Synthesis of N,N-dibenzyllaziridine and in vitro evaluation of its antibacterial activity
URI: http://repositorio.uas.edu.mx/jspui/handle/DGB_UAS/576
Edgar Alonso Estrada Zavala
Resumen
Las enfermedades producidas por bacterias farmacorresistentes son uno de los principales problemas de salud pública a nivel mundial debido al uso desmedido e irracional de los antibióticos en la última década, haciendo que los tratamientos actuales sean ineficientes. Este tipo de enfermedades producen millones de muertes al año. La OMS estimó para el año 2050 sería la primera causa de muerte a nivel mundial. Entre las bacterias resistentes más comunes en humanos se encuentran Escherichia coli (E. coli) , Klebsiella pneumoniae (K. pneumoniae) y Staphylococcus aureus (S. aureus), siendo esta última aislada con mayor frecuencia observándose que un 20 a 80 % de la población posee una variante de S. aureus resistente a meticilina (SARM), que ocasiona infecciones de piel, tejido blandos, neumonía y endocarditis. Esta situación ha generado un gran interés en la comunidad científica en la búsqueda de compuestos nuevos que presenten actividad antibacteriana sin ser tóxicos, obteniendo así alternativas terapéuticas frente al incremento de microorganismos multirresistentes. Una alternativa es la obtención de aziridinas, las cuales se encuentran como estructura base de un gran número de compuestos bioactivos que han mostrado actividad frente a SARM, por lo que la obtención de nuevos compuestos de tipo aziridina pueden llegar a ser candidatos importantes para combatir las infecciones farmacorresistentes producidas por bacterias. En este proyecto se planteó sintetizar la N,N-dibencilaziridina a partir de L-serina y evaluar la actividad antibacteriana. Los intermediarios y la aziridina fueron obtenidos con rendimientos del 80 al 93% estos fueron caracterizados por métodos FT-IR y RMN 1H, RMN 13C y EM-IE, observándose que la clorocetona 40 presentó actividad antibacteriana por microdilución en caldo contra once bacterias con CMIs de 25 a 200 µg/mL siendo mayormente activo frente a S. aureus inclusive con el fenómeno de resistencia bacteriana (SARM-1, SARM-2, SARM-3, SARM-4, SARM-5) y determinándose una CL50 de 50 µg/mL por el ensayo de Artemia salina. Lo que es interesante debido a que hay pocos estudios donde se evalúen clorocetonas esto nos indica que estas también pueden llegar a ser candidatas para combatir bacterias resistentes.
Palabras clave: bacterias resistentes, aziridinas, aminoácidos, síntesis
Abstract
Infectious diseases caused by resistant bacteria are one of the main health problems worldwide due to the excessive and irrational use of antibiotics in the last decade, making current treatments ineffective, and therefore the number of cases has been increasing. These types of diseases cause millions of deaths a year, generating high costs in hospital stays for the patient and the health sector. The WHO estimated that by the year 2050 it would be the first cause of death worldwide. Among the most common resistant bacteria are E. coli, K. pneumoniae and S. aureus, the latter being the most frequently isolated in people where approximately 20 to 80% of the population has a variant of MRSA, said bacteria is causing infections in the skin, soft tissues, pneumonia and endocarditis. This situation has generated an impact in the scientific community by finding new compounds that have high antibacterial activity and in turn have low toxicity. An alternative to this is obtaining heterocyclic compounds from amino acids, which are the base structure of many bioactive compounds. Among these heterocycles are the azyridines, which are the base structure of a large number of bioactive compounds where aziridines have shown activity against MRSA. Therefore, obtaining new aziridine-type compounds may become important candidates to combat drug-resistant bacterial infections. In this project, it was proposed to synthesize N,N-dibenzylaziridine from L-serine and evaluate the antibacterial activity. The intermediates and aziridine were obtained with yields of 80 to 93%. These were characterized by FT-IR and 1H NMR, 13C NMR and MS-IE methods, observing that chloroketone 40 presented antibacterial activity by broth microdilution against eleven bacteria with MICs. from 25 to 200 µg/mL, being mostly active against S. aureus, including the phenomenon of bacterial resistance (MRSA-1, MRSA-2, MRSA-3, MRSA-4, MRSA-5) and determining an LC50 of 50 µg /mL by the A. salina assay. It’s interesting that there are few studies evaluating chloroketones, this indicates that they can also be candidates to combat resistant bacteria.
Keywords: Azyridine, aminoacids, serine, resistant bacteria