Инфекционные заболевания — болезни, вызываемые патогенными микроорганизмами: бактериями, вирусами, грибками или паразитами. Эти возбудители способны передаваться от людей и животных к человеку или через зараженную среду (поручни, дверные ручки). Механизмы передачи включают воздушно-капельный, контактно-бытовой, пищевой, водный и трансмиссивный пути (укусы).
Для лечения этих инфекций применяют специальные лекарственные средства: антибиотики, противовирусные и противогрибковые. Однако, в последнее время, эффективность терапии постоянно снижается из-за развития у возбудителей устойчивости к медикаментам. Согласно данным ВОЗ, нечувствительность к противомикробным препаратам входит в топ-10 глобальных угроз человечеству. Ежегодно из-за заболеваний, вызванных сопротивляемостью патогенов, в мире умирает около пяти миллионов человек.
Особую проблему представляют дрожжевые грибки (микозы), которые могут поражать как поверхностные ткани — кожу, ногти, слизистые (молочница, лишай), так и внутренние органы (например, воспаление легких). В худшем случае, проникнув в кровоток, инфекция способна вызвать отказ органов, септический шок и летальный исход, в особенности у пациентов с ослабленным иммунитетом.
Существующая на данный момент устойчивость дрожжевых грибков к препаратам становится стратегически важной задачей для создания принципиально новых лекарственных средств.
Ученые Пермского Политеха разработали и протестировали усовершенствованные противогрибковые химические соединения, которые показали высокую эффективность, в том числе в сравнении с существующим препаратом.
При получении новых соединений исследователи смешали два компонента, нагревая их в метаноле: различные метиловые эфиры ароилпировиноградных кислот, и замещенные анилины. В результате получилось шесть синтезированных веществ (ВДК-001, CBR-411, CBR-425, CBR-476, CBR-409, CBR-176), каждое из которых имеет уникальную структуру — подобно тому, как из одинаковых деталей конструктора можно собрать разные модели. Новые образцы позволили изучить изменения в строении молекул и их способности бороться с грибками, чтобы отобрать наиболее эффективные и безопасные варианты из них для создания современных лекарств.
— Исследование проводили в растворах с разной дозировкой каждого соединения. В пробирки добавляли питательную среду и различные концентрации новых веществ – от 500 до 1,95 мкг/мл (от самой сильно до слабой дозы). Затем в каждый образец добавили дрожжевой грибок и поместили в инкубатор при температуре 37°C на 24 часа. В течение этого времени создавались идеальные условия для роста микроорганизмов, где они могли свободно размножаться, — рассказала Анастасия Ботева, доцент кафедры «Химия и биотехнология».
Такой подход позволил точно определить, какая минимальная доза вещества способна полностью подавить рост дрожжевых грибков. Чем меньше требовалось соединений для их уничтожения, тем эффективнее считался образец. Это позволило сравнить силу действия полученных веществ с уже известным препаратом.
Для оценки результатов применяли специальный прибор — фотоэлектроколориметр, который измерял мутность раствора. Если содержимое пробирок оставалось прозрачным, это означало, что микроорганизмы погибли. Непрозрачным — свидетельствовало о выживании. Опытным путем выявили наименьшую концентрацию вещества, при которой среда оставалась полностью чистой. В итоге получили минимально эффективную дозу, которая полностью останавливала рост грибков. Все опыты повторяли дважды для обеспечения достоверности результатов.
— Наиболее высокие показатели продемонстрировало вещество первого образца, которое подавляло рост дрожжевого грибка при концентрации 62,5 мкг/мл, что в 16 раз эффективнее стандартного препарата, — объяснила Анастасия Ботева.
Главным результатом исследования стало также то, что пять из шести созданных веществ показали свою эффективность против грибка, в то время как существующий препарат с этой задачей не справился.
Высокий процент успешных соединений (83% от общего числа) демонстрирует, что полученные вещества могут рассматриваться как результативные при поиске медикаментов для борьбы с разными видами опасных инфекций. Это открывает возможность создания целого класса новых противогрибковых средств, что особенно важно, поскольку современная медицина остро нуждается в лекарствах, способных обойти устойчивость микроорганизмов.
Статья опубликована в сборнике конференции «Химия. Экология. Урбанистика».