«Винтажные» лекарства получили вторую жизнь благодаря маскирующим функциональным группам
Потенциально новые вещества могут стать основой более эффективных препаратов для лечения бактериальных инфекций.
Источник: Руслан Нагриманов / Казанский (Приволжский) федеральный университет. Изображение чип-сенсора, использованного для исследования новых молекул.
МОСКВА, 6 марта /Новости науки/. Ученые синтезировали новые соединения на основе сульфаниламидов — одних из старейших, но теряющих эффективность противомикробных препаратов. Благодаря дополнительным химическим группам полученные молекулы будут лучше предшественников усваиваться в организме человека и легче поступать в клетки микроорганизмов, сообщает пресс-служба Российского научного фонда.
«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», — приводятся в сообщении слова руководителя проекта, кандидат химических наук, старшего научного сотруднике Химического института имени А.М. Бутлерова КФУ Руслана Нагриманова,
Устойчивость бактерий к антибиотикам растет, и из-за этого многие проверенные временем препараты постепенно теряют силу. К таким средствам относятся сульфаниламиды, которые применяют в клинической практике с середины XX века: они мешают бактериям делиться, лишая их важных для жизни веществ. Однако со временем микроорганизмы научились защищаться, в том числе «не впуская» эти соединения внутрь клетки. Поэтому сегодня сульфаниламиды нередко назначают вместе с другими антибактериальными веществами, чтобы усилить эффект, но это увеличивает лекарственную нагрузку на пациента.
Химики Казанского (Приволжского) федерального университета синтезировали новые молекулы на основе двух известных сульфаниламидов — сульфапиридина и сульфаметизола. Чтобы помочь исходным соединениям легче проходить через мембраны бактерий, исследователи присоединили к ним жирорастворимые фрагменты. Эти фрагменты «маскируют» функциональную группу сульфаниламидов, которая может ухудшать проникновение лекарства в клетку микроорганизма.
У такого подхода есть и обратная сторона: добавление жирорастворимых фрагментов часто снижает растворимость вещества. А значит, препарат может хуже усваиваться в организме человека и в меньшем количестве попадать с кровотоком в органы и ткани. Чтобы компенсировать этот эффект, авторы дополнительно ввели в молекулы карбаматную группу — фрагмент, способный повысить растворимость лекарства в биологических средах, включая кровь.
Далее ученые оценили, как новые соединения потенциально будут вести себя в организме. Для этого они измерили энергетические параметры, связанные с разрушением веществ и их растворением — такие данные помогают судить о стабильности и растворимости молекул. Кроме того, они позволяют понять, как перевести соединения в аморфную форму — состояние без строгой кристаллической структуры, при котором вещества, как правило, растворяются быстрее и полнее.
По словам авторов, полученные результаты задают основу для дальнейшей доработки «обновленных» сульфаниламидов — так, чтобы вернуть этому классу препаратов эффективность без необходимости усиливать терапию дополнительными антибиотиками.
Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале Thermochimica Acta.
«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», — приводятся в сообщении слова руководителя проекта, кандидат химических наук, старшего научного сотруднике Химического института имени А.М. Бутлерова КФУ Руслана Нагриманова,
Устойчивость бактерий к антибиотикам растет, и из-за этого многие проверенные временем препараты постепенно теряют силу. К таким средствам относятся сульфаниламиды, которые применяют в клинической практике с середины XX века: они мешают бактериям делиться, лишая их важных для жизни веществ. Однако со временем микроорганизмы научились защищаться, в том числе «не впуская» эти соединения внутрь клетки. Поэтому сегодня сульфаниламиды нередко назначают вместе с другими антибактериальными веществами, чтобы усилить эффект, но это увеличивает лекарственную нагрузку на пациента.
Химики Казанского (Приволжского) федерального университета синтезировали новые молекулы на основе двух известных сульфаниламидов — сульфапиридина и сульфаметизола. Чтобы помочь исходным соединениям легче проходить через мембраны бактерий, исследователи присоединили к ним жирорастворимые фрагменты. Эти фрагменты «маскируют» функциональную группу сульфаниламидов, которая может ухудшать проникновение лекарства в клетку микроорганизма.
У такого подхода есть и обратная сторона: добавление жирорастворимых фрагментов часто снижает растворимость вещества. А значит, препарат может хуже усваиваться в организме человека и в меньшем количестве попадать с кровотоком в органы и ткани. Чтобы компенсировать этот эффект, авторы дополнительно ввели в молекулы карбаматную группу — фрагмент, способный повысить растворимость лекарства в биологических средах, включая кровь.
Далее ученые оценили, как новые соединения потенциально будут вести себя в организме. Для этого они измерили энергетические параметры, связанные с разрушением веществ и их растворением — такие данные помогают судить о стабильности и растворимости молекул. Кроме того, они позволяют понять, как перевести соединения в аморфную форму — состояние без строгой кристаллической структуры, при котором вещества, как правило, растворяются быстрее и полнее.
По словам авторов, полученные результаты задают основу для дальнейшей доработки «обновленных» сульфаниламидов — так, чтобы вернуть этому классу препаратов эффективность без необходимости усиливать терапию дополнительными антибиотиками.
Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале Thermochimica Acta.
