Средство, обладающее антибактериальной активностью в отношении культуры клеток escherichia coli - RU2786842C1

Чертежи

Описание

Изобретение относится к фармакологии, в частности к применению комплексных соединений меди(II) на основе арилметиленбиспиран-2-онов в качестве антимикробного препарата, а именно – в качестве средства, обладающего антибактериальной активностью в отношении культуры клеток Escherichia coli K-12 (депонирован в IBPPM 204).

Известны соединения, проявляющие антибактериальную активность по отношению к различным видам бактериальных культур.

Известны препараты неомицин (см. патент США №2799620, по кл. МПК С07H15/282, опубл. 16.07.1957) и ципрофлоксацин (Norry S.R. Side-effects of quinolones: comparisons between quinolones and other antibiotics // Eur. J. Clin. Microbiol. Infect. Dis.- 1991.-V. 10.- P. 378-383), а также аналог неомицина – стрептомицин (см. патент США №2799620, по кл. МПК С07H15/282, опубл. 16.07.1957).

Недостатками неомицина (см. Youssef F.S. at al. Application of some nanoparticles in the field of veterinary medicine // Int. J. Vet. Sci. Med.- 2019.-V. 7.-N.1.- P. 78-93) и его производных (см. Nurkeeva Z.S. at al. Polycomplexes of poly(acrylic acid) with streptomycin sulfate and their antibacterial activity // Eur. J. Pharm. Biopharm.-2004. - V.57. - P. 245-249) является наличие нежелательных побочных эффектов, таких как нефротоксичность и ототоксичность, необратимая глухота, токсическая нефропатия.

Известны комплексные соединения Cu(II), Ni(II), Co(II), Mn(II), Fe(III) на основе 2H-пиран-2-онов, обладающие антибактериальными свойствами в отношении грамотрицательных (E. coli) и грамположительных (S. aureus) бактерий. Наиболее высокую активность проявил комплекс меди(II), зона ингибирования которого составила 27 и 18 мм, соответственно, при минимальной ингибирующей концентрации (МИК) 0,5 мг/мл, что выше, по сравнению с лигандом - 15 и 09 мм (0,5 мг/мл), но ниже, чем у препарата сравнения – ципрофлоксацина – 40 и 42 мм (0,5 мг/мл) (см. Jadhav S.M. at al. Synthesis, characterization, potentiometry, and antimicrobial studies of transition metal complexes of a tridentate ligand // J. Coord. Chem. – 2010. – V. 63. – N. 23. - P. 4153-4164).

лиганд M=Cu(II), Ni(II), M’=Fe(III) Co(II), Mn(II)

В отношении грамотрицательных (E. coli) и грамположительных (S. aureus) бактерий исследована антибактериальная активность in vitro комплексов Ni(II), Cu(II), Co(II), Mn(II), Fe(III) на основе 2H-пиран-2-онов методом бумажных дисков. Комплексные соединения Ni(II), Co(II), Mn(II), Fe(III) проявили умеренную активность по сравнению с неомицином. Наиболее выраженный эффект показал комплекс Cu(II), для которого зона ингибирования составила 22 мм при МИК 1мг/мл (см. Patange V.N. at al. Synthesis, spectral, thermal and biological studies of transition metal complexes of 4-hydroxy-3-[3-(4-hydroxyphenyl)-acryloyl]-6-methyl-2H-pyran-2-one // J. Serb.Chem. Soc. – 2011. – V. 76. –N. 9. – P. 1237-1246).

DMF – N,N-Диметилформамид, М= Cu(II), Ni(II), Co(II), Mn(II) и X=Cl, где М= Fe(III)

Известны также комплексные соединения Co(II), Cr(III) и Fe(III) с формулой:

где М=Co, X=2; M=Cr, Fe, X=4,

обладающие антибактериальными свойствами, которые были исследованы в отношении грамотрицательных (E. coli) и грамположительных (S. aureus) бактерий. Активность оценивали путем измерения зон ингибирования, наблюдаемые вокруг испытуемых соединений. Наибольшие зоны ингибирования наблюдались у комплекса Co(II) и составляли 20 и 19 мм соответственно (см. Al-Obaidi O.H. Synthesis and theoretical evaluation of new binuclear Cr(III), Co(II) and Fe(III) metal complexes of tetradentate Schiff base and its biological activity // Int. J. Biochem. Res.&Rev. – 2015. – V.5. – N.1. – P. 49-55).

Изобретение направлено на решение проблемы расширения арсенала средств, обладающих антибактериальным действием в отношении бактериальной суспензии Escherichia coli K-12.

Поставленная проблема решается применением комплексов меди(II) на основе арилметиленбиспирн-2-онов формулы

где при n = 4 R=H (1) или R=3-NO₂(2)

в качестве средства, обладающего антибактериальной активностью.

Комплексные соединения меди(II) на основе арилметиленбиспиран-2-онов были получены с использованием термической активации (см., например, Pozharov M.V. at al. Synthesis and characterization of copper (II) complexes with arylmethylenebis-4-hydroxy-6-methyl-2-N-pyran-2-ones: A case of interesting keto-enol tautomerism // Inorganica Chimica Acta. – 2021. – V. 517. – P. 120207-120216; и патент РФ № 2753853 по кл. МПК С07F 1/08, опуб. 24.08.2021).

Соединение № 1 - комплекс меди(II) 3,3'-(фенилметилен)бис(4-гидрокси-6-метил-2Н-пиран-2-она) синтезирован одностадийным методом в результате двухкомпонентной реакции 3,3'-(фенилметилен)бис(4-гидрокси-6-метил-2Н-пиран-2-она) и моногидрата ацетата меди(II) в этаноле при термической активации.

