В России создали вещества-хамелеоны для медицины

В научном журнале ChemBioChem опубликованы результаты исследования, проведенного учеными ЮФУ, которые синтезировали более десятка новых органических соединений спиропиранов.

Эти соединения обладают способностью менять цвет при изменении освещения и имеют потенциал использования в различных областях, включая медицину. В частности, они могут стать эффективными инструментами для борьбы с раковыми клетками и хроническими заболеваниями.

Спиропираны представляют собой органические соединения с фотохромными свойствами, что означает, что они изменяют цвет при воздействии света. Благодаря этой уникальной особенности, эти молекулы могут быть использованы в качестве флуоресцентных зондов и маркеров в различных областях, включая медицину. Светимость этих соединений может быть легко контролирована изменением освещения, что делает их удобными для различных технологических приложений.

Исследования в области спиропиранов продолжаются, и ученые все больше обнаруживают потенциальные области применения этих органических соединений. Возможно, в будущем они станут не только важными инструментами в медицине, но и в других отраслях науки и технологий.

Спиропираны, синтезированные исследователями Южного федерального университета (ЮФУ), представляют собой 12 новых соединений с фотоуправляемой флуоресценцией, включающих различные заместители и анионы. Эти соединения отличаются высокой потенциальной эффективностью в использовании в качестве зондов с контролируемой флуоресценцией.

Одним из наиболее интересных классов органических фотохромных соединений являются спиропираны, которые под воздействием ультрафиолетового или видимого света способны значительно изменять свои флуоресцентные свойства. Это свойство делает их перспективными кандидатами для использования в различных областях, требующих контролируемой флуоресценции, считает старший научный сотрудник лаборатории специального органического синтеза ЮФУ - Артем Пугачев.

Исследователи обнаружили, что свойства соединений напрямую зависят от их структуры. Они пришли к выводу, что токсичность веществ определяется анионами в молекуле, а спектральные характеристики в первую очередь связаны со структурой молекулярного катиона.

Это открытие позволяет создавать вещества с определенными флуоресцентными свойствами, выбирая подходящую структуру молекулярного катиона. Подбирая соответствующий анион, можно регулировать токсичность вещества, что является значимым достижением в области химии.

Наиболее безопасные флуоресцентные красители, согласно исследователям, могут быть использованы в качестве маркеров при окрашивании живых тканей. Это открывает новые перспективы для развития методов визуализации и диагностики в медицине и науке.

Исследования показали, что наиболее токсичные соединения могут быть использованы в качестве тераностических агентов, способствующих выявлению и уничтожению клеток раковых опухолей или скоплений патогенных микроорганизмов. Эти специальные молекулы играют важную роль в борьбе с опасными заболеваниями.

Ученые смогли успешно визуализировать планктонные бактерии и бактериальные биопленки различных микроорганизмов, используя менее токсичные соединения и флуоресцентный микроскоп. Это открывает новые возможности для изучения и контроля микробиома.

Бактерии, образующие биопленки, обладают повышенной устойчивостью к антибиотикам, что часто приводит к хроническим заболеваниям и отторжению имплантов. Поэтому важно своевременно выявлять и уничтожать такие бактериальные структуры, чтобы предотвратить серьезные осложнения. Артем Пугачев подчеркнул необходимость постоянного мониторинга и борьбы с такими патогенными образованиями.

В свете последних научных открытий, ученые ЮФУ планируют провести исследования, направленные на изучение противораковой активности новых соединений. Они надеются также получить и проанализировать спиропираны с различными функциональными заместителями и катионными гетероциклическими фрагментами, способными хорошо растворяться в воде и обладать антибактериальными и противораковыми свойствами.

По словам представителей ЮФУ, пока рано говорить о конкретных препаратах и решениях, доступных в медицинских учреждениях и аптеках. В настоящее время разработан лишь подход к будущей диагностике и потенциальному лечению различных заболеваний, включая онкологические. Однако для практического внедрения этого подхода потребуется еще много лет доклинических и, в случае успешных результатов, клинических исследований.

Исследование, проведенное в рамках проекта РНФ "Фотоуправляемые флуоресцентные маркеры и зонды на основе новых спиропиранов, функционирующие в ближнем ИК-диапазоне", было поддержано федеральной программой "Приоритет-2030" (нацпроект "Наука и университеты") и выполнено в соответствии с программой стратегического проекта "Форсаж материалов". Это исследование охватывает важные аспекты разработки новых флуоресцентных маркеров и зондов, способных функционировать в ближнем ИК-диапазоне.

Подробное изучение образцов с применением флуоресцентного микроскопа позволило выявить уникальные свойства новых спиропиранов и их потенциальное применение в различных областях науки и технологий. Эти результаты открывают новые перспективы для создания более эффективных и точных методов диагностики и мониторинга.

Благодаря современным методам исследования, а также поддержке со стороны научных программ, данное исследование становится ключевым шагом в развитии флуоресцентных материалов и их применении в современных технологиях. Результаты работы могут быть полезны для специалистов в области биомедицины, нанотехнологий, аналитической химии и других смежных дисциплин.

Источник и фото - ria.ru