«Наше исследование, насколько нам известно, является одним из первых подобных в мире. Мы смогли создать полностью искусственную систему, имитирующую процессы в живых системах, и при этом убрали недостатки природных молекул, связывающих ДНК, такие как быстрое разложение под действием ферментов», - пояснил доцент Казанского федерального университета (КФУ) Дмитрий Шурпик.
В последние годы ученые пытаются бороться с формированием биопленок при помощи различных ферментов, уничтожающих некоторые компоненты этих структур, в том числе присутствующую в ней бактериальную ДНК. Изначально препараты на их базе работали эффективно, однако микробы быстро приспособились к ним и начали вырабатывать вещества, нейтрализующие эти ферменты.
Российские химики и биологи выяснили, что эти пептиды можно заменить при помощи «молекул-контейнеров» на базе макроциклических органических соединений из класса пиллараренов. Они представляют собой кольцеобразные структуры, состоящие из пяти или более звеньев, каждое из которых является молекулой ароматического углеводорода.
Шурпик и его коллеги обнаружили, что один из созданных ими пиллараренов, содержащий в себе большое число атомов азота, можно использовать в качестве своеобразной «ловушки» для ДНК, куда ее нити могут проникнуть, но откуда они не могут выйти. Это происходит в результате формирования связей между связей между нуклеотидами и отдельными звеньями в молекулах пиллараренов.
Принцип действия биомиметической ловушки для бактериальной ДНК. Источник: Aleksandrova et al. / Pharmaceutics, 2023
Ученые проверили работу данных «ловушек» для ДНК на биопленках, которые вырабатывают колонии золотистого стафилококка, опасного патогена. Как показали последующие наблюдения, пилларарены активно захватывали нити бактериальной ДНК, что замедлило формирование биопленки на 15-20%. При этом пилларарены оказались безопасными для культур здоровых человеческих клеток.
Как предполагают Шурпик и его коллеги, созданные ими «ловушки» для ДНК можно использовать для усиления действия антибиотиков, при помощи которых медики сейчас уничтожают микроорганизмы, способные формировать биопленки. Это позволит повысить эффективность данных препаратов и сократить время лечения больных.
Если вы хотите стать героем публикации и рассказать о своем исследовании, заполните форму на сайте РНФ
