По веществу дела: в РФ создали новые антибиотики с противораковыми свойствами

Фото Сергея Пятакова, РИА Новости

Российские химики разработали новый способ получения производных популярного антимикробного и противогрибкового вещества имидазола с антибактериальными свойствами. В качестве исходных реагентов авторы использовали коммерчески доступные соединения, а предложенный метод экологически безопасен и не приводит к образованию побочных продуктов, от которых потребовалась бы дополнительная очистка.

Как подчёркивают специалисты, синтезированные препараты могут использоваться как средства от устойчивых госпитальных инфекций, также их можно применять против опухолей и в качестве антидепрессантов.

Имидазол и его производные

Растущая устойчивость патогенных микроорганизмов к антибиотикам – одна из важнейших проблем современной медицины. При этом новые классы антимикробных препаратов появляются всё реже. В разработке лекарств важную роль играют азотсодержащие гетероциклы – органические соединения с циклической структурой, содержащие атомы азота.

Особое внимание уделяется производным имидазола, которые обладают антибактериальными и противоопухолевыми свойствами, а также могут использоваться как антидепрессанты. Однако методы их получения либо слишком сложные, либо вообще не разработаны, что затрудняет создание новых препаратов.

Учёные из Санкт-Петербургского государственного университета и Санкт-Петербургского научно-исследовательского института эпидемиологии и микробиологии имени Пастера разработали инновационный метод синтеза труднодоступных производных. В его основе лежит использование доступных соединений – гуанидинов и изоцианидов, которые в присутствии кислорода и никелевого катализатора превращаются исключительно в нужные соединения.

Этот метод экологически безопасен, поскольку в нём не используются токсичные окислители – вместо этого в реакции участвует атмосферный кислород, а единственным побочным продуктом является вода. Также этот процесс можно проводить двумя способами: либо при нагревании, либо под действием обычного видимого света.

Химики также изучили механизм реакции – последовательность этапов, которые приводят к химическому превращению. Это позволило им оптимизировать условия синтеза и добиться высокой эффективности превращения, равной 97%.

– Разработанный подход позволяет эффективно синтезировать ранее труднодоступные производные имидазола и открывает перспективы для создания новых фармацевтически активных веществ. Полученные соединения проявляют высокую антибактериальную активность в отношении широкого спектра возбудителей инфекционных заболеваний, лечение которых осложнено быстро развивающейся устойчивостью к антибиотикам, – рассказала «Известиям» руководитель проекта, кандидат химических наук, доцент кафедры физической органической химии Санкт-Петербургского государственного университета Светлана Каткова.

Против каких бактерий работают новые антибиотики

Фото Анны Селиной, «Известия»

Исследователи проверили антибактериальные свойства полученных соединений, воздействуя ими на культуры грамотрицательных и грамположительных бактерий, таких как Enterococcus faecium, Staphylococcus aureus, Klebsiella pneumoniae, Acinetobacter baumannii, Pseudomonas aeruginosa и Enterobacter. Эти микробы часто вызывают внутрибольничные инфекции, включая пневмонию, инфекции мочевыводящих путей, пищеварительного тракта и др.

Все протестированные соединения показали значительную антибактериальную активность против широкого спектра патогенов. Минимальная доза, необходимая для остановки роста бактерий, составила менее 1,5 микрограмма на миллилитр, что сопоставимо с эффективностью антибиотиков, используемых в медицинской практике.

В условиях, когда во всём мире растёт устойчивость микробов к антибиотикам, актуально получение любых новых веществ, которые могут стать антибиотиками. Востребованность имидазолов в этом плане не исключение, рассказал терапевт клиники «Семейная» Александр Лаврищев. Проблема с имидазолами заключалась в том, что все известные лекарства, которые на сегодняшний день получены на основе этих соединений, являются противогрибковыми средствами. Открытие новых путей синтеза соединений имидазола поможет создать новые препараты, эффективные против бактерий.

– Новый метод синтеза позволяет получить множество разных соединений на основе имидазола, каждое из которых может стать новым лекарством. И, кстати, необязательно антибиотиком, возможно, у них будут открыты иные свойства, что не может не радовать, как не может не радовать и экологически чистый метод такого синтеза, – сказал эксперт.

Среди бактерий, против которых тестировали производные имидазола, есть и опасные возбудители инфекций, которые возникают в случае иммунодефицита у пациента. Например, при ВИЧ-инфекции, трансплантации органов, у детей с генетическими дефектами работы иммунной системы, у онкопациентов, получающих лечение некоторыми химиотерапевтическими препаратами.

– Поиск новых и более эффективных способов синтеза имидазолов и их производных крайне важен, так как многие штаммы существующих микроорганизмов приобретают устойчивость к антибиотикам. Это важно, например, для больных с госпитальными инфекциями, – подчеркнул руководитель центра превосходства «Персонифицированная медицина» Казанского (Приволжского) федерального университета, член-корреспондент Академии наук Республики Татарстан Альберт Ризванов.

Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда, опубликованы в журнале ChemMedChem.

Мария НЕДЮК