuevas donde la comida es escasa, los organismos deben ser despiadados si quieren sobrevivir. Las bacterias como Paenibacillus pueden haber tenido que desarrollar resistencia a los antibióticos para evitar la muerte de organismos competidores.
Esto explica por qué las bacterias solo son resistentes a los antibióticos naturales que provienen de bacterias y hongos, y constituyen aproximadamente el 99,9% de todos los antibióticos que usamos. Las bacterias nunca han encontrado antibióticos artificiales, por lo que no tienen resistencia a ellos.
“Nuestro trabajo y el de otros demuestran que la resistencia a los antibióticos no es nada nuevo”, dijo la microbióloga Hazel Barton de la Universidad de Akron, Ohio, quien dirigió el estudio. “Nuestros organismos han estado aislados de las especies de la superficie durante 4-7 millones de años, pero la resistencia que tienen es genéticamente idéntica a la que se encuentra en las especies de la superficie. Esto significa que estos genes son al menos tan antiguos y no aparecieron porque las personas comenzaron a usar un tratamiento con antibióticos.
Aunque Paenibacillis no es dañino para los humanos, en teoría puede transmitir su resistencia a los antibióticos a otros patógenos. Pero como está aislado bajo 400 metros de roca, esto parece poco probable.
No obstante, la resistencia natural de los antibióticos a los antibióticos probablemente esté tan extendida que muchas de las bacterias que emergen del derretimiento del permafrost ya la tengan. En apoyo de esto, en un estudio de 2011, los científicos extrajeron ADN de bacterias encontradas en permafrost de 30.000 años en el Mar de Bering. Encontraron genes que codifican resistencia a antibióticos betalactámicos, tetraciclina y glicopéptidos.
¿Vale la pena preocuparse?
Se cree que el riesgo de aparición de microbios patógenos del permafrost es intrínsecamente incognoscible, por lo que no hay que preocuparse. En cambio, debemos centrarnos en las amenazas más explícitas del cambio climático. Por ejemplo, a medida que la tierra se calienta, los países del norte pueden volverse más susceptibles a los brotes de enfermedades del "sur" como la malaria, el cólera y el dengue, ya que sus patógenos prosperan en el calor.
También existe la opinión de que no debemos ignorar los riesgos cuando no podemos cuantificarlos.
"Existe una posibilidad distinta de cero de que los microbios patógenos puedan volver a emerger e infectarnos", dice Claverie. “Aún no se sabe qué tan probable es esto, pero es probable. Quizás estas bacterias se puedan curar con antibióticos, bacterias resistentes, un virus. Si el patógeno no ha estado en contacto con humanos durante mucho tiempo, el sistema inmunológico no estará listo. Así que hay peligro ".
ILYA KHEL
