Фотодинамическая терапия использует энергию света для разрушения патологических клеток в тканях. Для этого применяются молекулы-агенты — фотосенсибилизаторы. Под воздействием фотонов (квантов света) они переводят кислород в тканях в активные формы (АФК). АФК способны повреждать клеточные мембраны, что приводит к смерти клеток. Антимикробная активность фотосенсибилизаторов делает эту форму терапии перспективной для лечения бактериальных инфекций, устойчивых к действию антибиотиков.
Сочетая молекулярно-динамическое моделирование и биофизические эксперименты, учеными были выявлены структурные особенности молекул, обеспечивающие наилучшие антимикробные свойства. В результате удалось синтезировать соединение (порфирин фосфора(V)), уничтожающее кишечную палочку почти в два раза активнее известных антибиотиков.
«Порфирины фосфора, проявлявшие антимикробную активность, располагались внутри клеточной мембраны параллельно ее поверхности. Порфирины с другим расположением лигандов антимикробную активность не проявляли. Таким образом, наша работа открывает путь для направленного поиска новых фотосенсибилизаторов для антимикробной фотодинамической терапии», — рассказал заместитель директора по научной работе ИФХЭ РАН, заведующий лабораторией биоэлектрохимии, доктор физико-математических наук Олег Вячеславович Батищев.
Все больше штаммов бактерий становятся нечувствительными к антибиотикам, поэтому большое значение имеет создание новых методов борьбы с микробами.
«Ценность нашего результата — не только в том, что удалось синтезировать соединение, проявляющее высокую антимикробную активность по отношению к двум бактериям. Мы получили инструмент, благодаря которому можно предсказывать свойства новых потенциальных фотосенсибилизаторов. Метод заключается в сочетании биофизических экспериментов с компьютерным молекулярным моделированием, что позволяет направленно получать фотосенсибилизаторы с высокой антимикробной активностью», — отметила руководитель работ, академик РАН Юлия Германовна Горбунова.
Работа выполнена при финансовой поддержке Российского научного фонда.
По материалам: Oleg V. Batishchev, Maksim A. Kalutskii, Ekaterina A. Varlamova, Anna N. Konstantinova, Kirill I. Makrinsky, Yury A. Ermakov, Ivan N. Meshkov, Valerij S. Sokolov, Yulia G. Gorbunova. Antimicrobial activity of photosensitizers: arrangement in bacterial membrane matters. Frontiers in Molecular Biosciences 2023. Volume 10. DOI: 10.3389/fmolb.2023.1192794
Источник: Новости РАН 31/07/2023
В других источниках: Тасс. Наука 31/07/2023