Химики из Уральского федерального университета совместно с индийскими коллегами разработали новое соединение, обладающее противовоспалительным и антибактериальным действием, в особенности эффективное против золотистого стафилококка. В качестве отправной точки для создания нового вещества были использованы нестероидные противовоспалительные препараты – модифицированные ибупрофен и мефенаминовая кислота – с добавлением фрагментов азогетерациклов. Ученые рассчитывают, что это соединение может послужить основой для создания лекарственных средств от инфекционных заболеваний, вызываемых бактериями, устойчивыми к современным антибиотикам. Результаты исследований и описание синтезированных молекул исследователи опубликовали в Journal of Molecular Structure. Работу поддержало Минобрнауки России (госзадание № 124020200072–0) в рамках Десятилетия науки и технологий.
«Нашей задачей является разработка действенных веществ с минимальным количеством побочных эффектов, к которым бактерии еще не выработали устойчивость, — говорит руководитель исследовательской группы, профессор кафедры органической и биомолекулярной химии УрФУ Григорий Зырянов. — Мы совместно с коллегами получили восемь новых соединений, и два из них проявили выраженную противовоспалительную и антибактериальную активность. Одним из перспективных соединений служит мефенаминовая кислота, которая обладает существенными побочными действиями и поэтому применяется нечасто. Однако нам удалось уменьшить негативные эффекты и сохранить полезные качества, выделив лишь основную структуру молекулы и изменив ее с помощью фрагментов азогетероциклов».
Химики отмечают, что мефенаминовая кислота и ибупрофен обладают подтвержденной противовоспалительной активностью, накопленной за многие годы. В настоящее время на основе фрагментов азогетероциклов (азинов и азолов) создаются различные биоактивные соединения, включая антибактериальные и противогрибковые средства, диуретики, нейромедиаторы и другие препараты. В результате работы у химиков появилось вещество, демонстрирующее многообещающую противовоспалительную эффективность, поскольку оно активно подавляет циклооксигеназу).
«Воспалительный процесс запускается, когда липидные вещества, в том числе циклооксигеназа, начинают вырабатывать простагландины. Эти соединения отвечают за терморегуляцию, участвуют в развитии воспаления, повышают чувствительность болевых рецепторов и способствуют появлению покраснения и отека. Другими словами, активируется сигнальная функция. Мефенаминовая кислота, подобно многим обезболивающим и противовоспалительным средствам, подавляет циклооксигеназу, что приводит к снижению выработки простагландинов. В результате уменьшаются отечность и воспаление», — объясняет механизм действия препарата Григорий Зырянов.
По словам химика, новое соединение обладает двумя механизмами действия. Первый из них – снижение воспалительных процессов и ускорение регенерации тканей. Второй – обезболивающий эффект. В данном случае вещество может воздействовать на центральную нервную систему или оказывать локальное действие непосредственно на область воспаления.
Для оценки активности новых соединений проводили тесты на культурах кишечной палочки, сенной палочки, золотистого стафилококка и клебсиеллы пневмонии. Наиболее выраженная активность была отмечена при воздействии нового соединения на золотистый стафилококк.
«Мы провели сравнение наших соединений со стандартными лекарственными средствами. По сравнению с диклофенаком, оно демонстрирует более выраженное ингибирующее действие при меньших концентрациях. Это свидетельствует о том, что соединения обладают значительным потенциалом в качестве противовоспалительных средств, и для лечения воспалительного процесса с использованием нового препарата может потребоваться меньшая дозировка, чем при использовании традиционных лекарств. По сравнению с гентамицином – широко применяемым средством для лечения стафилококковой инфекции – новое соединение показало сопоставимую активность», — продолжает Григорий Зырянов.
С помощью ADMI-анализа (in silico) исследователи изучили введение препарата, его распределение в организме, метаболизм и выведение. Оценка токсичности и адсорбции проводилась in vitro. На последующем этапе планируется изучение вещества in vivo, то есть на живых организмах).
Справка
Стафилококк относится к виду бактерий, способных вызывать гнойные и септические заболевания. Эти бактерии могут сохранять жизнеспособность в различных условиях на протяжении 100–200 дней. Они устойчивы к воздействию многих антибиотиков и антисептических средств, но уничтожаются при продолжительной обработке кипячением.
На сегодняшний день известно свыше 30 видов стафилококков, однако наибольшее значение для медицины представляет золотистый стафилококк (Staphylococcus aureus). Именно этот вид является наиболее распространенным и агрессивным, вызывая более 60% стафилококковых инфекций, поражающих кожу, подкожную клетчатку или различные органы, такие как опорно-двигательный аппарат, дыхательная система, нервная система, органы чувств, мочеполовая система и желудочно-кишечный тракт).
По оценкам Всемирной организации здравоохранения, примерно 30% взрослых являются бессимптомными носителями этого микроорганизма. Согласно данным той же организации, смертность пациентов, инфицированных золотистым стафилококком, устойчивым к антибиотикам, на 64% превышает смертность больных с инфекцией, чувствительной к этим препаратам.