Гидрофильные фосфониевые полимеры показали неожиданную избирательность и антибактериальную активность

Искусственные полимеры, вроде пептидных антибиотиков, нуждаются в наличии как гидрофобных, так и гидрофильных участков в молекулярной структуре для антибактериальной активности. Теперь исследователи из Канады синтезировали материал, оспаривающий это утверждение.

Созданная командой фосфониевая полимерная соль не содержит гидрофильных алкильных цепей, но все равно действует как невероятно эффективный биоцид, сообщает sciencedaily.com. Выводы проекта представлены в Angewandte Chemie. Они могут заставить ученых переосмыслить стратегии работы с антибактериальными полимерами.

Подобные искусственные структуры активно используются в борьбе с мультирезистентными микробами и поиске новых антибиотиков. Пол Рагогна и Бет Джиллис из Западного Университета Лондона, Онтарио, Канада, вместе со своими группами сосредоточились на содержащих фосфор коротких полимерах, полифосфониях. Они могут имитировать мощные пептидные антибиотики. Молекулярная структура полимеров состоит из углеводородной основы и положительно заряженных фосфорных центров в каждом повторяющемся участке. Считалось, что именно уравновешенность алкильных цепей и положительные заряды обеспечивали эффективное крепление к бактериальным клеткам и разрушение их мембран. Предполагая наличие более эффективного лизиса, ученые начали аккуратно менять амфилильный характер полифосфониев.

Команда ввела в материал маннозу. Моносахарид должен был выступить «наживкой» для бактерий, идея не сработала. Затем авторов ждал неожиданный успех с короткой спиртовой цепочкой гидроксипропила. Они не ожидали, что структура добавит гидрофобные свойства полифосфонию, обеспечит лизис бактериальных клеток или гемолизис эритроцитов. Уровень влияния на последние характеризует избирательность препарата. Но материал, задуманный как контрольный образец, эффективно убивал бактерии, не трогая клетки крови.

«Это – беспрецедентный результат в контексте литературы по антибактериальным полиониям», — отметили авторы.

Исследование показало, что гидрофобные алкильные цепи не являются ключевыми функциональными группами для запуска лизиса солевыми полимерами из фосфония. Вместо этого, предположили авторы, важную роль может играть полистирольная основа или одна терминальная гидрофобная группа в синтезированном материале. Они намерены продолжить изучение свойств новых антибактериальных полимеров.