Μικρόβια: Υπάρχει πιθανότητα να ζήσουμε σενάριο που να πλησιάζει το The Last of Us;

Όταν το 2023 το σώμα ενός ηλικιωμένου ψαρά άρχισε να σαπίζει ζωντανό μέσα σε λίγες ώρες από μια απλή αμυχή, η πραγματικότητα έμοιαζε να αντιγράφει τα πιο σκοτεινά σενάρια της μυθοπλασίας. Ο 85χρονος τραβούσε την παγίδα του για μπλε κάβουρες στις εκβολές του ποταμού Τσόπτανκ όταν, μέσα σε λίγες ώρες, το άκρο του απέκτησε μελανές και πορφυρές αποχρώσεις, διογκώθηκε επικίνδυνα και ο ασθενής διακομίστηκε εσπευσμένα σε νοσοκομείο της Βαλτιμόρης. Δεν επρόκειτο για το δάγκωμα κάποιου μυθικού τέρατος ούτε για το ξέσπασμα μιας δυστοπικής πανδημίας τύπου The Last of Us, τουλάχιστον όχι με την κυριολεκτική έννοια. Το βακτήριο Vibrio vulnificus, το επονομαζόμενο «σαρκοφάγο βακτήριο», είχε θερίσει τις σάρκες του. Η περίπτωση αυτή, που κατέγραψε εκτενές ρεπορτάζ του New Yorker, δεν είναι μια αλλόκοτη εξαίρεση· είναι το σύμπτωμα ενός βαθύτερου μετασχηματισμού που συντελείται στον μικροβιακό κόσμο, καθώς ο πλανήτης θερμαίνεται.

Το θερμόμετρο των υδάτων και η μετατόπιση των παθογόνων

Τον 20^ο αιώνα οι μολύνσεις από το V. vulnificus βορείως της Τζόρτζια ήταν σπάνιες. Σήμερα, ωστόσο, επιβεβαιωμένα κρούσματα καταγράφονται ακόμη και στη Νέα Υόρκη και το Ρόουντ Άιλαντ. Η μικροβιολόγος Ρίτα Κόλγουελ, που παρακολουθεί τους μικροοργανισμούς του κόλπου Τσέσαπικ από τα τέλη της δεκαετίας του 1960, εξηγεί στο New Yorker: «Αυτό που συνέβη είναι ότι άλλαξε το περιβάλλον». Δεν πρόκειται για μετανάστευση βακτηρίων· το Vibrio βρίσκεται ανέκαθεν εκεί όπου γλυκό και αλμυρό νερό αναμειγνύονται. Όταν όμως η θερμοκρασία των υδάτων υπερβεί τους 15°C, οι πληθυσμοί του αυξάνονται, και άνω των 25°C εκρήγνυνται. Το Μέριλαντ σημειώνει πλέον δώδεκα κρούσματα ετησίως, με τον αριθμό να έχει αυξηθεί πάνω από 50% μέσα σε μία δεκαετία, ενώ μελέτη του 2023 διαπίστωσε ότι η περίοδος ανιχνευσιμότητας του βακτηρίου εκτείνεται από νωρίς την άνοιξη έως αργά το φθινόπωρο. «Αυτό είναι ύπουλο και συμβαίνει σε εμάς», προειδοποιεί η Κόλγουελ.

Η κλιματική αλλαγή τείνει να εξετάζεται μέσα από το πρίσμα των χαρισματικών ειδών που απειλούνται, τις πολικές αρκούδες, τα κοράλλια, τις θαλάσσιες χελώνες κ.α.. Το 2019, ωστόσο, τριάντα τρεις επιστήμονες προειδοποιούσαν από τις στήλες του Nature ότι η «αόρατη πλειονότητα» της ζωής μεταβάλλεται ραγδαία. Η Άντγιε Μπέτιους, πρόεδρος του Ινστιτούτου Ερευνών του Ενυδρείου του Μοντερέι Μπέι, το έθεσε με απόλυτη σαφήνεια: «Ο πλανήτης μας είναι ένας δοκιμαστικός σωλήνας. Αν τον ζεστάνουμε λίγο, τα πάντα θα αλλάξουν».

