Ученые УФИЦ РАН, Марийского государственного университета, ИТЭБ РАН и ИБК РАН разработали антибактериальное соединение на основе бетулина — вещества из коры березы.
Путем химических модификаций они смогли увеличить биодоступность бетулина, сохранив его безопасность для клеток животных и человека. Создание подобных антимикробных соединений на основе доступных природных агентов и их направленная модификация может позволить эффективно бороться с проблемой антибиотикорезистентности бактерий. Статья опубликована в журнале Chemico-Biological Interactions.
Вещество, благодаря которому стволы берез имеют белую окраску — бетулин, обладает многими полезными свойствами. Например, он оказывает противовоспалительное, противоопухолевое, противопаразитарное и противовирусное действие. При этом бетулин содержится в древесной коре, из которой легко извлекается. Поэтому ученым нет нужды обращаться к дорогостоящему и неэкологичному синтезу, который требует большого числа реагентов.
Однако лекарства на основе бетулина пока не разработаны. Дело в том, что он плохо усваивается организмом. Поэтому для достижения нужного эффекта пришлось бы использовать слишком большие концентрации вещества, что чревато различными побочными эффектами.
Коллаборация ученых Института нефтехимии и катализа УФИЦ РАН (г. Уфа), Марийского государственного университета (г. Йошкар-Ола), ИТЭБ РАН и ИБК РАН (г. Пущино) предложили химическую модификацию бетулина. Они «прицепили» к концу его молекулы фрагмент пиридина — вещества, которое хорошо растворяется в органических средах. Это позволило увеличить растворимость соединения, тем самым улучшив его биодоступность.
Химики и биологи предложили несколько вариантов химической структуры этих соединений. Все они эффективно подавляли рост бактерий кишечной палочки, не нанося вреда клеткам млекопитающих. Исследователи заметили еще один интересный эффект: в зависимости от структуры новое вещество по-разному влияло на работу «энергетических станций» клеток — митохондрий. Это свойство может оказаться полезным для терапии заболеваний, связанных с дисфункцией этих органелл.
«Бактерии постепенно вырабатывают резистентность к существующим антибиотикам, однако мы можем бороться с этим явлением, химически модифицируя вещества. Соединение, разработанное нашим большим коллективом, показало хорошую антимикробную активность и потенциально перспективно в качестве лекарства», — рассказал Михаил Дубинин, доцент кафедры биохимии, клеточной биологии и микробиологии Марийского государственного университета.
