Аннотация результатов, полученных в 2024 году
Фундаментальная задача Проекта связана с дизайном и синтезом соединений нуклеозидной природы, подавляющих рост патогенных микроорганизмов (вирусов и/или бактерий, в первую очередь лекарственно устойчивых штаммов патогенов) и/или грибов-биодеструкторов. Задачами настоящего комплексного фундаментального исследования являются: - создание соединений-лидеров для разработки препаратов нового поколения – ингибиторов роста патогенных микроорганизмов и грибов-биодеструкторов на основе модифицированных пиримидиновых нуклеозидов. - разработка подходов для выявления субклеточной локализации полученных нами новых биоцидов. (1) В процессе работы над Проектом осуществлен синтез нескольких групп пиримидиновых нуклеозидов, модифицированных по С4-, С5- или С6-положениям основания и углеводному фрагменту, активных по отношении к резистентным штаммам микроорганизмовthe structures and purity of which were confirmed by generally accepted physicochemical methods. Синтезировано 26 новых соединений: N4-Алкильные производные 6-метилцитидина; набор производных N4-додецил-2’-дезокси-цитидина и N4-додецилцитидина, содержащих в 5 положении остатка цитозина: различные алкильные, алкинильные, азольные заместители или галогены; 4-тио-5-алкилоксиметильные производные 2’-дезоксиуридина; N4-алкильные производные 5-этил-2’-дезокси-4’-тиоцитидина; производные 5-метил-2’-дезоксицитидина и 5-метилцитидина, содержащие при N4-положении протяженные N-оксиалкильные заместители; N4-гидрокси-6-метилцитидин и ряд N4-(ацилокси) производных N4-гидроксицитидина; синтоны ингибиторы роста исследуемых микроорганизмов (в первую очередь грибов), позволяющие проводить ковалентное присоединения флуоресцентных красителей методом «клик-химии» для определения субклеточной локализации биоцидов: N4-додецил-5-этинил-2’-дезокси-цитидин и N4-додецил-5-метил-5’-азидо-5’-дезоксицитидин. Структуры и чистота всех синтезированных соединений подтверждены общепринятыми физико-химическими методами: спектроскопий УФ, 1Н и 13С ЯМР и ВЭЖХ с масс-спектрометрией высокого разрешения. (2) В процессе работы над Проектом значительные усилия были направлены на изучение в модельных системах возможных механизмов действия производных пиримидиновых нуклеозидов на биологические объекты: Изучены механизмы действия производных пиримидиновых нуклеозидов на модельные липидные мембраны различного состава. В результате получено еще одно подтверждение нашей гипотезы, что ингибирующее действие синтезированных нами производных нуклеозидов, содержащих в 4 или 5 положениях остатка нуклеинового основания протяженные углеводородные заместители может быть связано с нарушением клеточной мембраны. Проведено изучение профиля метаболитов, образующихся при инкубации клеток Staphylococcus aureus вместе с ингибитором - N4-додецил-5-метил-2’-дезоксицитидином. Полученный профиль метаболитов показал, что при воздействии нашего соединения на бактериальную клетку не затрагиваются гликолиз и цикл трикарбоновых кислот, а все изменения метаболитов являются общими для гибнущих клеток. Опробованы в модельных системах предложенные в Проекте подходы для выявления субклеточной локализации полученных нами новых биоцидов с применение флуоресцентной микроскопии: Показано, что после инкубации N4-дансиламиноалкильного производного 5-метил-2'-дезоксицитидина с рядом грибных культур наблюдается флуоресценция во внутренних везикулярных компарментах мицелия (но не спор). Показано на модельном объекте проникновение N4-додецил-5-метил-5’-азидо-5’-дезоксицитидина в клетки Huh, с последующим ковалентным пприсоединением флуоресцентного красителя методом «клик-химии». Наблюдалось интенсивная флуоресценция внутри клетки: в мембранах и в ядрышке. Эти опыты позволяют надеяться, что мы сможем идентифицировать субклеточной локализацию полученных нами новых биоцидов.