Οι αρχιτέκτονες της βιόσφαιρας

Για να αντιληφθεί κανείς το βάθος της ανατροπής, χρειάζεται να αναγνωρίσει ότι οι μικροοργανισμοί δεν είναι απλοί ένοικοι της Γης, αλλά οι θεμελιώδεις δημιουργοί των συνθηκών που καθιστούν δυνατή την ίδια την ύπαρξή μας. «Είναι οι αρχιτέκτονες και οι φύλακες της ζωής σε αυτόν τον πλανήτη», δηλώνει στο New Yorker ο Α. Μουράτ Ερέν, μικροβιακός οικολόγος στο Ινστιτούτο Helmholtz. Τα μικροσκοπικά άλγη παράγουν μεγάλο μέρος του οξυγόνου που αναπνέουμε, ενώ βακτήρια του εδάφους αποσυνθέτουν σχεδόν το σύνολο της νεκρής φυτικής ύλης. Ο οικολόγος Στίβεν Ντ. Άλισον υπενθυμίζει: «Χωρίς αυτή τη βασικότατη λειτουργία, θα ήμασταν όλοι θαμμένοι κάτω από έναν σωρό φύλλων». Ακόμη και η χαρακτηριστική μυρωδιά της βροχής, η γεωσμίνη, παράγεται από ένα βακτήριο του εδάφους.

Η αφθονία και η ταχύτητα εξέλιξης των μικροβίων συνθέτουν ένα εκρηκτικό μείγμα. Πολλά βακτήρια διαιρούνται πολυάριθμες φορές την ημέρα, συσσωρεύοντας μεταλλάξεις. «Κάθε διαίρεση είναι ένα πείραμα επιβίωσης, μια ελαφρώς διαφορετική ζαριά της γενετικής», επισημαίνει ο Ερέν. Η απόσταση ανάμεσα στον ρυθμό της ανθρώπινης και της μικροβιακής εξέλιξης είναι, κατά τον ίδιο, σαν «τη διαφορά ανάμεσα σε μια τεκτονική πλάκα που μετακινείται αργά και σε ένα μαχητικό αεροσκάφος F-16». Ήδη από τον 19ο αιώνα, ο Άγγλος κληρικός Ουίλιαμ Ντάλιντζερ είχε παρατηρήσει μικρόβια να προσαρμόζονται σε θερμοκρασίες που προηγουμένως τα σκότωναν, ενώ στο Πολιτειακό Πανεπιστήμιο του Μίσιγκαν, στελέχη E. coli ανέπτυξαν την ικανότητα να τρέφονται με κιτρικά άλατα, μια μεταβολή τόσο ακραία που ένας βιομαθηματικός την παρομοίασε με την ξαφνική ικανότητα των ανθρώπων να χωνεύουν ξύλο.

Το ανθρώπινο σώμα, από την πλευρά του, φιλοξενεί τρισεκατομμύρια μικρόβια που συμβάλλουν στην πέψη, αναχαιτίζουν λοιμώξεις και παράγουν απαραίτητες χημικές ουσίες. Το ανοσοποιητικό μας σύστημα αναπτύσσει διαρκώς νέες άμυνες απέναντι σε όσα μικρόβια γίνονται επιβλαβή. Το κρίσιμο ερώτημα που θέτει ο Ερέν είναι αν θα μπορέσουμε να συμβαδίσουμε: «Πώς θα συνυπάρξουμε με μικρόβια που έχουν ήδη προσαρμοστεί στον νέο κόσμο;»