Соединение № 2 - комплекс меди(II) 3,3'-((3-нитрофенил)метилен)бис(4-гидрокси-6-метил-2Н-пиран-2-она) синтезирован одностадийным методом в результате двухкомпонентной реакции 3,3'-((3-нитрофенил)метилен)бис(4-гидрокси-6-метил-2Н-пиран-2-она) и моногидрата ацетата меди(II) в этаноле при термической активации.

Изобретение иллюстрируется чертежами, где представлены графики определения концентраций соединений, вызывающих 50% ингибирования роста бактериальной культуры Escherichia coli К 12, при этом:

- на фиг. 1 представлен график определения концентрации комплексного соединения № 1, вызывающего 50% ингибирования роста бактериальной культуры Escherichia coli;

- на фиг. 2 представлен график определения концентрации комплексного соединения № 2, вызывающего 50% ингибирования роста бактериальной культуры Escherichia coli.

Антибактериальную активность комплексов меди(II) на основе арилметиленбиспиран-2-онов определяли на жидких питательных средах методом серийных разведений.

Пример 1. Испытание антибактериальной активности комплексного соединения 1.

В 96-луночный планшет было внесено 0,16 мл среды LB + 0,04 мл раствора комплекса меди(II) 3,3'-(фенилметилен)бис(4-гидрокси-6-метил-2Н-пиран-2-она) в ДМСО в концентрации 10 мг/мл (раствор готовили путем растворения 4,3 мг комплекса меди(II) 3,3'-(фенилметилен)бис(4-гидрокси-6-метил-2Н-пиран-2-она в 0,43 мл ДМСО), затем сделан ряд двукратных разведений в диапазоне концентраций от 0,016 мг/мл до 2 мг/мл. После чего внесено по 0,100 мл бактериальной суспензии Escherichia coli K-12 (депонирован в IBPPM 204). В результате добавления бактериальной суспензии конечный диапазон исследуемых концентраций составил от 0,010 до 0,667 мг/мл.

Планшет инкубировали в течение 6 часов при 37°С. Измеряли оптическую плотность D растворов на микропланшетном фотометре Multiskan Ascent (Thermo, Финляндия) при длине волны 620 нм. Контролем служили лунки с бактериальной культурой без внесения растворов исследуемых соединений. За проявление антибактериальной активности принималась более низкая оптическая плотность, чем в контрольных лунках.

Пример 2. Испытание антибактериальной активности комплексного соединения 2.

В 96-луночный планшет было внесено 0,16 мл среды LB + 0,04 мл раствора комплекса меди(II) 3,3'-((3-нитрофенил)метилен)бис(4-гидрокси-6-метил-2Н-пиран-2-она) в ДМСО в концентрации 10 мг/мл (раствор готовили путем растворения 5,7 мг комплекса меди(II) 3,3'-((3-нитрофенил)метилен)бис(4-гидрокси-6-метил-2Н-пиран-2-она) в 0,57 мл ДМСО), затем сделан ряд двукратных разведений в диапазоне концентраций от 0,016 мг/мл до 2 мг/мл. После чего внесено по 0,100 мл бактериальной суспензии Escherichia coli K-12 (депонирован в IBPPM 204). В результате добавления бактериальной суспензии конечный диапазон исследуемых концентраций составил от 0,010 до 0,667 мг/мл.

Планшет инкубировали в течение 6 часов при 37°С. Измеряли оптическую плотность D растворов на микропланшетном фотометре Multiskan Ascent (Thermo, Финляндия) при длине волны 620 нм. Контролем служили лунки с бактериальной культурой без внесения растворов исследуемых соединений. За проявление антибактериальной активности принималось более низкая оптическая плотность, чем в контрольных лунках.

Тестируемые вещества вносились в 5 повторах, эксперимент повторяли 3 раза.

В Таблице 1 представлены результаты определения антибактериальной активности соединений №1 и №2, для которых графически определены значения EC₅₀(концентрация соединения, вызывающая 50% ингибирование роста бактериальной культуры).

На фиг. 1 кривая 1 соответствует лункам растворов соединения №1 без внесения в них бактериальной культуры, кривая 2 - лункам растворов соединения №1 с внесением в них бактериальной культуры, кривая 3 - лункам бактериальной культуры без внесения в них растворов соединения №1 (контроль). По линии «контроль 1/2" определено значение EC₅₀для комплекса меди(II) 3,3'-(фенилметилен)бис(4-гидрокси-6-метил-2Н-пиран-2-она).

На фиг. 2 кривая 1 соответствует лункам растворов соединения №2 без внесения в них бактериальной культуры, кривая 2 - лункам растворов соединения №2 с внесением в них бактериальной культуры, кривая 3 - лункам бактериальной культуры без внесения в них растворов соединения №2 (контроль). По линии «контроль 1/2" определено значение EC₅₀для комплекса меди(II) 3,3'-((3-нитрофенил)метилен)бис(4-гидрокси-6-метил-2Н-пиран-2-она).

Таблица 1. Антибактериальная активность соединений №1 и №2.

По данным исследования можно сделать вывод, что комплексы меди(II) на основе арилметиленбиспиран-2-онов обладают антибактериальными свойствами по отношению к культуре клеток Escherichia coli в эффективном количестве.

Реферат

Изобретение относится к фармакологии, в частности, к применению комплексных соединений меди(II) на основе арилметиленбиспиран-2-онов указанной ниже формулы, в которой при n = 4 R=H (1) или R=3-NO₂(2), в качестве антибактериального средства в отношении культуры клеток Escherichia coli K-12. Изобретение направлено на расширение арсенала средств, обладающих антибактериальным действием в отношении культуры клеток Escherichia coli K-12. 2 ил., 1 табл., 2 пр.

Формула

,