Overraskende antibakteriel aktivitet og selektivitet af hydrofile phosphoniumpolymerer

Kunstige polymerer, ligesom antibiotiske peptider, har brug for både hydrofobe og hydrofile domæner i deres molekylære struktur for at udøve antibakteriel aktivitet. Nu, forskere fra Canada har syntetiseret en fosfoniumpolymer, der udfordrer denne opfattelse. Som beskrevet i journalen Angewandte Chemie , deres polymersalt indeholdt ingen hydrofobe alkylkæder, men virkede stadig som et ekstraordinært effektivt biocid. En re-evaluering af etablerede strategier inden for antibiotika-polymerforskning kan være nødvendig.

For at bekæmpe multiresistente bakterier og opdage nye antibiotika, forskere vender sig i stigende grad til design og udforskning af korte kunstige polymerer. Da disse polymerer kan efterligne de kraftfulde peptidantibiotika, Paul J. Ragogna og Beth Gillies ved Western University, London, ON (Canada), og deres grupper fokuserer på phosphorholdige polymerer, polyfosfonierne. Deres molekylære struktur består af en kulbrinterygrad og et positivt ladet phosphorcenter i hver gentagelsesenhed. En afbalanceret visning af hydrofobe alkylkæder og positive ladninger blev anset for at være afgørende for effektiv adhæsion til bakterieceller og membranafbrydelse. forudser endnu mere effektiv cellelyse, forskerne begyndte at finjustere denne amfifile natur af polyphosphonium.

Variering af det relative indhold af hydrofobe og hydrofile funktionelle grupper, det vestlige hold introducerede mannosesukker i polymeren. Sukkeret var beregnet til at fungere som en "lokkemad" for at tiltrække bakterier, ifølge forfatterne, men de fandt ud af, at denne plan mislykkedes. "Vores oprindelige hypotese om, at den mannoseholdige phosphoniumpolymer ManP(P) ville give exceptionel målrettet aktivitet, viste sig at være forkert, " skrev de. Men en anden funktionel gruppe var ekstremt vellykket - og overraskede forskerne.

De forventede, at hydroxypropyl med kort alkoholkæde ikke ville give polyfosfoniumforbindelsen nogen hydrofobicitet, producerer således hverken bakteriel cellelyse eller hæmolyse af røde blodlegemer. Den grad, i hvilken en forbindelse ødelægger røde blodlegemer, indikerer lægemidlets selektivitet over for pattedyrceller. Dermed, det hydroxymodificerede polyphosphonium var beregnet til brug som kontrol. Imidlertid, det dræbte bakterierne med hidtil uset aktivitet, mens de efterlod røde blodlegemer intakte, forfatterne registrerede. "Dette er et hidtil uset resultat i sammenhæng med litteraturen om antimikrobielt polyonium eller relaterede materialer, " skrev de.

Deres resultater indikerer, at hydrofobe alkylkæder ikke er nogen pivotale funktionelle grupper for at opnå cellelyseevne i phosphoniumsaltpolymerer. I stedet, forfatterne antager, at polystyrenrygraden eller den enkelte terminale hydrofobe gruppe af de syntetiserede polymerer også spiller en rolle. Disse resultater vedrørende bakteriedræbende polymerstrukturer fortjener yderligere undersøgelse. En revurdering af de etablerede modeller kan være nødvendig. Dette er interessante nyheder i jagten på at designe nye antibakterielle stoffer.