Konstgjorda polymerer, som antibiotikapeptider, behöver både hydrofoba och hydrofila domäner i sin molekylära struktur för att utöva antibakteriell aktivitet. Nu, forskare från Kanada har syntetiserat en fosfoniumpolymer som utmanar denna uppfattning. Som beskrivs i tidningen Angewandte Chemie , deras polymersalt innehöll inga hydrofoba alkylkedjor men fungerade ändå som en utomordentligt effektiv biocid. En omvärdering av etablerade strategier inom antibiotikapolymerforskning kan vara nödvändig.

För att bekämpa multiresistenta bakterier och upptäcka nya antibiotika, forskare vänder sig alltmer till design och utforskning av korta konstgjorda polymerer. Eftersom dessa polymerer kan efterlikna de kraftfulla peptidantibiotika, Paul J. Ragogna och Beth Gillies vid Western University, London, PÅ (Kanada), och deras grupper fokuserar på fosforhaltiga polymerer, polyfosfonium. Deras molekylära struktur består av en kolväteryggrad och ett positivt laddat fosforcentrum i varje upprepad enhet. En balanserad visning av hydrofoba alkylkedjor och positiva laddningar ansågs vara avgörande för effektiv vidhäftning till bakterieceller och membranavbrott. Föreställer sig ännu effektivare cellys, forskarna började finjustera denna amfifila karaktär hos polyfosfonium.

Att variera det relativa innehållet av hydrofoba och hydrofila funktionella grupper, det västerländska laget introducerade mannossocker i polymeren. Sockret var tänkt att fungera som ett "bete" för att locka till sig bakterier, enligt författarna, men de fann att denna plan misslyckades. "Vår första hypotes att den mannoshaltiga fosfoniumpolymeren ManP(P) skulle ge exceptionell målinriktad aktivitet visade sig vara felaktig, " skrev de. Men, en annan funktionell grupp var extremt framgångsrik – och överraskade forskarna.

De förväntade sig att hydroxipropylen med kort alkoholkedja inte skulle ge någon hydrofobicitet till polyfosfoniumföreningen, producerar således varken bakteriell cellys eller hemolys av röda blodkroppar. Den grad i vilken en förening förstör röda blodkroppar indikerar läkemedlets selektivitet mot däggdjursceller. Således, det hydroximodifierade polyfosfoniumet var avsett att användas som kontroll. Dock, det dödade bakterierna med oöverträffad aktivitet samtidigt som de lämnade röda blodkroppar intakta, författarna antecknade. "Detta är ett aldrig tidigare skådat resultat i samband med litteraturen om antimikrobiellt polyonium eller relaterade material, " de skrev.

Deras resultat tyder på att hydrofoba alkylkedjor inte är några pivotala funktionella grupper för att uppnå cellyseringsförmåga i fosfoniumsaltpolymerer. Istället, författarna antar att polystyrenryggraden eller den enda terminala hydrofoba gruppen av de syntetiserade polymererna också spelar en roll. Dessa fynd mot bakteriedödande polymerstrukturer förtjänar ytterligare undersökning. En omvärdering av de etablerade modellerna kan bli nödvändig. Detta är intressanta nyheter i strävan efter att designa nya antibakteriella substanser.