Резистентність мікроорганізмів до антимікробних препаратів залишається актуальною проблемою, що становить загрозу для життя людей. Серед важливих факторів, які сприяють поширенню антибіотикорезистентних штамів бактерій, є формування біоплівок. Вони є причиною хронічних рецидивуючих інфекцій (близько 80 %) та неефективності антибіотикотерапії. Одним із шляхів вирішення проблеми є пошук нових речовин, здатних порушувати різні етапи плівкоутворення.
Дисертація присвячена вивченню особливостей антибіоплівкової активності нових похідних 4-(1'-адамантил)-1R-бензолу щодо грампозитивних та грамнегативних бактерій (метицилін-резистентного S. aureus (MRSA), E. coli, P. аeruginosa), які віднесені до переліку пріоритетних мікроорганізмів для створення АМП. У дослідженнях використані 2 сполуки: 4-(адамантил-1)-1-(1-амінобутил) бензол (шифр АМ-166) та 1-[4-(1-адамантил)-фенокси]-3-(N-бензил, N-диметиламіно)-2-пропанолу хлорид (шифр КВМ-97).
В експериментах in vitro встановлено, що похідні 4-(1'-адамантил)-1R-бензолу виявляють виразну антибіоплівкову активність на перших етапах плівкоутворення. За їх дії у суб-МІК та концентраціях, що перевищують 1,0 МІК, спостерігається зменшення біомаси біоплівок (у межах від 22,5 % до 92,3 %) та кількості метаболічно активних клітин MRSA, E. coli, P. аeruginosa. Похідні 4-(1'-адамантил)-1R-бензолу впливають на неспецифічні (гідрофобність клітин MRSA (АМ-166), P. аeruginosa (КВМ-97)) та специфічні фактори адгезії мікроорганізмів (twitching-міграцію E. coli та P. аeruginosa). Сполуки АМ-166 та КВМ-97 не порушують утворення клітин-персистерів S. aureus, P. aeruginosa та зменшують їх формування у E. coli. Персистери P. aeruginosa виявляють чутливість до АМ-166 та КВМ-97.
Ефективність 0,05 % розчину КВМ-97 доведена у дослідженнях in vivo на моделі хірургічної шкірної рани у щурів, інфікованої мікст-збудниками (S. aureus + P. aeruginosa + C. albicans), відмічено зниження мікробної контамінації на поверхні та у глибині рани. Антимікробна активність похідних 4-(1’-адамантил)-1R-бензолу спостерігається за умови нанесення на поліпропіленову хірургічну сітку для відновлювальної хірургії, яка більш виразна щодо MSSA, MRSA, C. albicans.
Cполуки АМ-166 та КВМ-97 зумовлюють деструкцію сформованих біоплівок, за їх дії спостерігається зменшення біомаси 2-добових біоплівок MRSA, 5-добових біоплівок E. coli та P. аeruginosa. Показано, що похідні 4-(1’-адамантил)-1R-бензолу проникають через матрикс біоплівки MRSA та практично не впливають на його складові. Досліджувані сполуки характеризуються обмеженою проникністю через матрикс біоплівок E. coli та P. аeruginosa. За їх дії виявлено зміни вмісту білкових та полісахаридних компонентів позаклітинного матриксу.
Отримані дані молекулярних досліджень свідчать, що похідні 4-(1’-адамантил)-1R-бензолу (0,5 МІК) змінюють експресію генів плівкоутворення. За їх дії відмічено зменшення експресії генів icaADBC-оперону, генів, що регулюють синтез поверхневих білків-адгезинів (clfB, fib, finbB, ebpS, eno), вивільнення еДНК та системи Quorum sensing (QS) (cidA та agrA лише
КВМ-97), збільшення активності регуляторного гена icaR у MRSA. Сполуки зумовлюють геномну мінливість у S. aureus. Показано, що АМ-166 та КВМ-97 впливають на експресію генів appB, appX та malP, malZ (КВМ-97), що регулюють енергетичні процеси у E. coli, генів fliC, motB, fimA (АМ-166), що забезпечують рухливість та адгезію клітин до субстрату. Встановлено, що адамантавмісні сполуки змінюють транскрипційну активність генів, що регулюють синтез полісахаридних компонентів матриксу Pel, Psl, альгінату (pelA, pslA, algD, algL, algR, algU, mucA) у P. aeruginosa. За їх дії відмічено як стимуляцію, так і пригнічення експресії досліджуваних генів.
Показано, що похідні 4-(1’-адамантил)-1R-бензолу у суб-МІК впливають на функціонування QS (знижують експресію генів lasI, lasR, pqsR, підвищують – гена rhlR) та QS-залежні процеси (зменшують експресію генів aprA, exoS, exoA, призводять до порушення продукції піоціаніну та гемолітичної активності) у P. aeruginosa. За дії сполук виявлено зміни транскрипційної активності генів ефлюкснихх помп родини RND (mexB, mexY, oprM, mexR).
Таким чином, похідні 4-(1’-адамантил)-1R-бензолу виявляють антибіоплівкову активність, більш виразну на початкових етапах плівкоутворення, що підтверджено експериментами in vitro та in vivo. Їх дія реалізується впливом на гідрофобність клітин, міграцію, експресію генів, що беруть участь у плівкоутворенні, енергетичних процесах, синтезі екзополісахаридів, функціонуванні ефлюксних помп та QS.
