Russische biochemici hebben een veelbelovende nieuwe klasse antibiotica geïdentificeerd. Na meer dan 125 jaar gestudeerd te hebben, 000 moleculen, ze vonden dat 2-pyrazol-1-yl-thiazoolderivaten antibacteriële eigenschappen vertonen. Een van de ontdekte verbindingen heeft een goede activiteit en lage cytotoxiciteit aangetoond, en kan dus als prototype dienen in verdere studies. De krant is gepubliceerd in Het tijdschrift voor antibiotica .

De ontwikkeling van antibiotica is een van de belangrijkste ontdekkingen van de 20e eeuw. De wereld van vandaag is bijna ondenkbaar zonder hen. Echter, de opkomst van antibioticaresistentie bij bacteriën - dat wil zeggen, hun verworven vermogen om de effecten van medicijnen te weerstaan, creëert een constante behoefte aan nieuwe medicijnen. Nieuwe onderzoeken kunnen jaren duren en worden daardoor onrendabel voor farmaceutische bedrijven. Daarom zijn nieuwe methoden voor het ontdekken van nieuwe klassen antibiotica van essentieel belang.

"De ontwikkeling van nieuwe antibacteriële geneesmiddelen die zijn ontworpen om de resistentie van klinisch belangrijke bacteriestammen te overwinnen, heeft aanzienlijke wetenschappelijke en maatschappelijke belangstelling gewekt. dit proces is vooral gericht op het identificeren van structurele analogen binnen de reeds bekende antibioticaklassen, " zei co-auteur van de studie Anastasia Aladinskaya, een onderzoeker aan het Laboratorium voor Medische Chemie en Bioinformatica van het Moskouse Instituut voor Natuurkunde en Technologie (MIPT). "We, Integendeel, denk dat het ontdekken van nieuwe chemotypes effectiever is bij het zoeken naar antibacteriële medicijnen."

Onderzoekers van MIPT en hun collega's van Skoltech, Lomonosov Moskou Staatsuniversiteit, en de Russische Academie van Wetenschappen Instituut voor Biochemie en Genetica in Ufa, bedacht en paste een semi-automatische analysemethode toe en gebruikte een niet-resistente stam van de Escherichia coli bacteriën als modelorganisme. De methode is gebaseerd op controle van de bacteriële activiteit en toont duidelijk het werkingsmechanisme van verschillende verbindingen. Er zijn een aantal manieren om bacteriën te doden. In dit onderzoek, de wetenschappers zochten naar een van de twee:afwijkingen in het genetische materiaal van de bacteriën - hun DNA - of remming van de eiwitsynthese. Aangezien de methode vrij eenvoudig is en geautomatiseerd kan worden, de wetenschappers konden er meer dan 125 bestuderen, 000 moleculen.

"Samen met onze collega's, het MIPT-lab voerde high-throughput-screening uit van bibliotheken met kleine moleculen om structureel diverse verbindingen met antibacteriële activiteit te identificeren. Het screeningplatform maakt gebruik van een eerder beschreven unieke methode die is ontworpen om het werkingsmechanisme van een antibioticum te bepalen. In de loop van de studie, ontdekten we een klasse van kleine moleculen - 2-pyrazol-1-yl-thiazoolderivaten - met het vermogen om een ​​stam van E coli bekend als "TolC" E coli , " legde Aladinskaya uit. "Deze onderzoeksresultaten zijn een startpunt voor verder onderzoek naar dit chemotype, inclusief de daaropvolgende structurele optimalisatie."

De studie identificeerde 688 stoffen met duidelijke antibacteriële activiteit. Achtendertig moleculen die de 2-pyrazol-1-yl-thiazool-steiger delen, bleken zeer actief te zijn tegen ΔTolC E coli , wat de potentiële waarde van deze klasse van verbindingen aangeeft. interessant, het was de eerste keer dat deze eigenschap ooit werd waargenomen. Als resultaat, de wetenschappers selecteerden acht verbindingen die de eiwitsynthese remden en maten hun toxiciteit voor cellen. Een van de verbindingen had een optimale balans tussen zijn cytostatische en antibacteriële eigenschappen.

Dankzij de nieuwe methode die een snelle en effectieve screening van grote aantallen stoffen mogelijk maakt, een nieuwe klasse van verbindingen met antibacteriële activiteit werd geïdentificeerd. Er zijn plannen om hun eigenschappen tegen antibioticaresistente stammen te bestuderen.

De focus van het Medicinal Chemistry and Bioinformatics Lab, onder leiding van Yan Ivanenkov, gaat over de ontwikkeling van kleine medicinale moleculen met behulp van de nieuwste methoden in chemo- en bio-informatica. Het is een van de weinige Russische laboratoria die direct en actief betrokken zijn bij de ontwikkeling van innovatieve medicinale moleculen. Sommigen van hen zijn momenteel bezig met klinische proeven in de VS en elders, terwijl andere worden beoordeeld in preklinisch onderzoek. Onder hen zijn de prokaryotische translatieremmers (antibacteriële medicinale moleculen) die zijn ontwikkeld in samenwerking met het Belozersky Institute of Physico-Chemical Biology en DHMEQ.

Een ander onderzoeksfocus van het laboratorium is het creëren van gespecialiseerde wiskundige algoritmen en computerprogramma's. Vanaf vandaag, er zijn zes unieke computerprogramma's gemaakt voor het oplossen van verschillende problemen op het gebied van medicinale chemie en chemo-informatica. Grote farmaceutische bedrijven, inclusief ChemDiv, Novartis, Sanofi, Merck, Bayer, Pfizer, en Takeda, onderzoek hebben laten doen in het laboratorium.