В России создали вещества-хамелеоны для медицины

Эти вещества открывают передовые возможности в области медицинских приложений, так как могут быть использованы в качестве флуоресцентных зондов и маркеров. Кроме того, спиропираны могут оказаться эффективными средствами в борьбе с раковыми клетками и хроническими заболеваниями. Результаты исследования были опубликованы в журнале ChemBioChem.

Органические соединения спиропиранов, обладающие фотохромными свойствами, представляют собой молекулы, меняющие цвет при воздействии света. Эта уникальная особенность делает их идеальными для использования в различных технологиях, включая медицинские приложения, где светимость зондов и маркеров может быть управляема изменением освещения.

Исследования в области спиропиранов открывают новые перспективы для развития методов диагностики и лечения заболеваний. Возможность контролировать светимость этих соединений открывает широкие горизонты для применения их в борьбе с различными заболеваниями, включая раковые клетки и хронические заболевания.

Исследователи Южного федерального университета (ЮФУ) синтезировали 12 новых спиропиранов с фотоуправляемой флуоресценцией, в структуру которых входят различные заместители и анионы. Спиропираны являются одним из наиболее захватывающих классов органических фотохромных соединений. Под воздействием ультрафиолетового или видимого света они способны резко изменять флуоресцентные свойства, что открывает новые перспективы для их использования в качестве зондов с управляемой флуоресценцией, поделился старший научный сотрудник лаборатории специального органического синтеза ЮФУ Артем Пугачев.

Эти новые спиропираны, разработанные исследователями ЮФУ, представляют собой уникальные соединения, в которых сочетаются разнообразные заместители и анионы. Такое разнообразие структурных элементов дает возможность создавать соединения с различными свойствами и потенциальными применениями.

Интерес к спиропиранам обусловлен их способностью к изменению флуоресцентных свойств под воздействием света. Это открывает широкие перспективы для использования этих соединений в различных областях, начиная от фотоники и фармацевтики и заканчивая сенсорными технологиями и биомедицинскими исследованиями.

Эксперты провели исследование, чтобы выяснить, как строение полученных соединений влияет на их свойства. Они пришли к выводу, что токсичность данных соединений зависит от аниона в молекуле, а спектральные характеристики определяются структурой молекулярного катиона. Это открытие позволяет создавать вещества с нужными флуоресцентными свойствами путем выбора структуры молекулярного катиона. Далее, подбирая соответствующий анион, можно регулировать токсичность вещества, как пояснил исследователь.

Наименее токсичные флуоресцентные красители, согласно исследователю, могут быть использованы в качестве маркеров для безопасного окрашивания живых тканей. Это открывает новые перспективы для развития методов медицинской диагностики и исследований в области биологии. Такие флуоресцентные вещества могут быть полезны не только в науке, но и в промышленности, например, в разработке новых материалов или технологий.

Исследования показали, что наиболее токсичные соединения могут быть использованы для создания тераностических агентов, способных обнаруживать и уничтожать клетки раковых опухолей или патогенные микроорганизмы. Эти специальные молекулы играют важную роль в современной медицине, помогая бороться с опасными заболеваниями.

Ученые смогли успешно визуализировать планктонные бактерии и бактериальные биопленки различных микроорганизмов, используя наименее токсичные соединения и флуоресцентный микроскоп. Это открытие имеет большое значение для изучения микробиологических процессов и разработки методов борьбы с инфекционными заболеваниями.

Артем Пугачев подчеркнул, что бактерии, образующие биопленки, обладают повышенной устойчивостью к антибиотикам, что может привести к хроническим заболеваниям и отторжению имплантатов. Поэтому важно своевременно выявлять и уничтожать такие бактериальные образования, чтобы предотвратить серьезные последствия для здоровья человека.

В ближайшее время ученые ЮФУ планируют провести исследование противораковой активности новых соединений. Они намерены изучить спиропираны с различными функциональными заместителями и катионными гетероциклическими фрагментами, которые могут обладать антибактериальными и противораковыми свойствами, а также хорошо растворяться в воде.

Как подчеркнули в ЮФУ, на данный момент рано говорить о конкретных лекарственных препаратах, доступных в медицинских учреждениях и аптеках. Сейчас разработан лишь подход к будущей диагностике и потенциальному лечению различных заболеваний, включая онкологические. Однако для практического применения этого подхода потребуется еще несколько лет доклинических исследований, а затем, в случае успешности метода, - клинических испытаний.

Исследование образцов с применением флуоресцентного микроскопа, проведенное в рамках проекта РНФ "Фотоуправляемые флуоресцентные маркеры и зонды на основе новых спиропиранов, функционирующие в ближнем ИК-диапазоне", является частью федеральной программы "Приоритет-2030" (нацпроект "Наука и университеты") и выполнено в соответствии с программой стратегического проекта "Форсаж материалов".

Это исследование имеет целью изучение новых спиропиранов и их потенциальное применение в создании фотоуправляемых флуоресцентных маркеров и зондов, способных функционировать в ближнем ИК-диапазоне. Результаты исследования могут иметь значительное значение для развития современных технологий в области биомедицинских и научных исследований.

Проведенное исследование является важным шагом в развитии новых материалов и методов исследования, которые могут найти применение в различных областях науки и техники. Результаты этой работы могут стать основой для дальнейших исследований и разработок в области флуоресцентных маркеров и зондов, обладающих уникальными свойствами.

Источник и фото - ria.ru