Forskere kommer op med en hurtigere måde at opdage antibiotika på

Russiske biokemikere har identificeret en lovende ny klasse af antibiotika. Efter at have studeret over 125, 000 molekyler, de fandt, at 2-pyrazol-1-yl-thiazol-derivater udviser antibakterielle egenskaber. En af de opdagede forbindelser har vist en god aktivitet og lav cytotoksicitet, og dermed kan tjene som prototype i videre studier. Avisen blev udgivet i Journal of Antibiotics .

Udviklingen af ​​antibiotika er en af ​​de vigtigste opdagelser i det 20. århundrede. Dagens verden er næsten utænkelig uden dem. Imidlertid, stigningen i antibiotikaresistens hos bakterier - dvs. deres erhvervede evne til at modstå virkningerne af stoffer - skaber et konstant behov for nye stoffer. Nye undersøgelser kan tage år og bliver derfor urentable for medicinalvirksomheder. Det er grunden til, at nye metoder til at opdage nye klasser af antibiotika er af afgørende betydning.

"Udviklingen af ​​nye antibakterielle lægemidler designet til at overvinde modstanden af ​​klinisk vigtige bakteriestammer har tiltrukket sig betydelig videnskabelig og social interesse. denne proces er for det meste fokuseret på at identificere strukturelle analoger inden for de allerede kendte antibiotikaklasser, " sagde undersøgelsens medforfatter Anastasia Aladinskaya, en forsker ved Laboratoriet for Medicinsk Kemi og Bioinformatik ved Moscow Institute of Physics and Technology (MIPT). "Vi, tværtimod, tror, ​​at opdagelse af nye kemotyper er mere effektivt i søgningen efter antibakterielle lægemidler."

Forskere fra MIPT og deres kolleger fra Skoltech, Lomonosov Moskva statsuniversitet, og Det Russiske Videnskabsakademi Institut for Biokemi og Genetik i Ufa, udtænkt og anvendt en semi-automatisk analysemetode og brugt en ikke-resistent stamme af Escherichia coli bakterier som modelorganisme. Metoden er afhængig af bakteriel aktivitetskontrol og viser tydeligt virkningsmekanismen af ​​forskellige forbindelser. Der er en række måder at dræbe bakterier på. I dette studie, forskerne ledte efter en af ​​de to:abnormiteter i bakteriernes genetiske materiale - deres DNA - eller proteinsyntesehæmning. Da metoden er ret enkel og kan automatiseres, forskerne var i stand til at studere over 125, 000 molekyler.

"Sammen med vores kolleger, MIPT laboratoriet udførte high-throughput screening af små molekyle biblioteker for at identificere strukturelt forskellige forbindelser med antibakteriel aktivitet. Screeningsplatformen anvender en tidligere beskrevet unik metode designet til at bestemme virkningsmekanismen for et antibiotisk lægemiddel. I løbet af studiet, vi opdagede en klasse af små molekyler – 2-pyrazol-1-yl-thiazol-derivater – med evnen til at hæmme en stamme af E coli kendt som ΔTolC E coli , " Aladinskaya forklarede. "Disse forskningsresultater er et udgangspunkt for yderligere undersøgelse af denne kemotype, herunder dens efterfølgende strukturelle optimering."

Undersøgelsen identificerede 688 stoffer med markant antibakteriel aktivitet. 38 molekyler, der deler 2-pyrazol-1-yl-thiazol stilladset, viste sig at være yderst aktive mod ΔTolC E coli , angiver den potentielle værdi af denne klasse af forbindelser. Interessant nok, det var første gang, denne ejendom nogensinde blev observeret. Som resultat, forskerne udvalgte otte forbindelser, der hæmmede proteinsyntese og målte deres toksicitet over for celler. En af forbindelserne havde en optimal balance mellem dets cytostatiske og antibakterielle egenskaber.

Takket være den nye metode, som muliggør hurtig og effektiv screening af et stort antal stoffer, en ny klasse af forbindelser med antibakteriel aktivitet blev identificeret. Der er planer om at undersøge deres egenskaber mod antibiotika-resistente stammer.

Fokus for Medicinal Chemistry and Bioinformatics Lab, ledet af Yan Ivanenkov, handler om udvikling af små medicinske molekyler ved hjælp af de nyeste metoder inden for kemo- og bioinformatik. Det er et af en håndfuld russiske laboratorier, der er direkte og aktivt engageret i udviklingen af ​​innovative medicinske molekyler. Nogle af dem er i øjeblikket i kliniske forsøg i USA og andre steder, mens andre bliver vurderet i præklinisk forskning. Blandt dem er de prokaryote translationshæmmere (antibakterielle medicinske molekyler) udviklet i samarbejde med Belozersky Institute of Physico-Chemical Biology og DHMEQ.

Et andet forskningsfokus i laboratoriet er skabelsen af ​​specialiserede matematiske algoritmer og computerprogrammer. Fra i dag, seks unikke computerprogrammer er blevet skabt til at løse forskellige problemer inden for medicinsk kemi og kemoinformatik. Store medicinalvirksomheder, inklusive ChemDiv, Novartis, Sanofi, Merck, Bayer, Pfizer, og Takeda, har bestilt forskning på laboratoriet.