Ученые из Казани изобрели молекулярные «деревья», которые могут победить супербактерии

Москва, 13:12, 10 Окт 2023, редакция FTimes.ru, автор Анастасия Андреева.

Исследователи из Казани разработали новое антибактериальное соединение с ветвистой структурой, применяя простой и бюджетный метод химического синтеза. Для усиления его противомикробных свойств был внесен фермент лизоцим, извлеченный из куриного яйца, который способен разрушать клеточные стенки бактерий. Получившиеся молекулярные «деревья» оказались в три раза более эффективными в подавлении роста патогенных микроорганизмов по сравнению с отдельными компонентами.

Какую проблему хотели решить ученые

Ученые в разных уголках мира активно ищут способы борьбы с растущей устойчивостью микробов к антибиотикам. Обратим ваше внимание, что это является сейчас весьма серьезной медицинской проблемой.

Один подход включает в себя поиск новых перспективных веществ с лекарственным действием среди растительных компонентов, в то время как другие исследователи занимаются созданием новых химических соединений. Однако для того, чтобы новое средство могло быть применено на практике, оно должно пройти множество клинических испытаний.

Кроме того, важно, чтобы это лекарство было эффективным в борьбе с бактериями. При этом оно должно не вредить организму пациента. То есть, важно исключить цитотоксичность.

Исследователи из Приволжского федерального университета в Казани предприняли попытку синтезировать новую сложную молекулу с антибактериальными свойствами, используя доступные на рынке химические соединения. Их исследование началось с создания древовидных молекул, известных как дендримеры.

Как получили молекулярные «деревья»

В ходе этого процесса применялась оригинальная методика и доступные химические реагенты для создания дендримеров, основанных на трех различных структурных ядрах.

Далее исследователи провели эксперименты на культурах патогенных бактерий, грибов и клеток печени, с целью оценить антибактериальные и токсические характеристики полученных дендримеров с разнообразной 3D-структурой ядер. Это помогло понять, какие из синтезированных соединений способны подавлять рост микроорганизмов, сохраняя при этом безопасность для человеческих клеток.

В результате исследования было обнаружено, что только древовидная молекула с коническим ядром обладает выраженными антибактериальными свойствами. И, как удалось узнать журналистам ftimes.ru, она при этом не является токсичной для человеческих клеток.

На основании этих данных исследователи решили объединить эту синтетическую молекулу с антибактериальным ферментом лизоцимом, полученным из куриного яйца.

Какие свойства имеют молекулярные «деревья»

Смешивание лизоцима с молекулой-дендримером дало возможность скрыть белок от действия иммунных клеток организма, предотвратив его преждевременное разрушение. Дополнительно, эксперименты, проведенные на культурах бактерий Staphylococcus aureus, вызывающих разнообразные заболевания, включая бронхит, менингит и сепсис, показали, что компоненты этого соединения, а именно лизоцим и дендримеры, усиливают антибактериальное воздействие друг на друга приблизительно в три раза. При этом усиление антимикробных свойств не повлекло за собой увеличение токсичности.

Однако следует отметить, что на данный момент это все еще доклинические исследования, несмотря на их привлекательность. До того момента, как потенциальные препараты могут пройти клинические испытания, остается долгий путь, так как необходимо не только найти подходящую формулу и соединение, которые будут безопасными, но и обеспечить их стабильность в качестве и дозировке.

Итак, хотя данное перспективное средство может столкнуться с трудностями в масштабировании и быть дорогим в производстве, усиление антимикробных свойств без повышения токсичности представляет собой важный шаг вперед. Принцип, лежащий в основе этого древовидного соединения лекарств, обещает быть перспективным для разработки новых методов доставки препаратов, и в этом заключается его настоящий интерес.