Naukowcy z Uniwersytetu Jagiellońskiego odkryli syntetyczny polimer o silnych właściwościach przeciwgrzybiczych i jedocześnie niskiej toksyczności. Nowo powstała technologia jest o tyle ważna, że obecnie na rynku istnieje niewiele substancji wykorzystywanych w leczeniu grzybicy oraz profilaktyce, a z punktu widzenia branży kosmetycznej i farmaceutycznej ma obiecujące właściwości fizyko-chemiczne.

Interdyscyplinarny zespół dr Magdaleny Skóry z Zakładu Kontroli Zakażeń i Mykologii na Wydziale Lekarskim UJ CM oraz dr. Kamila Kamińskiego z Zakładu Chemii Fizycznej i Elektrochemii na Wydziale Chemii UJ przez ostatnie lata badał właściwości różnych syntetycznych polimerów pod kątem ich potencjalnego zastosowania w branży kosmetycznej i medycynie. Wiedząc, że na rynku kosmetycznym i farmaceutycznym liczba substancji wykorzystywanych w leczeniu grzybicy jest ograniczona, badaczom szczególnie zależało na odkryciu nowych substancji, które mogłyby znaleźć zastosowanie właśnie w tym obszarze.

- W trakcie naszych kilkuletnich badań nad polimerami stworzyliśmy różne makrocząsteczki, zarówno syntetyczne, jak i pochodne polimerów naturalnych. Niektóre z nich wykazują oczekiwane właściwości przeciwgrzybicze, jednak szczególnie jeden syntetyczny polimer jest obiecującym kandydatem do zastosowania w preparatach zwalczających lub hamujących rozwój grzybów - mówi dr Kamil Kamiński.

Polimer o pożądanych właściwościach

Odkryty polimer ma obiecujące z punktu widzenia branży kosmetycznej i farmaceutycznej właściwości fizyko-chemiczne. Dobrze rozpuszcza się w wodzie i alkoholach (metanolu i etanolu, także propanolu oraz izopropanolu), co sprawia że może być użyty w różnego rodzaju formulacjach do stosowania powierzchniowego - na skórę lub paznokcie. Poza tym jest substancją łatwą i stosunkowo niedrogą w syntezie, a na rynku można pozyskać związki niezbędne do jego wytworzenia.

- Badany przez nas związek chemiczny jest polimerem kationowym, ma dodatni ładunek. Cecha ta umożliwia oddziaływanie polimeru z ujemnie naładowanymi błonami biologicznymi żywych organizmów. To zapewne jeden z czynników mających wpływ na jego skuteczność. W naszej ocenie polimer wchodzi w interakcję z komórkami grzybów, nie pozwalając im na podziały czy tworzenie strzępek. W badaniach laboratoryjnych obserwujemy zahamowanie wzrostu grzybów w obecności polimeru. Jednocześnie potwierdziliśmy w badaniach na liniach komórkowych, że polimer wykazuje niską toksyczność w stosunku do komórek ssaczych. Ma on więc działanie wysoce selektywne, ukierunkowane właśnie na grzyby - wyjaśnia dr Magdalena Skóra.

W badaniach in vitro potwierdzono, że polimer skutecznie oddziałuje na patogeny wywołujące zakażenia skóry i paznokci: grzyby z rodzaju Trichophyton, Scopulariopsis brevicaulis, a także na grzyby z rodzaju Fusarium powodujące nie tylko grzybice u ludzi i zwierząt, ale także choroby roślin. Naukowcy z UJ twierdzą, że badany przez nich polimer jest mniej toksyczny w porównaniu do obecnie stosowanych w terapii grzybic substancji antymykotycznych: cyklopiroksu i terbinafiny. - Niska toksyczność w stosunku do komórek ssaczych to nie jedyny walor tego polimeru. Odkryliśmy również, że jest on skuteczniejszy in vitro od niektórych stosowanych obecnie substancji leczniczych, ponieważ efekt przeciwgrzybiczy pojawia się przy kilkukrotnie mniejszych stężeniach - przekonuje dr Magdalena Skóra.

I dodaje: - Wiemy, że kwestie toksyczności i aktywności substancji wobec czynnika etiologicznego zakażenia mają kluczowe znaczenie dla producentów leków i preparatów kosmetycznych, dlatego nadal prowadzimy intensywne badania nad polimerem, które pozwolą nam jeszcze lepiej poznać jego wpływ na grzyby oraz komórki innych żywych organizmów. Chcemy mieć możliwie pełne dane na temat skuteczności polimeru przy zastosowaniu różnych stężeń, jego spektrum przeciwdrobnoustrojowego oraz powiązać te informacje z zaobserwowanymi poziomami toksyczności.

W drodze na rynek

Na obecnym etapie badań naukowcy chcą skupić się na komercjalizacji odkrycia. Równolegle w ramach projektu finansowanego ze środków Narodowego Centrum Nauki prowadzone są dalsze badania nad toksycznością oraz nad optymalizacją stężeń w odniesieniu do różnych gatunków patogennych grzybów.

Wynalazek objęto ochroną patentową, dzięki czemu można rozpocząć rozmowy z potencjalnymi inwestorami i przemysłem kosmetycznym. Nad komercjalizacją odkrycia czuwa CITTRU - Centrum Transferu Technologii UJ.

- Proces wprowadzania nowych produktów na rynek jest znacznie krótszy w przypadku preparatów kosmetycznych niż leków. Wymaga on też od inwestora zdecydowanie mniejszych nakładów finansowych, co przekłada się na mniejsze ryzyko. Dlatego bardziej zależy nam na zastosowaniu polimeru jako składnika wyrobów przeciwgrzybiczych do pielęgnacji paznokci i skóry. Nie wykluczamy przy tym współpracy z inwestorami, którzy po dalszych badaniach zdecydują się wykorzystać polimer jako lek. Dodatkowo potencjalnie możliwe jest także zastosowanie tej substancji w branży rolniczej jako przeciwgrzybiczy środek prewencyjny w uprawie roślin. Ze względu na stosunkowo niedrogą syntezę tego polimeru jest prawdopodobne, że znajdzie on zastosowanie również w tym sektorze - mówi dr inż. Gabriela Konopka-Cupiał, dyrektor CITTRU - Centrum Transferu Technologii UJ.

Naukowcy zaznaczają przy tym, że ewentualne preparaty opracowane na bazie polimeru powinny mieć zastosowanie powierzchniowe, miejscowe. Ze względu na wielkość cząsteczek polimer nie powinien być podawany ogólnoustrojowo.

Dr Magdalena Skóra z Katedry Mikrobiologii UJ CM w trakcie badań