Ю.А. Плотникова1, Е.С. Барышева2, С.А. Пешков3

1–3 ФГБОУ ВО «Оренбургский государственный университет» (г. Оренбург, Россия)

Постановка проблемы. Синтез антибактериальных соединений на основе химической модификации противомикробных агентов природными комплексами является одним из перспективных методов в борьбе с антибиотикорезистентностью. Включение в состав противомикробного препарата сложных структурных комплексов вторичных метаболитов лекарственных растений и биомолекул – веществ, входящих в состав клетки (аминокислот, нуклеиновых кислот, липидов и других соединений), может скрыть или уменьшить распознавание бактериями антибактериальных веществ. Образующиеся смешанные или смешанно-лигандные соединения могут мимикрировать и поступать в клетку по каналам, по которым идет транспорт биомолекул. Разрушаясь в клетке, они высвобождают антимикробное средство и облегчают его доступ к мишени действия.

Цель работы – оценка антибактериального потенциала биохимического взаимодействия вторичных метаболитов растительных экстрактов с антибиотиками – ингибиторами синтеза клеточной стенки бактерий в отношении грамотрицательных и грамположительных бактериальных клинических изолятов.

Результаты. На основе данных инфракрасного (ИК) анализа состава модифицированных смешанно-лигандных комплексов, данных предварительного квантово-химического моделирования смешанных комплексов с органическими молекулами, а также экспериментальной апробации полученных результатов в условиях in vitro было показано, что вторичные метаболиты растительных экстрактов, при сочетанном действии с антибактериальными препаратами фосфомицина и цефтазидима на клинические изоляты S. Aureus и P. aeruginosa  способны к синергии, подавляя жизнедеятельность и размножение изолятов.

Практическая значимость. Модификация уже известных форм противомикробных препаратов позволит преодолеть резистентность микроорганизмов и восстановит их активность.

Плотникова Ю.А., Барышева Е.С., Пешков С.А. Химическая модификация противомикробных комплексов органическими молекулами с целью получения смешанно-лигантных антирезистентных агентов // Технологии живых систем. 2023. T. 20. № 2. С. 42-52. DOI: https://doi.org/10.18127/j20700997-202302-05

1. Аlvarez-Martinez F.J., Barrajon-Catalan E., Herranz-Lopez M., Micol V. Antibacterial plant compounds, extracts and essential oils: An updated review on their effects and putative mechanisms of action // Phytomedicine. 2021. V. 90. P. 1–16.
2. Kyoung Kim Mi, Tae-Gum Lee, Minji Jung, Ki-Ho Park, Youhoon Chong. In Vitro Synergism and Anti-biofilm Activity of Quercetin-Pivaloxymethyl Conjugate against Staphylococcus aureus and Enterococcus Species // Chemical and Pharmaceutical Bulletin. 2018. V. 66. P. 1019–1022.
3. Hu Z.Q., Zhao W.H., Asano N., Yoda Y., Hara Y., Shimamura T. Epigallo-catechin gallate synergistically enhances the activity of carbapenems against methicillin-resistant Staphylococcus aureus // Antimicrob Agents Chemother. 2002. V. 46. № 2. Р. 558–560.
4. Sudano Roccaro A., Blanco A.R., Giuliano F., Rusciano D., Enea V. Epigal-locatechin-gallate enhances the activity of tetracycline in staphylococci by inhibiting its efflux from bacterial cells // Antimicrob Agents Chemother. 2004. V. 48. № 6. Р. 1968–1973.
5. Siriwong S., Teethaisong Y., Thumanu K., Dunkhunthod B., Eumkeb G. The synergy and mode of action of quercetin plus amoxicillin against amoxicillin-resistant Staphylococcus epidermidis // BMC Pharmacol Toxicol. 2016. V. 17. № 1. Р. 1–14.
6. Abreu A.C., Coqueiro A., Sultan A.R., Lemmens N., Kim H.K., Verpoorte R., van Wamel W.J.B., Simоes M., Choi Y.H. Looking to nature for a new concept in antimicrobial treatments: isoflavonoids from Cytisus striatus as antibiotic adjuvants against MRSA // Scientific Reports. 2017. V. 7. № 1. Р. 1–16.
7. Peris M.C., Martinez A., Ortiz M.P., Sheth C.C., Veses V. Icariin in Combination with Amoxycillin-Clavulanate and Ampicillin, but Not Vancomycin, Increases Antibiotic Sensitivity and Growth Inhibition against Methicillin-Resistant Staphylococcus aureus // Antibiotics (Basel). 2022. V. 11. № 2. Р. 1–10.
8. Zhi-Qing H., Wei-Hua Z., Yoshiyuki Y., Nozomi A., Yukihiko H., Tadakatsu S. Additive, indifferent and antagonistic effects in combinations of epigallocatechin gallate with 12 non-β-lactam antibiotics against methicillin-resistant Staphylococcus aureus // Journal of Antimicrobial Chemotherapy. 2002. V. 50. № 6. P. 1051–1054.
9. Mun S.H., Kang O.H., Joung D.K., Kim S.B., Seo Y.S., Choi J.G., Lee Y.S., Cha S.W., Ahn Y.S., Han S.H., Kwon D.Y. Combination Therapy of Sophoraflavanone B against MRSA: In Vitro Synergy Testing // Evid Based Complement Alternat Med. 2013. Р. 1–7.
10. Miklasinska-Majdanik M., Kępa M., Wojtyczka R.D., Idzik D., Wąsik T.J. Phenolic Compounds Diminish Antibiotic Resistance of Staphylococcus Aureus Clinical Strains // Int. J. Environ. Res. Public Health. 2018. V. 15. № 10. Р. 1–18.
11. Климова Т.А. Барышева Е.С., Плотникова Ю.А. Использование эссенциальных элементов транзиторными пробиотическими штаммами в системе коррекции минерал-дефицитных состояний на модели лабораторных животных // Технологии живых систем. 2021. Т. 18. № 4. С. 34–43.