Разработаны комплексы серебра против устойчивых бактерий
Ученые молодежной лаборатории Института общей и неорганической химии им. Н. С. Курнакова РАН совместно с коллегами из Института химии Коми научного центра УрО РАН, Института неорганической химии им. А. В. Николаева СО РАН, Института общей генетики им. Н. И. Вавилова РАН и Амурской государственной медицинской академии разработали пять новых комплексов серебра (I) с различными монокарбоновыми кислотами и впервые комплексно исследовали их структуру, устойчивость и антимикобактериальные свойства.
Результаты исследования, выполненного при поддержке Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале Inorganic Chemistry Communications (прим. – Пресс-служба РНФ).
Ученые получили серию новых соединений серебра — некоторые из них лучше борются с модельными микобактериями, чем известный препарат рифампицин. Это может помочь в разработке новых лекарств против туберкулеза, который плохо поддается лечению.
Устойчивость бактерий к антибиотикам — большая проблема медицины, особенно когда речь идет о туберкулезе: привычные лекарства все хуже справляются с болезнью. Поэтому ученые ищут новые вещества, которые борются с микробами по другим принципам. Серебро давно известно своими антибактериальными свойствами, а его химические возможности еще до конца не изучены. От того, как устроено соединение серебра, зависят его свойства, в том числе способность подавлять бактерии.
Перед работой исследователи изучили большую базу данных о комплексах серебра, чтобы уточнить, как обычно строятся такие соединения, и наметить пути поиска необычных структур. В итоге ученые создали пять новых комплексов серебра с разными органическими кислотами. Особенно интересным оказался комплекс с миртеновой кислотой — веществом из хвойных растений. В нем карбоксилатные группы расположились вокруг атома серебра изогнуто, в так называемой цисоидной форме. Такого строения раньше не встречали — открытие расширяет представления о том, как могут организовываться соединения серебра.
Ученые проверили, насколько устойчивы новые соединения серебра. Оказалось, что в растворе они держатся не меньше суток, а самые перспективные — до двух недель. Некоторые комплексы не разрушаются даже при нагревании до 170°C — это важно, если их планируют применять на практике. Затем исследователи изучили, как эти вещества действуют на бактерии. Для опытов взяли бактерию, которая похожа на возбудителя туберкулеза, но безопасна для лабораторных работ. Все пять новых комплексов смогли подавлять рост бактерий, а три из них оказались даже эффективнее рифампицина, основного лекарства от туберкулеза. Лучше всех себя показал комплекс серебра с миртеновой кислотой: он не просто замедлял размножение бактерий, а уничтожал их — после обработки рост культуры не возобновлялся. Это значит, что соединение способно реально убивать микроорганизмы.
Чтобы разобраться, как работает новое вещество, ученые смоделировали на компьютере его взаимодействие с белками микобактерий. Расчеты показали, что комплекс хорошо связывается сразу с несколькими важными ферментами бактерий. Особенно ценно, что он взаимодействует с ферментом InhA — на него действует изониазид, одно из главных лекарств от туберкулеза. Еще соединение эффективно работает с ферментом, который помогает бактериям получать энергию. Воздействовать сразу на несколько важных процессов — перспективный путь для создания лекарств против устойчивых к терапии бактерий.
«Что нового можно открыть в достаточно хорошо изученной тематике комплексов серебра? Мы проанализировали Кембриджскую структурную базу данных для монокарбоксилатных комплексов серебра, опубликованных с 1956 года, и систематизировали все возможные варианты их строения. В результате нам удалось получить соединение с новым типом пространственной организации — аквакомплекссеребра с миртеновой кислотой, в котором впервые обнаружено цисоидное расположение карбоксилатных анионов. Но особенно важно, что именно этот комплекс при молекулярном моделировании показал высокое сродство к ферментам, являющимся ключевыми мишенями противотуберкулезной терапии. Экспериментальные исследования подтвердили его высокую антимикобактериальную активность, что открывает возможности для дальнейших исследований уже на патогенных штаммах микобактерий», — Ирина Луценко, руководитель исследования, доктор химических наук, ведущий научный сотрудник Института общей и неорганической химии им. Н. С. Курнакова РАН.
Хотя работа в первую очередь научная, у нее есть реальная польза для практики. Новые соединения серебра могут лечь в основу лекарств, которые будут бороться с бактериями иначе, чем обычные антибиотики. Это очень важно, потому что все больше микробов перестают поддаваться привычной терапии.
Источник: Пресс –служба РНФ