Введение к работе
Актуальность темы
Важнейшей задачей фармацевтической науки является поиск, изучение и внедрение в клиническую практику относительно безвредных препаратов с высокой биологической активностью. Весьма актуален поиск новых противомик-робных соединений, что связано с лидирующим положением инфекционных заболеваний среди причин нетрудоспособности, инвалидности и преждевременной смертности на Земле. Анализ литературы показывает, что применяемые в медицинской практике антибиотические, антисептические и дезинфицирующие средства со временем теряют свою терапевтическую ценность, что обусловлено формированием микроорганизмами резистентных форм. Открытие новых видов возбудителей с неустановленной устойчивостью к современным препаратам, а также прецеденты биотерроризма повышают потребности здравоохранения в эффективных, более совершенных, экологически безопасных и экономически выгодных биоцидных средствах.
Поиск новых соединений, обладающих антимикробным действием, ведется по нескольким направлениям, одним из которых является целенаправленный синтез химических веществ с заданными биологическими свойствами. Имеющиеся в научной литературе сведения позволяют сделать вывод, что поиск потенциальных протавомикробных средств следует вести среди рядов антраниловой и ацилпировиноградных кислот, производных пиридина. Высокая реакционная способность и широкий круг химических превращений производных ацилпировиноградных кислот дают возможность использовать их для конструирования разнообразных нециклических и гетероциклических систем, которые обладают противо-микробным, противоопухолевым, противовоспалительным и другими видами действия при низкой токсичности. Многообразие гетероциклических систем позволяет синтезировать соединения с широким спектром фармакологической активности. В частности, производные пиридина обладают противотуберкулезным, ноотропным, гипотензивным, бактерицидным и другими действиями. Кватер-низованные соли пиридина нашли практическое применение в качестве кожных антисептиков. Таким образом, производные данных классов химических веществ перспективны для поиска новых противомикробных средств, а оценка их биологической активности является актуальной.
Цель и задачи исследования
Целью настоящей работы является поиск соединений с противомикробным действием среди производных антраниловой кислоты, полиоксосоединений : 2-ариламино-1,4-диарил-2-бутен-1,4-дионов и производных ацилпировиноградных кислот, гетероциклических азотсодержащих соединений и отбор активных веществ, перспективных для внедрения в медицинскую практику в качестве лекарственных средств.
Для достижения поставленной цели были сформулированы следующие задачи:
Провести скрининговые исследования новых производных антраниловой и ацилпировиноградных кислот, гетероциклических азотсодержащих соединений по отношению к штаммам грамположительных кокков Staphylococcus aureus АТСС 6538-Р и грамотрицательных палочек Escherichia coli АТСС 25922 на наличие среди них веществ, обладающих противомикробной активностью.
Выявить наиболее активные соединения для дальнейших исследований.
Определить спектр противомикробного действия активных соединений по отношению к другим тест-штаммам микроорганизмов, как к музейным (Staphylococcus epidermidis АТСС 14990, Bacillus subtilis АТСС 6633, Bacillus cereus ATCC 8035, Pseudomonas aeruginosa ATCC 9027, Candida albicans ATCC 24433), так и к клиническим резистентным штаммам. Оценить острую токсичность активных соединений.
Установить качественную зависимость противомикробной активности соединений от химической структуры, параметров квантово-химического расчета.
Научная новизна
Впервые изучено противомикробное действие 270 неописанных ранее в литературе производных антраниловой и ацилпировиноградных кислот, гетероциклических азотсодержащих соединений по отношению к тест-штаммам -S. aureus АТСС 6538-Р, Е. coli АТСС 25922. Проведенный анализ результатов скрининга позволил выявить 32 соединения, обладающие умеренной и высокой противомикробной активностью по отношению к грамположительному микроорганизму, и 27 веществ - по отношению к грамотрицательному. Проведены углубленные исследования 9 активных соединений, не уступающих по силе действия известным препаратам, по отношению к грамположительным коагулазонегативным коккам, аэробным грамотрицательным неферментирующим палочкам, споро-образующим грамположительным палочкам рода Bacillus, грибам рода Candida. Показана перспективность поиска соединении с выраженным противомикробным действием среди рядов амидов ацилпировиноградной кислоты, монокватерни-зованных 1,2-ди-3(4)-пиридилэтиленов.
Установлена некоторая связь химической структуры изученных веществ с данным видом активности. Впервые проведен расчет величины дипольного момента молекул 40 соединений.
