Аддукты акрилонитрила: дизайн, синтез и биологическая оценка в качестве антимикробного, гемолитического и тромболитического агента

Научные отчеты, том 13, Номер статьи: 6209 (2023) Цитировать эту статью

987 Доступов

Подробности о метриках

В этой работе пять аддуктов акрилонитрила были проверены на антибактериальную активность против грамположительных Bacillus subtilis, коллекции типовых культур микробов и банка генов (MTCC 1305) и грамотрицательных Escherichia coli (MTCC 443). За синтезом следовала реакция присоединения аза-Майкла, где акрилонитрил принимает электронную пару от соответствующих аминов и приводит к образованию н-алкилиминобис-пропионитрила и н-алкилиминопропионитрила под воздействием микроволнового излучения. Характеризацию соединений проводили с использованием инфракрасного преобразования Фурье (FTIR), протонного ядерного магнитного резонанса (1H ЯМР) и масс-спектрометрии с ионизацией электрораспылением (ESI-MS). Определение размера частиц проводилось с помощью метода динамического рассеяния света (DLS). Антибактериальное исследование показало более высокую степень ингибирования как грамположительных, так и грамотрицательных бактерий. Установлено, что антибактериальная способность зависит от дозы. Минимальная ингибирующая концентрация в отношении обеих бактерий составила 1, 3, 0,4, 1, 3 мкл/мл для E. coli и 6, 6, 0,9, 0,5, 5 мкл/мл для B. subtilis. Оценка кинетики времени уничтожения показала, что аддукты обладают бактериостатическим действием. Далее его оценивали в высокопроизводительных анализах in vitro для определения совместимости аддуктов с доставкой лекарственного средства. Гемолитическую и тромболитическую активность анализировали в отношении нормальных эритроцитов мыши. Гемолитическая активность показала заметные результаты, что позволяет предположить, что эти акрилонитрильные аддукты являются мощным противомикробным и гемолитическим агентом.

В последние годы большинство инфекционных заболеваний были связаны с бактериями в результате широко распространенной устойчивости штаммов бактерий к антибиотикам. Согласно декларации Организации Объединенных Наций (ООН) об устойчивости к противомикробным препаратам 2016 года1,2, глобальные планы и инициативы по борьбе с устойчивостью к противомикробным препаратам продолжают развиваться. Если нынешние тенденции сохранятся, бактериальные инфекции с множественной лекарственной устойчивостью войдут в тройку крупнейших глобальных рисков для общественного здравоохранения, вызывая до 10 миллионов смертей во всем мире к 2050 году3,4,5. Устойчивость к противомикробным препаратам против доступных лекарств возникла из-за плохого лечения и широкого использования противомикробных препаратов. Имеются различные сообщения об исследованиях нанокомпозитов и наночастиц как эффективного антимикробного агента. Хасанин и др. сообщил о нескольких работах по легированию нанокомпозитов и показал, что легирование материала нанокомпозитом усиливает антимикробную активность в отношении различных грамположительных и грамотрицательных бактерий6. Они доказали, что нанокомпозиты, наполненные наночастицами серебра (Ag-NP), обладают высоким потенциалом в качестве антимикробного агента7. Загрузка нанокомпозитов осуществлялась экологически чистым методом8,9, а включение нанокомпозитов усиливает противомикробную, противогрибковую, противовирусную, антиоксидантную и противораковую активность10,11. Сэмюэл и др.12 разработали простой однопоточный метод и пропагандировали биологический синтез наночастиц как многообещающий метод синтеза наночастиц. Они разработали гибридный полимерный композит литохолевой кислоты (LCA), пиритиона цинка (Zn) и коричного альдегида (Cn) (названный LCA-Zn-Cn), который проявляет мощную антибактериальную/антибиопленочную активность13. Более того, они имеют биосинтезированные наночастицы оксида железа (НЧ Fe3O4) и продемонстрировали свои двойные преимущества в качестве эффективного адсорбента для удаления ионов тяжелых металлов из сточных вод и в качестве биомедицинских агентов12.

Аддукты Мориты-Бейлиса-Хиллмана (MBHA), полученные из производных изатина и акрилонитрила, проявили бактерицидные и фунгицидные свойства, предотвращая рост большинства видов микроорганизмов, используемых в биологических экспериментах14. Аддукт 2-(3-гидрокси-2-оксоиндолин-3-ил)акрилонитрил (ISACN) оказался многообещающим противовоспалительным средством15. MBHA, полученный с использованием акрилонитрила в качестве акцептора Михаэля, ингибировал рост различных видов бактерий и грибов, демонстрируя минимальную ингибирующую концентрацию 32 мкг/мл, что отражает антимикробную эффективность аддуктов акрилонитрила14. Энантиомеры ацильных производных аддукта Мориты-Бейлиса-Хиллмана (±)-2-[Гидрокси(м-нитрофенил)метил]акрилонитрила и (±)-2-[Гидрокси(п-нитрофенил)метил]акрилонитрила не показали токсичности в перитонеальной среде. макрофаги швейцарских мышей16. Роча и др.17 сообщили, что MBHA не проявляет гемолитической активности в отношении эритроцитов человека. Эти аддукты могут служить потенциальными кандидатами на лекарства для лечения различных заболеваний.