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. Потенциально новые вещества могут стать основой более эффективных препаратов для лечения бактериальных инфекций. Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале Thermochimica Acta.
С каждым годом все больше опасных для человека бактерий приобретают устойчивость к антибиотикам. Из-за этого ученым приходится искать новые лекарственные молекулы и улучшать уже существующие так, чтобы вернуть им утраченную эффективность. Например, еще с середины ХХ века в медицине широко используют сульфаниламиды — препараты, которые подавляют деление бактерий, лишая их важных питательных веществ. Однако микроорганизмы «научились» блокировать эти соединения, не пуская их в клетку. Поэтому сейчас сульфаниламиды обычно используют в комбинации с другими антибактериальными веществами, повышающими их эффективность. Это создает дополнительную лекарственную нагрузку на больного, поэтому исследователи стремятся найти другой способ вернуть работоспособность сульфаниламидов.
Ученые из Казанского (Приволжского) федерального университета (Казань) синтезировали новые молекулы на основе двух сульфаниламидов — сульфапиридина и сульфаметизола. 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. Однако такие фрагменты часто снижают растворимость лекарств. 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.
Чтобы решить эту проблему, химики дополнительно присоединили к молекулам карбаматную группу — фрагмент, который повышает растворимость лекарства в биологических средах, в частности в крови.
Затем авторы исследовали, как полученные соединения будут вести себя в живом организме. Для этого химики измерили, сколько энергии нужно для разрушения этих веществ, а также сколько энергии выделяется или поглощается при их растворении. Эти показатели позволяют понять, насколько стабильно и растворимо соединение, а также как его можно перевести в аморфную форму — состояние, в котором у вещества нет строгой кристаллической структуры, а значит, оно легче и быстрее растворяется в воде.
«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», — рассказывает руководитель проекта, поддержанного грантом РНФ, Руслан Нагриманов, кандидат химических наук, старший научный сотрудник Химического института имени А.М. Бутлерова КФУ.
***
Больше результатов исследований грантополучателей Российского научного фонда и актуальных новостей из мира науки доступны в социальных сетях РНФ Вконтакте и Телеграм. Подписывайтесь на канал РНФ в национальном мессенджере MAX.