Антибактериальная и антибиоплёночная активность полифункциональных производных бензимидазола

Обоснование. Соединения на основе конденсированных производных имидазола могут стать основой для разработки клинических терапевтических средств нового поколения для более эффективного лечения резистентных бактериальных инфекций человека. Для этого необходимо проведение исследований, включающих дизайн, синтез и скрининг биологически активных соединений этой группы.
Цель исследования. Изучение влияния полифункциональных производных бензимидазола на выживаемость культуры Escherichia coli AB1157 и её способность формировать биоплёнки.
Методы. Антибактериальную активность исследуемых соединений оценивали с использованием метода серийных разведений. Моделирование формирования биоплёнок производилось в лунках иммунологического планшета с последующим окрашиванием биомассы кристаллическим фиолетовым.
Результаты. Было продемонстрировано наличие ингибирующей активности у некоторых из исследуемых соединений на образование биоплёнок грамотрицательной бактерией E. coli AB1157. Наиболее выраженный ингибирующий эффект на биоплёнки E. coli АВ1157 оказывал 5-бром-2- (трифторметил)-1-H-бензимидазол. Уровень образования биоплёнок снижался в 2–4 раза в районе концентраций 15–60 мкг/мл и в 8–10 раз – при концентрациях 125 мкг/мл и выше.
Заключение. Представленная работа расширяет знания о биологической активности бензимидазолов. Полученные результаты показывают, что производные бензимидазолов являются хорошими кандидатами для разработки новых препаратов против биоплёнок. Полученные данные представляют практический интерес и нуждаются в дальнейшем изучении.

1. Maunders E, Welch M. Matrix exopolysaccharides; the sticky side of biofilm formation. FEMS Microbiol Lett. 2017; 364(13): fnx120. doi: 10.1093/femsle/fnx120

2. Wu H, Moser C, Wang HZ, Høiby N, Song ZJ. Strategies for combating bacterial biofilm infections. Int J Oral Sci. 2015; 7(1): 1-7. doi: 10.1038/ijos.2014.65

3. Davies D. Understanding biofilm resistance to antibacterial agents. Nat Rev Drug Discov. 2003; 2(2): 114-122. doi: 10.1038/nrd1008

4. Høiby N, Ciofu O, Johansen HK, Song ZJ, Moser C, Jensen PØ, et al. The clinical impact of bacterial biofilms. Int J Oral Sci. 2011; 3(2): 55-65. doi: 10.4248/IJOS11026

5. Jabłońska-Wawrzycka A, Rogala P, Czerwonka G, Gałczyńska K, Drabik M, Dańczuk M. Ruthenium complexes with 2-pyridin-2-yl-1H-benzimidazole as potential antimicrobial agents: Correlation between chemical properties and antibiofilm effects. Int J Mol Sci. 2021; 22(18): 10113. doi: 10.3390/ijms221810113

6. Sambanthamoorthy K, Gokhale AA, Lao W, Parashar V, Neiditch MB, Semmelhack MF, et al. Identification of a novel benzimidazole that inhibits bacterial biofilm formation in a broad-spectrum manner. Antimicrob Agents Chemother. 2011; 55(9): 4369-4378. doi: 10.1128/AAC.00583-11

7. Shrestha L, Kayama S, Sasaki M, Kato F, Hisatsune J, Tsuruda K, et al. Inhibitory effects of antibiofilm compound 1 against Staphylococcus aureus biofilms. Microbiol Immunol. 2016; 60(3): 148-159. doi: 10.1111/1348-0421.12359

8. Zha GF, Preetham HD, Rangappa S, Sharath Kumar KS, Girish YR, Rakesh KP, et al. Benzimidazole analogues as efficient arsenals in war against methicillin-resistance staphylococcus aureus (MRSA) and its SAR studies. Bioorg Chem. 2021; 115: 105175. doi: 10.1016/j.bioorg.2021.105175

9. Song D, Ma S. Recent development of benzimidazolecontaining antibacterial agents. ChemMedChem. 2016; 11(7): 646-659. doi: 10.1002/cmdc.201600041

10. Определение чувствительности микроорганизмов к антибактериальным препаратам: методические указания. М.: Федеральный центр госсанэпиднадзора Минздрава России, 2004.

11. Hoffman LR, D’Argenio DA, MacCoss MJ, Zhang Z, Jones RA, Miller SI. Aminoglycoside antibiotics induce bacterial biofilm formation. Nature. 2005; 436(7054): 1171-1175. doi: 10.1038/nature03912

12. Zaitseva J, Granik V, Belik A, Koksharova O, Khmel I. Effect of nitrofurans and NO generators on biofilm formation by Pseudomonas aeruginosa PAO1 and Burkholderia cenocepacia 370. Res Microbiol. 2009; 160(5): 353-357. doi: 10.1016/j.resmic.2009.04.007

13. BansalY, Kaur M, Bansal G. Antimicrobial potential of benzimidazole derived molecules. Mini Rev Med Chem. 2019; 19(8): 624-646. doi: 10.2174/1389557517666171101104024