Противомикробные свойства пигмента из бактерий-продуцентов для использования в фармацевтике изучают в ТПУ

| 609

Студентка Томского политехнического университета Елена Хан изучает антибактериальные и противогрибковые свойства пигмента пиоцианина — биологически активного вещества, получаемого из штаммов псевдомонад — рода бактерий продуцентов. При этом методика получения пиоцианина, которую используют в ТПУ, более экономичная и менее токсичная по сравнению с другими технологиями.

Напомним, ранее в лабораториях ТПУ молодые ученые получили антибиотики для обработки растений из непатогенных штаммов псевдомонад: феназин-1-карбоновую кислоту, гидроксифеназин и гидроксифеназин-1-карбоновую кислоту. Это антибиотики широкого действия, которые убивают практически все фитопатогенные бактерии, вредящие растительным культурам.

По словам студентки Инженерной школы новых производственных технологий ТПУ Елены Хан, за последние 30 лет исследователи во всем мире разработали и получили большое количество новых противомикробных препаратов, однако одновременно увеличивается и устойчивость бактерий к ним. Поэтому перспективным направлением является выделение новых антимикробных субстанций, которые помогут снизить прогресс резистентности возбудителей инфекций к антибиотикам.

«Я занимаюсь исследованием антибактериальных и противогрибковых свойств биологически активного вещества из бактерий продуцентов — штаммов псевдомонад. Это пигмент пиоцианин. При этом для его получения используется технология, разработанная сотрудниками Научно-образовательного центра им. Н.М. Кижнера ТПУ Марианной Чубик и Ириной Хохловой.

В основном пиоцианин получают, используя химические методы, тогда как мы предлагаем биологический синтез. Эта технология экономически выгоднее химических методов, она более простая и позволяет не использовать вредные и токсичные вещества»,

— рассказывает студентка.

Биологический синтез антибиотика происходит следующим образом: ученые получают штаммы бактерий из музея бактериальных культур СибГМУ, пересевают их на питательную плотную среду, а затем культивируют в жидкой среде несколько суток. После этого исследователи выделяют целевую субстанцию, используя органические растворители. В итоге политехники получают пиоцианин в виде кристаллов синего цвета.

«Он легко растворим в хлороформе, горячей воде, разбавленном этиловом спирте, соляной кислоте и ацетоне. Кроме того, было доказано, что продукт биосинтеза обладает ингибирующим действием по отношению к бактериям и микроскопическим грибам»,

— поясняет студентка ТПУ.

Следующая фаза научного проекта, которой занимается Елена Хан, это исследование спектра антибактериальных и противогрибковых свойств получаемого пиоцианина и определение бактерицидных доз. При этом используется метод последовательных разведений для определения минимальной подавляющей концентрации пиоцианина.

Фото: образец полученного пиоцианина

«Кристаллы пиоцианина мы растворяли в горячей воде и работали с этим веществом в жидком виде. В качестве мишеней мы использовали спорообразующие бактерии, плесневые грибки и стафилококк, каждый из которых вызывает распространенные инфекции. В пробирках с жидкой питательной средой смешивали модельные микроорганизмы и пиоцианин. Причем количество пиоцианина мы уменьшали, чтобы выяснить, какая концентрация вещества подавляет рост бактерий. 

Пиоцианин выступает как ключевой фактор оксидативного стресса у микроорганизмов — нарушает целостность структуры клеток, вызывает окисление и их последующую гибель»,

— уточняет Елена Хан.

Отметим, данные эксперименты еще не завершены. По словам научного руководителя проекта, доцента Научно-образовательного центра им. Н.М. Кижнера Марианны Чубик, в ближайшее время совместно с сотрудниками СибГМУ планируется провести ряд исследований по установлению противомикробного и антигрибкового эффекта пиоцианина на реальных клинических вариантах возбудителей.

«Кроме того, ведутся работы по усовершенствованию технологии, повышению выхода нашего целевого продукта и возможному сокращению затрат на его производство. Не менее важными показателями являются чистота и стабильность получаемого вещества. Так, пиоцианин не очень устойчивое соединение и легко окисляется на воздухе. Над этой проблемой работает инженер НОЦ им. Кижнера Ирина Хохлова. Следующий этап ее работы — придание устойчивости получаемому пиоцианину. Это позволит использовать нашу активную субстанцию для создания новых антимикробных лекарственных препаратов», — говорит студентка.