Борьба с грибком: новые решения сложной проблемы

Все знают об антибиотиках и о том, как бактерии вырабатывают к ним устойчивость. Но что насчёт грибковых инфекций? Казалось бы, нужно просто синтезировать противогрибковые вещества — и проблема решена. Однако на практике создание эффективных препаратов осложняется целым рядом фундаментальных причин.

В отличие от бактерий, грибы, как и человек, являются эукариотами. Это означает схожесть клеточных структур и метаболических путей. Следовательно, крайне сложно найти мишень для лекарства, которая была бы уникальна для грибка и не затрагивала бы клетки человека, что часто приводит к токсичности препаратов. Другими серьёзными препятствиями являются ограниченное число таких молекулярных мишеней, проблема доставки действующего вещества к очагу инфекции (биодоступность) и стремительное развитие устойчивости (резистентности) грибов к существующим лекарствам. Таким образом, разработка новых противогрибковых средств остаётся крайне актуальной и сложной задачей.

Группа исследователей из Австралии под руководством профессора Сирилла Буайе предложила инновационный подход. Они использовали метод PET-RAFT — контролируемой радикальной полимеризации, которая инициируется и регулируется видимым светом в присутствии фотокатализатора. Этот метод позволяет точно контролировать молекулярную массу и архитектуру полимеров. Учёные синтезировали полимер, состоящий из четырёх типов мономеров (рис. 1):
1) A: Катионная группа для электростатического взаимодействия с отрицательно заряженными мембранами грибов.
2) B: Гидрофобная группа для встраивания в липидный бислой мембраны.
3) C: Гидрофильная группа для обеспечения растворимости в воде и биосовместимости.
4) D: Мономер acryl-ZnTPP, выполняющий ключевую роль.

Особый интерес представляет компонент D. Мономер на основе тетрафенилпорфирина цинка (ZnTPP) выполняет двойную функцию: он служит фотокатализатором для синтеза полимера, а в готовом материале становится встроенным фотосенсибилизатором.

Полученный полимер P(ABCD) демонстрирует уникальные свойства. Без облучения его противогрибковая активность против видов Candida сравнима с активностью контрольного полимера P(ABC), не содержащего фотосенсибилизатора. Однако при облучении зелёным (530 нм) или красным (630 нм) светом активность P(ABCD) (рис. 2):
1) Минимальная ингибирующая концентрация (МИК) снижается в 4–8 раз.
2) Минимальная фунгицидная концентрация (МФК), необходимая для полного уничтожения грибка, снижается до 8 раз.

Этот эффект связан со светоиндуцированной генерацией активных форм кислорода (АФК), которые наносят окислительные повреждения клеткам грибов, значительно усиливая действие полимера.

Ссылка на статью

Материал подготовил Попович С.З.