Катионные малые молекулы — перспективное средство против грибковых инфекций

Патогенные грибы, такие как Candida albicans, вызывают инфекции полости рта, кожи, ногтей и половых органов. Хотя для большинства людей они не смертельны, для пациентов с ослабленным иммунитетом (при СПИДе или раке) они могут быть смертельно опасны. Существующие противогрибковые препараты, например триазолы и полиены, имеют крайне ограниченный спектр действия, а некоторые виды грибов выработали к ним устойчивость.

Исследователи из Института биоинженерии и нанотехнологий A*STAR (Сингапур) совместно с IBM Almaden Research Center (США) открыли четыре катионных соединения класса терефталамид-бисмочевины с сильной противогрибковой активностью, высокой селективностью и низкой токсичностью для организма-хозяина. Эти малые молекулы способны к самосборке в волокна, связыванию с грибковой мембраной и разрушению клеток различных видов грибов.

Структура и свойства соединений

• Конформационный анализ показал, что молекулы имеют Z-образную структуру: центральный терефталамид, по обе стороны от него — группы мочевины, а на концах — катионные заряды.
• Были синтезированы соединения с разными спейсерами (этил-, бутил-, гексил- или бензиламин) между группой мочевины и катионным зарядом.
• В воде эти соединения агрегируют, образуя волокна длиной от сотен нанометров до нескольких микрометров и диаметром всего 5–10 нанометров.

Механизм действия и эффективность

• Все катионные соединения эффективно подавляли рост C. albicans, даже при увеличении концентрации грибов с 10² до 10⁵ колониеобразующих единиц на миллилитр.
• Высокая противогрибковая активность объясняется образованием ультратонких волокон, которые легко проникают и разрушают многослойную мембрану C. albicans, имеющую низкий отрицательный заряд.
• Соединения также уничтожали клинически изолированные штаммы C. albicans, устойчивые к лекарствам, и разрушали биоплёнку, предотвращая развитие резистентности.

Безопасность

Тесты на цитотоксичность показали, что катионные терефталамид-бисмочевины обладают низкой токсичностью для клеток млекопитающих и в модели на мышах, что делает их относительно безопасными для профилактики и лечения грибковых инфекций.