Благодаря роботам и клик-химии: найдены соединения, которые могут стать антибиотиками

Ученые заявили о том, что комплекс иридия может стать перспективным, хотя и нетрадиционным, антибиотиком. Это одно из 600 соединений, полученных в ходе нового исследования, сообщает Live Science.

Ученые использовали робота для синтеза соединений, комбинируя металлические и органические молекулярные строительные блоки, чтобы создать огромную химическую библиотеку всего за неделю. Подход позволил получить еще пять потенциальных антибиотиков.

ВАС ЗАИНТЕРЕСУЕТ

Употребление антибиотиков: почему это нельзя делать при ОРВИ

Ведущий автор исследования Анджело Фрай, химик из Йоркского университета в Великобритании заявил о том, что этот подход позволяет ускорить разработку новых лекарств, а также исследования в области параллельных химических исследований.

По мере роста распространенности устойчивых к лекарствам бактериальных инфекций возникает потребность в новых эффективных антибиотиках, способных убивать микробы, которые больше не реагируют на существующие препараты. До сих пор поиск был сосредоточен на органических — то есть углеродсодержащих — молекулах, оставляя комплексы металлов практически неизученными.

Соединения с содержанием металлов отличаются от более плоских органических аналогов. Их трехмерная форма обуславливает наличие различных химических и биологических свойств. По словам авторов исследования, это свойство в сочетании с простотой синтеза делает эти молекулы многообещающим потенциальным источником будущих антибиотиков.

Но данных об антимикробных свойствах металлов мало, поэтому ученые использовали новый метод для быстрого получения и тестирования как можно большего количества соединений. Для этого они объединили роботов и химию.

Сначала ученые создали набор из 192 отдельных лигандов - органических молекул, которые связываются с металлическим центром и определяют конечные свойства комплекса. Для этого они использовали робота для работы с жидкостями, чтобы провести «клик-химию». Эта реакция объединяет два типа исходных материалов — азиды и алкины — для построения азотсодержащих колец, известных как триазолы. Эти азотные кольца прочно связываются с металлами.

На следующем этапе процесса робот объединил каждый из 192 лигандов с пятью различными металлами, получив в общей сложности 672 металлокомплекса.

«Мы решили использовать роботов для работы с жидкостями, потому что это просто объединение различных реагентов в правильных пропорциях», — сказал Фрай. После получения азидов «мы добавили алкины и катализатор для проведения клик-реакции, а затем использовали эти лиганды на разных металлах. Все это можно сделать в одной емкости с помощью роботов», — добавил он.

Каждый продукт проанализировали для подтверждения образования ожидаемого комплекса, а затем протестировали на антибактериальную активность и потенциальную токсичность для клеток человека. Это позволило ученым быстро определить наиболее безопасные и эффективные соединения, не тратя время на длительные этапы очистки. По словам Фрая, это позволяет перейти от сотен к десяткам соединений.

Комплексы, содержащие иридий и рений, продемонстрировали особенно высокую антибактериальную активность. В целом, 59 соединений иридия и 61 соединение рения подавляли рост золотистого стафилококка. Вместе с тем, оба металла были по-разному токсичны по отношению к клеткам человека. В результате ученые отобрали шесть соединений, которые были эффективны против микробов, но демонстрировали низкую токсичность.

Дальнейшие исследования позволили выявить «победителя». Один из комплексов с иридием оказался примерно в 50-100 раз более активным против бактерий, чем токсичным для клеток человека. То есть, он одновременно эффективно борется с бактериями и безопасен для тканей.

Ранее ученые из Уорикского университета в Великобритании и Университета Монаша в Австралии обнаружили новый мощный антибиотик. И удалось это сделать, не открыв новые горизонты, а вернувшись к давно изведанному.