Το θερμικό φράγμα των μυκήτων και η υπέρβασή του

Η τηλεοπτική σειρά The Last of Us έφερε στη δημόσια συζήτηση τον εφιάλτη μιας μυκητιασικής πανδημίας. Πίσω από τη μυθοπλασία, ωστόσο, κρύβεται μια βάσιμη επιστημονική ανησυχία, την οποία έχει διατυπώσει ο μικροβιολόγος του Πανεπιστημίου Τζονς Χόπκινς Αρτούρο Κασαντεβάλ. Η θεωρία του για το «θερμικό φράγμα» εξηγεί γιατί οι περισσότεροι μύκητες δεν μολύνουν τον άνθρωπο καθώς ευδοκιμούν σε θερμοκρασίες μεταξύ 12°C και 30°C, ενώ το ανθρώπινο σώμα βρίσκεται στους 37°C. Τα θερμόαιμα πλάσματα απολαμβάνουν μια φυσική προστασία που τα ψυχρόαιμα και τα φυτά δεν διαθέτουν. Το σύνδρομο της λευκής μύτης στις νυχτερίδες, που προκαλείται από τον μύκητα Pseudogymnoascus destructans, είναι ένα παράδειγμα του τι συμβαίνει όταν το θερμικό φράγμα ενός θηλαστικού καταρρέει. Οι νυχτερίδες, όταν είναι σε χειμερία νάρκη, ρίχνουν τη θερμοκρασία του σώματός τους και ο μύκητας εισβάλλει ανενόχλητος, οδηγώντας τες συχνά σε λιμοκτονία.

Ο Κασαντεβάλ προειδοποίησε το 2010 ότι η κλιματική αλλαγή θα ωθούσε τους μύκητες να προσαρμοστούν σε υψηλότερες θερμοκρασίες. Μέσα στον ίδιο χρόνο, σε νοσοκομείο του Τόκιο, απομονώθηκε ένας άγνωστος μύκητας από το αυτί μιας ηλικιωμένης ασθενούς. Ο Candida auris, όπως ονομάστηκε, δεν δυσκολευόταν καθόλου να αναπτυχθεί στους 40°C. Έκτοτε εξαπλώθηκε σε ολόκληρο τον κόσμο, αποδεικνυόμενος ανθεκτικός στα δύο από τα τρία διαθέσιμα αντιμυκητιασικά φάρμακα και επιβιώνοντας ακόμη και στα ισχυρά καθαριστικά αμμωνίου των νοσοκομείων. Σε ανοσοκατεσταλμένους ή ηλικιωμένους ασθενείς, το ποσοστό θνησιμότητας φτάνει έως και το 60%.

Πειράματα σε πραγματικές αστικές συνθήκες επιβεβαιώνουν αυτή την τάση. Ο μεταδιδακτορικός ερευνητής Ντάνιελ Σμιθ τοποθέτησε καραμέλες ως κολλητική παγίδα μικροβίων σε πεζοδρόμια της Βαλτιμόρης, σε γειτονιές με διαφορετικές θερμοκρασίες. Στις θερμότερες περιοχές, όπου το πεζοδρόμιο έφτανε κατά μέσο όρο τους 39°C, εμφανίστηκαν στελέχη μυκήτων ανθεκτικά στη θερμότητα, ορισμένα εκ των οποίων μπορούσαν να αναπτυχθούν στους 37°C. «Όσο περισσότερο οι συνθήκες του κόσμου προσομοιάζουν με εκείνες του σώματός μας, τόσο πιο πιθανό είναι οι μύκητες να ξεπεράσουν αυτό το θερμικό φράγμα που μας προστάτευε για εκατομμύρια χρόνια», δηλώνει ο Σμιθ.

Η πρώτη γραμμή της κλινικής αντιπαράθεσης

Το 2016, η μονάδα εντατικής θεραπείας του νοσοκομείου Mount Sinai στο Μπρούκλιν βρέθηκε αντιμέτωπη με μια έξαρση του C. auris. Ο πρόεδρος και διευθύνων σύμβουλος λειτουργίας Σκοτ Λόριν διαπίστωσε ότι ο μύκητας είχε αποικίσει κάθε γωνιά της ΜΕΘ, ακόμη και σημεία που το προσωπικό δεν μπορούσε να φτάσει όπως περσίδες, ψηλά σημεία στους τοίχους και την οροφή. Η πτέρυγα χρειάστηκε να εκκενωθεί για τρεις ημέρες, τα κλινοσκεπάσματα πετάχτηκαν, τα πάνελ της οροφής ξηλώθηκαν. Σήμερα, οι ασθενείς υψηλού κινδύνου ελέγχονται κατά την εισαγωγή και τυχόν θετικά περιστατικά απομονώνονται. Η καθαριότητα των δωματίων έχει φτάσει σε πρωτόκολλα που «ξεπερνούν κάθε τελικό καθαρισμό στην ιστορία του νοσοκομείου», παραδέχεται ο Λόριν. Χλωρίνη από πάνω έως κάτω, συσκευή υπεριώδους ακτινοβολίας που διασπά το μικροβιακό DNA μέσα σε δύο λεπτά, πολλαπλά περάσματα έως την έγκριση της ομάδας λοιμώξεων. Και παρότι το νοσοκομείο δεν έχει καταγράψει νέα έξαρση από το 2018, η διευθύντρια πρόληψης λοιμώξεων Βάνι Τζορτζ υπενθυμίζει ότι «από τη στιγμή που θα αποικιστείς από το C. auris, παραμένεις αποικισμένος για πάντα».

