I biochimici russi hanno identificato una nuova promettente classe di antibiotici. Dopo aver studiato oltre 125, 000 molecole, hanno scoperto che i derivati ​​del 2-pirazol-1-il-tiazolo mostrano proprietà antibatteriche. Uno dei composti scoperti ha dimostrato una buona attività e una bassa citotossicità, e quindi può servire come prototipo in ulteriori studi. Il documento è stato pubblicato in Il giornale degli antibiotici .

Lo sviluppo degli antibiotici è una delle scoperte chiave del XX secolo. Il mondo di oggi è quasi inimmaginabile senza di loro. Però, l'aumento della resistenza agli antibiotici nei batteri, cioè la loro capacità acquisita di resistere agli effetti dei farmaci crea un bisogno costante di nuovi farmaci. Nuovi studi possono richiedere anni e quindi stanno diventando non redditizi per le aziende farmaceutiche. Ecco perché sono essenziali nuovi metodi per scoprire nuove classi di farmaci antibiotici.

"Lo sviluppo di nuovi farmaci antibatterici progettati per superare la resistenza di ceppi batterici clinicamente importanti ha suscitato un notevole interesse scientifico e sociale. Tuttavia, questo processo è principalmente focalizzato sull'identificazione di analoghi strutturali all'interno delle già note classi di antibiotici, ", ha affermato la coautrice dello studio Anastasia Aladinskaya, ricercatore presso il Laboratorio di Chimica Medica e Bioinformatica dell'Istituto di Fisica e Tecnologia di Mosca (MIPT). "Noi, anzi, pensare che la scoperta di nuovi chemiotipi sia più efficace nella ricerca di farmaci antibatterici".

I ricercatori del MIPT e i loro colleghi di Skoltech, Lomonosov Università statale di Mosca, e l'Accademia Russa delle Scienze dell'Istituto di Biochimica e Genetica di Ufa, ideato e applicato un metodo di analisi semiautomatico e utilizzato un ceppo non resistente del Escherichia coli batteri come organismo modello. Il metodo si basa sul controllo dell'attività batterica e mostra chiaramente il meccanismo d'azione di diversi composti. Esistono diversi modi per uccidere i batteri. In questo studio, gli scienziati hanno cercato uno dei due:anomalie nel materiale genetico dei batteri, il loro DNA, o l'inibizione della sintesi proteica. Dato che il metodo è abbastanza semplice e può essere automatizzato, gli scienziati sono stati in grado di studiare oltre 125, 000 molecole.

"Insieme ai nostri colleghi, il laboratorio MIPT ha eseguito uno screening ad alto rendimento di librerie di piccole molecole per identificare composti strutturalmente diversi con attività antibatterica. La piattaforma di screening utilizza un metodo unico precedentemente descritto progettato per determinare il meccanismo d'azione di un farmaco antibiotico. Nel corso dello studio, abbiamo scoperto una classe di piccole molecole—derivati ​​del 2-pirazol-1-il-tiazolo—con la capacità di inibire un ceppo di E. coli noto come TolC E. coli , " ha spiegato Aladinskaya. "Questi risultati della ricerca sono un punto di partenza per ulteriori indagini su questo chemiotipo, compresa la sua successiva ottimizzazione strutturale."

Lo studio ha identificato 688 sostanze con spiccata attività antibatterica. Trentotto molecole che condividono l'impalcatura 2-pirazol-1-il-tiazolo sono risultate altamente attive contro ΔTolC E. coli , indicando il valore potenziale di questa classe di composti. interessante, era la prima volta che questa proprietà veniva mai osservata. Di conseguenza, gli scienziati hanno selezionato otto composti che inibiscono la sintesi proteica e ne hanno misurato la tossicità per le cellule. Uno dei composti aveva un equilibrio ottimale tra le sue proprietà citostatiche e antibatteriche.

Grazie al nuovo metodo, che consente uno screening rapido ed efficace di un vasto numero di sostanze, è stata identificata una nuova classe di composti con attività antibatterica. Sono in corso piani per studiarne le proprietà contro i ceppi resistenti agli antibiotici.

Il focus del Laboratorio di Chimica Farmaceutica e Bioinformatica, guidato da Yan Ivanenkov, è sullo sviluppo di piccole molecole medicinali utilizzando i più recenti metodi in chemio e bioinformatica. È uno dei pochi laboratori russi direttamente e attivamente impegnato nello sviluppo di molecole medicinali innovative. Alcuni di loro sono attualmente in sperimentazione clinica negli Stati Uniti e altrove, mentre altri sono in corso di valutazione nella ricerca preclinica. Tra questi ci sono gli inibitori della traduzione procariotica (molecole medicinali antibatteriche) sviluppati in collaborazione con il Belozersky Institute of Physico-Chemical Biology e DHMEQ.

Un altro obiettivo di ricerca del laboratorio è la creazione di algoritmi matematici specializzati e programmi per computer. Come oggi, sono stati creati sei programmi per computer unici per risolvere vari problemi nei campi della chimica farmaceutica e della chemioinformatica. Grandi aziende farmaceutiche, incluso ChemDiv, Novartis, Sanofi, Merck, Bayer, Pfizer, e Takeda, hanno commissionato ricerche presso il laboratorio.