Аннотация результатов, полученных в 2025 году
Фундаментальная задача Проекта состоит в дизайне и синтезе соединений нуклеозидной природы, подавляющих рост патогенных микроорганизмов (вирусов и/или бактерий, в первую очередь лекарственно устойчивых штаммов патогенов) и/или грибов-биодеструкторов. Задачами настоящего комплексного фундаментального исследования являются: создание соединений-лидеров для разработки препаратов нового поколения – ингибиторов роста патогенных микроорганизмов и грибов-биодеструкторов на основе модифицированных пиримидиновых нуклеозидов; а также разработка подходов для выявления субклеточной локализации полученных нами новых биоцидов. В процессе работы над Проектом осуществлен синтез нескольких групп пиримидиновых нуклеозидов, модифицированных по С4-, или С5-положениям основания и углеводному фрагменту, активных по отношении к резистентным штаммам микроорганизмов. Структуры и чистота всех синтезированных соединений подтверждены современными физико-химическими методами. Синтезированные 5-алкилоксиметильные и 5-алкилтриазолилметильные производные 4-тио-2’-дезоксиуридина ингибировали рост ряда грамположительных бактерий, в том числе лекарственно-устойчивых штаммов золотистого стафилококка и микобактерий с врожденной резистентностью к антибактериальным препаратам. Новые соединения продемонстрировали лучшую ингибирующую активность (МИК 5–80 мкг/мл) по сравнению с их C4-оксо аналогами и оказались малотоксичными для клеток эукариот линий HeLa и A549. Особый интерес представляло ингибирующее действие вновь синтезированных соединений на ряд микобактерий, характеризующихся природной устойчивостью к широкому спектру антибактериальных препаратов. Два соединения проявили активность как в отношении лабораторных штаммов, так и клинических изолятов – возбудителей микобактериальных заболеваний, включая медленнорастущие M. avium и M. intracellulare, а также быстрорастущие M. abscessus и M. fortuitum. Полученные производные нуклеозидов могут служить перспективными соединениями-лидерами для разработки новых антибактериальных (в первую очередь, антимикобактериальных) препаратов. В процессе работы над Проектом значительные усилия были направлены на исследование субклеточной локализации полученных нами биоцидов. Нами отработаны и оптимизированы условия для определения их локализации в эукариотических клетках. Разработаны удобные методики инкубации клеток эукариот и грибов с синтезированными нами синтонами, содержащими терминальную этинильную или азидную группы, фиксирования полученного комплекса, введения в него методом «клик-химии» подходящиго красителя и исследования флуоресценции полученных комплексов в сравнении со стандартными красителями. Изучено проникновение и распределение аналогов нуклеозидов в структурах гриба-деструктора темперной живописи Penicillium chrysogenum STG-117, ранее изолированного в Государственной Третьяковской галерее. Показано, что все соединения эффективно проникают как в многоклеточные, так и в одноклеточные структуры P. сhrysogenum. данные демонстрируют попадание алкилированных нуклеозидов не только в мицелиальные структуры, но и в споры. При совместной инкубации алкилированных нуклеозидов с коммерческим красителем для грибковых мембранных структур, FM4-64, показано, что он колокализуется со всеми изученными соединениями в гифах мицелия. Полученные данные демонстрируют, что аналоги пиримидиновых нуклеозидов преимущественно локализуются в мембранных структурах P. chrysogenum. Это может сузить поиск предполагаемых мишеней этих соединений, для которых в настоящее время не известен механизм действия. На данном этапе уже имеются первые практические положительные результаты использования синтезированных нами соединений. В нашей совместной работе с сотрудниками ФИЦ Биотехнологии РАН и Всероссийского художественного научно-реставрационного центра (ВХНРЦ) имени академика И. Э. Грабаря продемонстрирована возможность применения наших соединений для обработки новгородской иконы XVI века для защиты её от биопоражения. Другим нашим достижением в рамках работы над Проектом явилось предотвращение распространение разрушающей плесени на иконостасе Храма Светлого Христова Воскресения Покровского района Владимирской области в результате его обработки нашими соединениями. Факт предотвращения повторного биопоражения был подтверждён последующим мониторингом. За проведение мероприятий, связанных с успешной обработкой подобранными антисептиками иконостаса вышеупомянутого Храма, имеется благодарность ответственным участникам Проекта от Александровской Епархии РПЦ.