Τα αρχεία του πάγου και η αφύπνιση του παρελθόντος

Για να εκτιμηθεί το εύρος των αλλαγών, οι επιστήμονες στρέφονται στα παγετωνικά αρχεία. Στο Κέντρο Πολικής και Κλιματικής Έρευνας Byrd του Πολιτειακού Πανεπιστημίου του Οχάιο, πυρήνες πάγου ηλικίας έως 700.000 ετών από το κάλυμμα Γκουλίγια του Θιβετιανού Οροπεδίου φυλάσσονται στους -30°C. Η μικροβιακή οικολόγος Βιρτζίνια Ριτς μελέτησε δείγματα που αντιστοιχούν σε ψυχρές και θερμές περιόδους των τελευταίων 150.000 ετών και διαπίστωσε «μια συντονισμένη μεταβολή στο μικροβίωμα», δηλαδή αλλαγές στην ποικιλομορφία και στα κυρίαρχα είδη. Οι ιοί, παράλληλα, εμφανίζουν ανάλογες διακυμάνσεις.

Το ξεπάγωμα των ψυχρών τόπων εγκυμονεί κινδύνους όχι μόνο από την απελευθέρωση παλαιών παθογόνων, όπως η έξαρση άνθρακα στη Σιβηρία το 2016 που αποδόθηκε στο λιώσιμο του μόνιμα παγωμένου εδάφους, αλλά και από τη μεταφορά γενετικού υλικού με άγνωστες ιδιότητες. Η Νικολέτα Μακόφσκα-Ζαβιερούχα, μικροβιολόγος στο Πανεπιστήμιο Άνταμ Μιτσκιέβιτς, ανίχνευσε στην απορροή παγετώνων του Σβάλμπαρντ πλασμίδια αυτοαντιγραφόμενους βρόχους DNA ηλικίας χιλιάδων ετών, που δεν είχαν ποτέ έρθει σε επαφή με σύγχρονους οργανισμούς. Αυτά τα αρχαία γενετικά στοιχεία περιέχουν γονίδια ανθεκτικότητας στα αντιβιοτικά, στα μέταλλα και στα βιοκτόνα. «Δεν έχουν μόνο γονίδια με άγνωστες λειτουργίες, αλλά και γονίδια ανθεκτικότητας», εξηγεί, και η οριζόντια μεταφορά γονιδίων, διαδικασία ρουτίνας στον μικροβιακό κόσμο, θα μπορούσε να τα διασπείρει απρόβλεπτα σε παθογόνα στελέχη. Στο Σβάλμπαρντ, μάλιστα, η απορροή αναμειγνύεται με θαλασσινό νερό και λύματα, δημιουργώντας μια ζωντανή δεξαμενή γενετικής ανταλλαγής.

Το αδύνατο εγχείρημα της επιτήρησης και η μικροβιακή ανθεκτικότητα

Μπροστά στην έκταση της απειλής, αναπτύσσονται φιλόδοξα σχέδια καταγραφής και διατήρησης. Η Διεθνής Ένωση Προστασίας της Φύσης συγκρότησε ομάδα για τα απειλούμενα μικρόβια, ενώ η Microbiota Vault συλλέγει δείγματα από τρόφιμα που έχουν υποστεί ζύμωση και ανθρώπινα κόπρανα από διαφορετικές χώρες, με στόχο να διασωθεί η μικροβιακή ποικιλότητα του πεπτικού μας συστήματος. Την ίδια στιγμή, η θαλάσσια επιστήμονας Ρακέλ Πεϊσότο πειραματίζεται με τη μεταμόσχευση ωφέλιμων μικροβίων σε κοραλλιογενείς υφάλους κατά τη διάρκεια κυμάτων καύσωνα, ελπίζοντας να ενισχύσει την ανθεκτικότητά τους.

