Forskere forvandler giftigt pesticid til behandling mod antibiotikaresistente bakterier

N-Aryl-C-nitroazoler er en vigtig klasse af heterocykliske forbindelser. De bruges som pesticider og fungicider. Imidlertid, disse stoffer kan være giftige for mennesker og forårsage mutationer. Da de ikke bruges ofte, der er få data om dem i den medicinske kemilitteratur. Imidlertid, det er blevet foreslået for nylig, at de grupper af forbindelser, der traditionelt undgås, kan hjælpe med at bekæmpe patogene bakterier.

Endnu, at reducere toksiske virkninger, et stort stykke arbejde skal udføres på molekylært niveau, herunder nøjagtig optimering af det molekylære miljø i det nitro-heteroaromatiske 'sprænghoved'. Gyldigheden af ​​denne tilgang blev demonstreret i begyndelsen af ​​2000'erne gennem udviklingen af ​​anti-tuberkulosemediciner delamanid og pretomanid, i øjeblikket godkendt til medicinsk brug. De opfører sig som prodrugs, det er, selve stoffet er inaktivt, men får nye egenskaber, når den kommer ind i menneskekroppen.

Med hensyn til dette arbejde, forskere fra Baltic Federal University sammen med kolleger fra St. Petersburg State University, L. Pasteur Research Institute of Epidemiology and Microbiology, og Research Institute of Phthisiopulmonology i Skt.Petersborg, leder efter nye, effektive antibakterielle lægemidler, studere forskellige heteroaromatiske nitrogenforbindelser med en nitrogruppe, som kan bruges i medicin yderligere.

Forbindelsen OTB-021 viste sig at virke godt mod lægemiddelfølsomme stammer af tuberkulosepatogener, men var magtesløs mod stammer af patogener, der tilhører det såkaldte ESKAPE-panel. ESKAPE er en forkortelse for navnene på bakteriearter, der oftest udvikler resistens over for antibiotika:Enterococcus faecium, Staphylococcus aureus, Klebsiella pneumoniae, Acinetobacter baumannii, Pseudomonas aeruginosa, og Enterobacter aerogenes. Det er en slags ordsprog:'eskape' lyder som 'flugt, 'og bakterierne i dette panel er kendt for at være resistente over for de fleste af de kendte antibiotika - det vil sige de synes at 'flygte' fra stoffer.

For at forstå, hvordan man ændrer forbindelsen, så den kunne virke på disse patogene bakterier, konstruerede forskerne to isomere (identiske i atomarrangementer) serier baseret på OTB-021. Side aminogrupper ændrede deres position for at gøre stoffets aromatiske nitrogenrige kerne mere kompakt, hvilket skulle reducere stoffets toksicitet. Følsomheden af ​​mikroorganismer over for en ny forbindelse blev testet via diskdiffusionsmetode. Zoner for hæmning af bakterievækst med antibiotiske diske og tørret opløsning af forbindelsen i petriskåle blev målt.

Det viste sig, at ESKAPE -bakterierne let blev undertrykt af de nye stoffer. Den minimale koncentration af kemikaliet, der forhindrer bakterievækst (μg/ml) for det testede stof, viser et resultat, der kan sammenlignes med brugen af ​​en ml af antibiotikumet ciprofloxacin:f.eks. 0,3 μg/ml af et antibiotikum til Enterococcus virker det samme som 2 μg/ml af et af de nye stoffer.

"Ud fra strukturen af ​​det antimykobakterielle OTB-021, som ikke har nogen aktivitet mod ESKAPE-patogener, vi udviklede, syntetiseret, og testede to isomere serier af nye analoger med en aminogruppe, der ændrer sin position i strukturen. "Disse forbindelser kan hæmme væksten af ​​alle ESKAPE -patogener.

"Sandsynligvis, de vil hjælpe med at udvikle nye effektive lægemidler mod bakterielle sygdomme, som nogle gange er meget vanskelige at behandle, "siger Mikhail Krasavin, Læge i kemisk videnskab, Professor ved det russiske videnskabsakademi, professor og forsker ved Immanuel Kant Baltic Federal University.