N-Aryl-C-nitroazolen zijn een belangrijke klasse van heterocyclische verbindingen. Ze worden gebruikt als pesticiden en fungiciden. Echter, deze stoffen kunnen giftig zijn voor mensen en mutaties veroorzaken. Omdat ze niet vaak worden gebruikt, er zijn weinig gegevens over hen in de medische chemie literatuur. Echter, onlangs is gesuggereerd dat de groepen van verbindingen die traditioneel worden vermeden, kunnen helpen bij het bestrijden van pathogene bacteriën.

Nog, om toxische effecten te verminderen, er moet veel werk worden verzet op moleculair niveau, inclusief nauwkeurige optimalisatie van de moleculaire omgeving van de nitro-heteroaromatische 'kernkop'. De validiteit van deze benadering werd in het begin van de jaren 2000 aangetoond door de ontwikkeling van antituberculosegeneesmiddelen delamanid en pretomanid, momenteel goedgekeurd voor medisch gebruik. Ze gedragen zich als prodrugs, dat is, de stof zelf is inactief, maar krijgt nieuwe eigenschappen wanneer het het menselijk lichaam binnenkomt.

Wat dit werk betreft, wetenschappers van de Baltic Federal University samen met collega's van de St. Petersburg State University, het L. Pasteur Onderzoeksinstituut voor Epidemiologie en Microbiologie, en het Research Institute of Phthisiopulmonology in St. Petersburg, zijn op zoek naar nieuwe, effectieve antibacteriële medicijnen, het bestuderen van verschillende heteroaromatische stikstofverbindingen met een nitrogroep die verder in de geneeskunde kunnen worden gebruikt.

De verbinding OTB-021 bleek goed te werken tegen medicijngevoelige stammen van tuberculosepathogenen, maar was machteloos tegen stammen van ziekteverwekkers die behoren tot het zogenaamde ESKAPE-panel. ESKAPE is een afkorting voor de namen van bacteriesoorten die het vaakst resistent worden tegen antibiotica:Enterococcus faecium, Staphylococcus aureus, Klebsiella pneumoniae, Acinetobacter baumannii, Pseudomonas aeruginosa, en Enterobacter aerogenes. Het is een soort woordspeling:'eskape' klinkt als 'ontsnappen, ' en het is bekend dat de bacteriën van dit panel resistent zijn tegen de meeste bekende antibiotica - dat wil zeggen, ze lijken te 'ontsnappen' aan drugs.

Om te begrijpen hoe de verbinding kan worden aangepast zodat deze op deze pathogene bacteriën kan inwerken, construeerden de wetenschappers twee isomere (identieke in atomaire rangschikking) series op basis van OTB-021. Zijaminogroepen veranderden van positie om de aromatische stikstofrijke kern van de stof compacter te maken, die de toxiciteit van de stof zou moeten verminderen. De gevoeligheid van micro-organismen voor een nieuwe verbinding werd getest via de schijfdiffusiemethode. Zones van de remming van bacteriegroei door antibioticumschijven en gedroogde oplossing van de verbinding in petrischalen werden gemeten.

Het bleek dat de ESKAPE-bacteriën gemakkelijk werden onderdrukt door de nieuwe stoffen. De minimale concentratie van de chemische stof die de groei van bacteriën voorkomt (μg/ml) voor de geteste stof geeft een resultaat dat vergelijkbaar is met het gebruik van een ml antibioticum ciprofloxacine:bijvoorbeeld 0,3 g/ml van een antibioticum voor Enterococcus werkt hetzelfde als 2 μg/ml van een van de nieuwe stoffen.

"Uitgaande van de structuur van de antimycobacteriële OTB-021 die geen activiteit heeft tegen ESKAPE-pathogenen, wij ontwikkelden, gesynthetiseerd, en testte twee isomere series van nieuwe analogen met een aminogroep die zijn positie in de structuur verandert." Deze verbindingen kunnen de groei van alle ESKAPE-pathogenen remmen.

"Waarschijnlijk, ze zullen helpen bij de ontwikkeling van nieuwe effectieve geneesmiddelen tegen bacteriële ziekten die soms erg moeilijk te behandelen zijn, " zegt Michail Krasavin, doctor in de chemische wetenschappen, Professor van de Russische Academie van Wetenschappen, professor en onderzoeker aan de Immanuel Kant Baltic Federal University.