Практическая значимость
Обнаружено, что перспективными для дальнейшего изучения являются енаминопроизводные ацилпировиноградных кислот и их амиды и монокватер-низованные 1,2-ди-3(4)-пиридилэтилены, обладающие противомикробной активностью. Оки имеют потенциальную возможность использования в практической медицине. Среди производных данных рядов отобраны 9 соединений, которые по степени выраженности бактериостагнческого эффекта в отношении тест-штаммов S. aureus и Е. coli превосходят препараты сравнения. Установлен спектр противомикробного действия и класс опасности данных веществ. По результатам углубленных исследований два соединения : 1^-(2\4',б'-триметилфенил)амид 2-(P-N',N'-диэтиламиноэтиламино)-4-оксо-4-(4'-хлорфенил)-2-бутеновой кислоты и хлорид 1-[Ы-цетил-4-пиридиний]-2-(4'-пиридил)этилена рекомендованы для проведения доклинических испытаний с целью внедрения в медицинскую практику в качестве лекарственных средств. Результаты научных исследований внедрены в научно-исследовательский процесс кафедр фармацевтической технологии, органической химии ГОУ ВПО «ПГФА Росздрава», кафедры общей и биоорганической химии ГОУ ВПО «ПГМА Росздрава».
Апробация работы. Результаты исследований докладывались на конференциях и конгрессах различного уровня : межвузовской научно-практической конференции «Вузы и регион» (Пермь, 2003), Российской научно-практической конференции «Рациональное использование лекарств» (Пермь, 2004), Всероссийской научно-практической конференции «Разработка, исследование и маркетинг
новой фармацевтической продукции», (Пятигорск, 2005), XIV Российском национальном конгрессе «Человек и лекарство» (МоскваД007), международной научно-практической конференции «Здоровье и образование», (Палермо - Пермь, 2007), региональной конференции молодых ученых с международным участием «Современные проблемы экологии, микробиологии и иммунологии» (Екатеринбург-Пермь, 2007), российской научно-практической конференции, посвященной 70-летию ПГФА «Достижения и перспективы в области создания новых лекарственных средств» (Пермь, 2007), международной конференции «Техническая химия. От теории к практике» (Пермь, 2008), научно-практической конференции «Современное состояние и пути оптимизации лекарственного обеспечения населения» (Пермь, 2008).
Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 12 научных работ : 1 статья в издании, рекомендуемом ВАК, 6 статей и 5 тезисов докладов конференций различного уровня. Подана 1 заявка на выдачу патента РФ.
Связь задач исследования с проблемным планом фармацевтических наук. Диссертационная работа выполнена в соответствии с планом научных исследований Пермской государственной фармацевтической академии Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию (номер государственной регистрации 01.9.10018875).
Объем и структура диссертации. Содержание работы изложено на 147 страницах машинописного текста и состоит из введения, четырех глав, выводов, списка литературы, приложения. Содержит 35 таблиц и 5 рисунков. Библиография включает 155 источников отечественных и зарубежных авторов.
В первой главе (обзор литературы) освещена проблема резистентности микроорганизмов к нротнвомикробным средствам. Обобщены дашше о поиске новых соединений, обладающих противомнкробной и другими видами активное, среди производных антраниловой кислоты, полиоксосоединений и гетероциклических азотсодержащих соединений. Рассмотрены подходы изучения количественных соотношений «структура-активность» в данных рядах.
Во второй главе отбываются объекты и методы, использованные в работе.
В третьей главе представлены результаты скрининговых исследований соединений указанных рядов, и рассмотрена связь «структура-противомикробная активность».
Глава 4 посвящена углубленному изучению широты спектра противомикроб-ного действия активных соединений.
В приложение включены акты внедрения научных исследований. На защиту выносятся
Результаты микробиологических испытаний производных антраниловой, ацшшировиноградных кислот, гетероциклических азотсодержащих соединений, которые выявили 9 соединений, обладающих выраженной противомнкробной активностью в отношении грамположительных и грамотрицательных микроорганизмов.
Закономерности качественной зависимости противомикробиого действия исследованных соединений от их химической структуры.
Рекомендации для углубленных доклинических испытаний двух перспективных соединений : Ы-(2',4',6'-триметилфенил)амида 2-({Ш',>Г-дігзтшіаминозтііламиііо)-4-оксо-4-(4'-хлорфенил)-2-бутеновой кислоты и хлорида 1-[Ы-цетил-4-пиридиний]-
2-(4'-пиридил)этилена, не уступающих препаратам сравнения по степени выраженности антибактериальной и противогрибковой активности.
