«Можно ожидать, что использование двух препаратов, которые атакуют кристаллизацию двумя различными способами, будет синергетическим или, по меньшей мере, аддитивным», — сказал Джеффри Ример, профессор химической и биомолекулярной инженерии Абрахама Э. Дуклера и соавтор статьи. «Вместо этого мы обнаружили, что они могут работать друг против друга».
Работа против друг друга, известная как антагонистическое сотрудничество, означает, что антибиотики фактически менее эффективны в тандеме, чем индивидуально. Питер Векилов, профессор химической и биомолекулярной инженерии и химии, Джон и Ребекка Мурс, а также еще один соавтор, заявили, что работа позволит разработать более эффективные методы лечения малярии, болезни, переносимой комарами, которая унесла 435 000 человек в 2017 году, большинство из которых — это дети в Африке.
Но в более широком смысле он предлагает новый способ скрининга молекул на их потенциал в разработке лекарств, позволяющий быстрее разрабатывать новые методы лечения.
«Когда вы используете модификаторы, небольшое изменение в структуре молекулы может резко изменить ее характеристики», — рассказывает Ример.
Малярия вызывается паразитом, который потребляет гемоглобин и оставляет после себя соединение, известное как гематин, который паразит изолирует внутри кристалла. Противомалярийные процедуры путем ингибирования роста кристаллов помогают освободить гематин для атаки паразита.
В этой работе исследователи изучали рост кристаллов гематина в присутствии четырех противомалярийных препаратов — хлорохина, хинина, мефлохина и амодиахина — которые действуют одним из двух разных способов.
Как в вычислительном, так и в экспериментальном отношении, в том числе с помощью атомно-силовой микроскопии, исследователи продемонстрировали, как соединения, которые атакуют кристаллизацию с помощью двух различных механизмов, ведут себя при объединении. Получившееся на молекулярном уровне понимание этого поведения предлагает новый механизм для терапии заболевания, рассказывает Векилов.
«Этот механизм может служить руководством в поиске подходящих комбинаций ингибитора кристаллизации управления патологических, биомиметические и синтетических материалов», — пишут исследователи. «В более широком контексте наши результаты подчеркивают взаимодействия модификаторов, опосредованные динамикой и структурами на границе раздела кристаллов, как основного элемента регулирования форм и структур кристаллических структур в природе и промышленности».