Ученые из Казанского (Приволжского) федерального университета синтезировали новые соединения на основе сульфаниламидов — одних из старейших, но теряющих эффективность противомикробных препаратов. Ожидается, что благодаря дополнительным химическим группам полученные молекулы будут лучше предшественников усваиваться в организме человека и легче поступать в клетки микроорганизмов. Потенциально новые вещества могут стать основой более эффективных препаратов для лечения бактериальных инфекций. Исследование поддержал Российский научный фонд (РНФ), выделив грант на него. Результаты работы опубликованы в журнале Thermochimica Acta.
«Глобальный рост устойчивости к антибиотикам — одна из ключевых проблем современного здравоохранения, и, по прогнозам, если не бороться с ней, смертность от инфекционных заболеваний достигнет критических уровней к 2050 году», — говорится в размещенной в научном журнале публикации.
В РНФ напомнили, что сульфаниламиды — препараты, которые подавляют деление бактерий, лишая их важных питательных веществ, — известны с середины XX века, но со временем микроорганизмы «научились» блокировать эти соединения.
«Сейчас их обычно используют в комбинации с другими антибактериальными веществами, которые повышают их эффективность. А это создает дополнительную лекарственную нагрузку на больного, поэтому исследователи стремятся найти другой способ вернуть работоспособность сульфаниламидов», — добавили там.
Согласно публикации в научном журнале, ученые синтезировали молекулы на основе двух сульфаниламидов — сульфапиридина и сульфаметизола. Отмечается, что, чтобы исходные соединения лучше проникали в клетки бактерий, авторы «пришили» к ним жирорастворимые фрагменты. Эти фрагменты позволили «замаскировать» химическую группу в сульфаниламидах, которая может ухудшать их проникновение сквозь мембрану клеток. Но такие фрагменты часто снижают растворимость лекарств. А это значит, что содержащие их вещества будут плохо усваиваться в организме человека и лишь малая их часть поступит с кровью в нужные органы и ткани. Для решения этой проблемы химики дополнительно присоединили к молекулам карбаматную группу — фрагмент, который повышает растворимость лекарства в биологических средах, в частности в крови.
После этого ученые изучили, как полученные соединения будут вести себя в живом организме. Для этого они измерили, сколько энергии нужно для разрушения этих веществ и сколько энергии выделяется или поглощается при их растворении.
«Проведенные расчеты и эксперименты позволили точно определить, сколько энергии нужно затратить, чтобы перевести синтезированные нами молекулы в аморфную — более растворимую, а потому лучше усваиваемую, — форму. Это знание в дальнейшем позволит получать новые эффективные и безопасные антибактериальные препараты на основе давно известных, но утративших эффективность сульфаниламидов», — отметил руководитель проекта и старший научный сотрудник Химического института имени А.М. Бутлерова КФУ Руслан Нагриманов.
Ранее СМИ со ссылкой на данные из отчета Методического верификационного центра по вопросам антимикробной резистентности Минздрава писали, что в России зафиксирован рост устойчивости к антибиотикам у всех видов энтеробактерий.