Ωστόσο, το μέγεθος της πρόκλησης παραμένει δυσθεώρητο. Ο Ερέν τονίζει ότι τα περιβαλλοντικά μικρόβια θα πρέπει να παρακολουθούνται καθημερινά, όπως τα μετεωρολογικά δεδομένα, για να υπάρξει οποιαδήποτε δυνατότητα διαχείρισης. Αυτή τη στιγμή, το Έργο Άτλαντα Μικροβίων ενσωματώνει δεδομένα από πάνω από 50.000 μελέτες, αλλά θα χρειαζόταν να επεκταθεί κατά πολλές τάξεις μεγέθους για να συμπεριλάβει το σύνολο των ειδών που εκτιμάται ότι υπάρχουν. Η ανθρωπότητα παρακολουθεί έναν αθέατο μετασχηματισμό με εργαλεία που μόλις τώρα αρχίζουν να σχεδιάζονται.

Επιστημονική φαντασία και πραγματικότητα

Είναι, λοιπόν, πιθανό να ζήσουμε ένα σενάριο που να πλησιάζει το The Last of Us; Η απάντηση είναι πιο σύνθετη από ένα απλό ναι ή όχι. Μια πανδημία που μετατρέπει τους ανθρώπους σε επιθετικά ζόμπι ανήκει στη σφαίρα της επιστημονικής φαντασίας, όμως η ουσία του σεναρίου είναι ήδη παρούσα, δηλαδή η κατάρρευση των βιολογικών φραγμών που μας προστάτευαν από έναν αόρατο, ταχύτατα προσαρμοζόμενο εχθρό. Το Candida auris απέδειξε ότι οι μύκητες μπορούν να υπερβούν το θερμικό φράγμα των θηλαστικών. Τα πλασμίδια των παγετώνων έδειξαν ότι γονίδια ανθεκτικότητας κυκλοφορούν ελεύθερα στη φύση, έτοιμα να οπλίσουν παθογόνα που δεν έχουμε καν ανακαλύψει. Κι ενώ η ανθρωπότητα εξακολουθεί να μετρά τις απώλειες και να αποστειρώνει τα νοσοκομεία της, οι πραγματικοί πρωταγωνιστές αυτής της ιστορίας, τα μικρόβια, συνεχίζουν να αναδιατάσσονται. Το περιβάλλον μεταβάλλεται με τρόπους που οι αισθήσεις μας αντιλαμβάνονται μόνο όταν η ισορροπία έχει ήδη διαρραγεί, θυμίζοντάς μας πως ο πιο αληθοφανής τρόμος δεν είναι τα τέρατα που βλέπουμε στην οθόνη, αλλά οι βιολογικές συνθήκες που σχηματίζονται σιωπηλά στον πλανήτη εξαιτίας των φυσικών μεταβολών που έχει επιφέρει το ολέθριο δόγμα της αέναης καπιταλιστικής ανάπτυξης και το νεωτερικό φαντασιακό μιας ψευδο-ορθολογικής κυριαρχίας επί της φύσης.

Διαβάστε επίσης:

Ευγονική και «έξυπνα» μωρά στον Θαυμαστό Καινούργιο Κόσμο της Σίλικον Βάλεϊ

Γιατί οι άνθρωποι εξαντλήθηκαν από το αφήγημα της προόδου

Τεχνητή Νοημοσύνη: Ο Λεβιάθαν που φοράει προσωπείο ενσυναίσθησης

Το σχέδιο του ESF: Πώς η Ουάσιγκτον επιχειρεί να ελέγξει το Άμπου Ντάμπι

Δείτε όλες τις ειδήσεις από την Ελλάδα και τον Κόσμο στο koutipandoras.gr