Российские химики совместно с коллегами из Беларуси получили производные природного полимера хитозана, которые по антибактериальной активности превысили существующие антибиотики. При этом новые вещества нетоксичны, а способ их получения безвреден. Результаты опубликованы в журнале Polymers.
Современные антибиотики могут быть слишком слабыми, вызывают аллергии и побочные эффекты, поэтому необходимо разрабатывать новые подходы лечения бактериальных инфекций. В этом помогает химия полимеров, в том числе — природных полимеров по типу хитозана, который получают из панцирей крабов. Его производные и модифицированные системы на его основе используются для разработки антибактериальных препаратов. Российские химики совместно с коллегами из Беларуси предложили новый подход, соединив преимущества хитозана и циклического органического соединения бензотиазола, также обладающего антибактериальными свойствами.
«Природный полимер хитозан вдохновил многих исследователей благодаря своей биосовместимости, биоразлагаемости, нетоксичности и многим другим привлекательным биологическим свойствам, включая антибактериальное действие. На основе хитозана получены антибактериальные производные. С другой стороны, на основе бензотиазола получено несколько высокоэффективных антибактериальных малотоксичных соединений. Эти результаты вдохновили нас на синтез бензотиазольных производных хитозана и изучение их антибактериальных свойств», — рассказал Андрей Критченков, кандидат химических наук, сотрудник кафедры неорганической химии РУДН.
Ученые соединили два направления — использование производных хитозана и низкотоксичных антибактериальных бензотиазольных систем. Химики получили бензотиазольные производные хитозана в надежде, что суммарный антибактериальный эффект хитозана и бензотиазола окажется выше, чем у этих веществ по отдельности. Для этого ученые использовали реакцию электрохимического сочетания — впервые для компонентов подобного рода. Авторы проверили полученные антибактериальные системы in vivo и in vitro. Антибактериальную эффективность проверяли на грамположительном золотистом стафилококке и грамотрицательной кишечной палочке.
Антибактериальные системы превзошли немодифицированный хитозан и известные антибиотики ампицилин и гентамицин по эффективности действия против бактерий. Диаметр зоны поражения бактерий в чашке Петри оказался всего на пару миллиметров меньше, чем у антибиотиков, зато на in vivo модели перитонита у крыс новые соединения уменьшили количество бактерий в 10 раз — до 8 жизнеспособных бактерий на миллилитр вместо 82 у ампицилина и гентамицина. Более того, токсичность новых производных практически не отличается от безвредного природного хитозана.
«Синтезированные полимеры и наночастицы на основе хитозана показали высокую антибактериальную активность и низкую токсичность. Это говорит об их потенциале как эффективной альтернативе традиционным антибиотикам. В дальнейшем нужны более глубокие исследования и доклинические испытания, чтобы оценить их применение в клинических условиях», — отметил Антон Егоров, стажер-исследователь РУДН.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
