Инфекционные заболевания и рак входят в лидирующую группу болезней, являющихся причиной смерти людей по всему миру.
Увеличение количества резистентных микроорганизмов является одной из важнейших проблем современного здравоохранения, которая требует безотлагательного решения. Наиболее известными примерами являются метициллин-резистентный золотистый стафилококк (MRSA), ванкомицин-устойчивые энтерококки и туберкулез с множественной лекарственной устойчивостью (МЛУ-ТБ).
Рак является одной из основных причин смерти во всем мире, на его долю пришлось почти 10 миллионов смертей в 2020 году, или почти каждый шестой случай смерти. Наиболее распространенными причинами смерти от онкологических заболеваний в 2020 г. были рак легких, рак толстой и прямой кишки, рак печени, рак желудка, рак молочной железы. Резистентность к лекарствам вырабатывается и у раковых клеток. Причиной этого является то, что онкогенез может возникнуть вследствие появления драйверных мутаций генов нормальных клеток.
В связи с этим поиск новых соединений, обладающих антибактериальной и противораковой активностью, среди природных веществ и их аналогов и разработка новых синтетических антибиотиков и противоопухолевых препаратов, являются актуальной проблемой химии и фармацевтики.
Научная новизна исследования заключается в выявлении новых классов соединений, перспективных для применения в качестве антибактериальных и противораковых препаратов. В рамках проекта будет вестись комплексная разработка, заключающаяся в синтезе гетероциклических соединений различных классов, в первую очередь неизвестных ранее или малоизученных, и изучении их антибактериальной и цитотоксической активности in vitro. Основное внимание будет уделено новым типам конденсированных оксазолов, моноциклическим и конденсированным пирролам, спирогетероциклам, оксазинам и оксазепинам, пиридонам, аналогам индольных и пиррольных алкалоидов. Такое разнообразие целевых соединений позволяет рассчитывать на получение прорывных результатов по биоактивности. В основе планируемых синтезов лежат разнообразные типы формирования гетероциклического фрагмента (гетероаннелирования): реакции напряженных циклических молекул (азиридинов, 2Н-азиринов, циклопропанов), трансформации карбенов и нитренов, реакции циклоприсоединения и каскадные реакции. Исследование включает разработку оригинальных, удобных и масштабируемых методов синтеза указанных соединений с использованием современных достижений органического синтеза - металлокатализа, фотолиза, органокатализа, и изучение антибактериальной активности полученных новых продуктов в комплексе с цитотоксической активностью. Планируется синтезировать и изучить биоактивность более 200 соединений. Исследование будет проводиться с привлечением квантово-химических расчетных методов (для изучения механизмов неизвестных реакций и проведения молекулярного докинга).
Результаты проекта будут соответствовать мировому уровню исследований, осуществление данного проекта станет весомым вкладом в синтетическую органическую химию, химию гетероциклических соединений и напряженных малых циклов. Выполнение проекта имеет большую общественную значимость, так как позволит разработать новые удобные и эффективные методы синтеза перспективных соединений для борьбы с бактериями и раком, что крайне важно для современного здравоохранения. Как и предыдущие работы авторов, результаты работы по данному проекту будут опубликованы в международных высокорейтинговых научных журналах.