Статья опубликована в журнале «Южно-Сибирский научный вестник». Заражение, особенно семейством Candida, включающим более 700 видов, становится все более серьезной проблемой во всем мире. При этом смертность от инвазивных, то есть проникающих внутрь, форм выросла в 2,5 раза и достигает примерно 3,8 миллиона случаев в год по данным ВОЗ. Так, наиболее опасным на сегодняшний день считается устойчивый к лекарствам штамм Candida auris. В странах Евросоюза зафиксирована его вспышка. Болезнь стремительно распространяется в больницах и вызывает тяжелые формы заболеваний у людей с ослабленным иммунитетом, с летальностью до 62%.
В связи с ситуацией проблема устойчивости бактерий к противомикробным препаратам — одна из самых серьезных угроз современной медицины. Резистентность и невосприимчивость к лечению возникает из-за естественного эволюционного процесса микроорганизмов. При частом контакте с медикаментами в теле носителя самые сильные из них выживают и размножаются, передавая свои гены следующему поколению. Поэтому для науки и фармацевтики как никогда актуален поиск новых противогрибковых соединений.
Ученые Пермского Политеха предложили использовать в качестве источника противомикробных веществ бензин риформинга (риформат) – продукт переработки нефти, обогащенный особыми соединениями – ароматическими углеводородами. В исследовании противогрибковой активности впервые используются фракции, предоставленные нефтеперерабатывающим заводом.
Чтобы понять, насколько эффективно он может бороться с возбудителями бактериальных болезней, в частности, грибков, в ПНИПУ провели эксперименты на штамме Candida albicans. Он также относится к семейству Candida, но более безопасен для исследований противогрибковой активности, поскольку эта форма хорошо изучена, менее заразна, и с ней можно работать в стандартных лабораторных условиях без особых мер защиты.
– Мы разделили бензин на узкие фракции с разным температурным диапазоном кипения (140-150°C, 150-160°C) и окислили их с помощью марганцовки. Это было нужно, чтобы углеводороды, которые содержатся в бензине риформинга, стали ароматическими карбоновыми кислотами. Последние известны своими антимикробными и консервирующими свойствами. В антибиотиках их тоже используют, однако там они выполняют роль вспомогательного вещества и имеют другую структуру. В бензине риформинга кислоты отличаются грубым физико-химическим воздействием, поэтому предполагалось, что они могли бы и самостоятельно справляться с бактериями без каких-либо дополнительных ингредиентов, как в лекарствах. Нашей целью было проверить это и выяснить, подходят ли нефтепродукты в «чистом виде» для борьбы с устойчивыми бактериями, – комментирует Екатерина Баньковская, доцент кафедры химических технологий ПНИПУ, кандидат фармацевтических наук.
Для определения их антимикробных свойств специальные диски пропитывали окисленными фракциями и помещали на чашки с питательной средой, где были высеяны патогенные микроорганизмы. Эффективность определяли по размеру зоны задержки роста – чистого круга вокруг диска, где микробы не смогли выжить.
– По окончании исследования самый лучший антибактериальный результат дала фракция БР-150-160ПК – очищенная часть бензина, обработанная перманганатом калия, которая кипит между 150 и 160 градусами. В борьбе с грибком Candida albicans она оказалась даже сильнее, чем спирт, – рассказывает ученая.
Исследование наглядно демонстрирует, что нефтепродукты, в частности, бензин риформинга, который производится в России миллионами тонн, обладает выраженной противомикробной активностью. Отличительная эффективность в борьбе с грибками семейства Candida позволяет предполагать, что производные ароматических углеводородов, проявляющие кислотные свойства, в перспективе могут использоваться для получения на их основе активных компонентов, губительно действующих на грибковые штаммы.
Ученые также дополнительно исследовали реакцию золотистого стафилококка и кишечной палочки на окисленный риформат. Несмотря на то, что в этих случаях образцы показали менее выраженную противомикробную активность, можно говорить о перспективе использования нефтепродуктов в борьбе не только против грибков, но и против других бактерий, трудно поддающихся лечению.
Окисленные фракции бензина действуют как агрессивная химическая среда. Полученные в них карбоновые кислоты разрушают клеточные мембраны патогенов, изменяют внутреннюю кислотность и белки, поэтому выработать устойчивость к такому комплексному разрушению микробам будет значительно сложнее, чем к стандартным противогрибковым препаратам. При этом себестоимость кислот, получаемых таким образом, будет существенно ниже, чем у многих современных антибиотиков и антисептиков.