Caractérisation spectroscopique et évaluation du potentiel microbiologique du 1,3,4

Rapports scientifiques volume 12, Numéro d'article : 22140 (2022) Citer cet article

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Dans l'étude présentée, des techniques expérimentales avancées, notamment des spectroscopies d'absorption électronique et de fluorescence [avec diffusion de lumière par résonance (RLS)], des mesures de durées de vie de fluorescence dans le domaine fréquentiel, des calculs de fluctuations de moment dipolaire, de rendements quantiques et de transfert radiatif et non radiatif. constantes, ont été utilisées pour caractériser un analogue sélectionné dans le groupe des 1,3,4-thiadiazole, à savoir : 4-[5-(naphtalén-1-ylméthyl)-1,3,4-thiadiazol-2-yl]benzène- 1,3-diol (NTBD), intrinsèquement capable de démontrer les effets de transfert intramoléculaire de protons (ESIPT) aux états excités énol → céto. Les résultats des analyses spectroscopiques réalisées en milieux solvants ainsi que dans des mélanges sélectionnés ont été complétés par la prise en compte des propriétés biologiques du dérivé considéré, notamment au niveau de son activité microbiologique potentielle. Le composé a démontré un double effet de fluorescence dans les solvants non polaires, par exemple le chloroforme et les mélanges DMSO/H2O, tandis que dans les solvants polaires, un seul maximum d'émission a été détecté. Dans les systèmes étudiés, des effets ESIPT ont en effet été observés, ainsi que le phénomène associé de double fluorescence, et, comme démontré pour les mélanges DMSO : H2O, ceux-ci pourraient être relativement facilement induits par des effets d'agrégation liés à l'émission induite par l'agrégation (AIE). . Des calculs de chimie quantique (TD-)DFT effectués par la suite ont confirmé la possibilité d'effets ESIPT. L'article suivant fournit une description complète des propriétés spectroscopiques et biologiques des dérivés analysés du 1,3,4-thiadiazole, soulignant son applicabilité potentielle en tant que très bonne sonde de fluorescence ainsi qu'en tant que composé capable d'une activité microbiologique élevée.

L’un des principaux objectifs de la médecine contemporaine est de répondre à l’incidence croissante du cancer, des maladies neurodégénératives et de diverses maladies causées par des bactéries et des champignons1,2,3. Les préoccupations concernant les agents pathogènes fongiques, qui peuvent provoquer de graves infections invasives, limitent les options de traitement à seulement trois grandes classes de médicaments antifongiques. Au cours des deux dernières décennies, aucune nouvelle classe de médicaments antifongiques n'est devenue disponible, et un seul nouvel agent appartenant à une classe antifongique connue a été approuvé au cours de la dernière décennie. Récemment, la recherche de nouveaux agents dotés d’une activité antifongique est devenue plus importante en raison de l’augmentation de la fréquence des infections fongiques graves et de l’expansion de la résistance fongique aux médicaments4. Des dérivés sélectionnés du groupe des 1,3,4-thiadiazoles démontrent des effets potentiellement bénéfiques dans le traitement et la prévention de ces maladies5,6, et certains d'entre eux ont déjà trouvé des applications cliniques7,8. Leurs propriétés spectroscopiques et cristallographiques inhabituelles dictent un large spectre de leurs applications supplémentaires ; ils peuvent être utilisés comme pigments laser9, ligands complexant les ions de terres rares10, sondes moléculaires11, ainsi que stabilisants UV12. Par conséquent, une identification détaillée des mécanismes responsables des phénomènes spectroscopiques observés devrait contribuer de manière significative à relier les caractéristiques structurelles aux propriétés biologiques respectives des analogues en question.

Les 1,3,4-thiadiazoles analysés par nos propres équipes ainsi que par d'autres équipes de recherche dans le monde se caractérisent par une gamme de propriétés spectroscopiques, cristallographiques et biologiques intéressantes13 qui sont également fréquemment citées pour expliquer les caractéristiques pharmacologiques inhabituelles des analogues du groupe14. Ces caractéristiques, souvent mises en évidence dans les mesures spectroscopiques, incluent la capacité à former des complexes avec des ions de métaux des terres rares14, des effets d'agrégation15, un processus de phototautomérisation en quatre étapes, c'est-à-dire un processus de transfert intramoléculaire de protons à l'état excité (ESIPT)16. Et phénomène de double fluorescence produit par une seule excitation attribué habituellement dans la littérature à l'ESIPT précité, possibilité d'états CT intramoléculaires, souvent accompagnés d'une torsion partielle de la molécule (transfert de charge intramoléculaire torsadé (TICT))17, formation de systèmes excimères18, émission induite par l'agrégation (AIE)19,20,21, ou émission liée à une incohérence avec la règle de Kasha, comme décrit par Brancato et. al.22. Parmi les propriétés biologiques et pharmaceutiques particulièrement intéressantes des dérivés du 1,3,4-thiadiazole étudiés depuis longtemps par notre équipe, il faut citer l'amélioration synergique de leurs propriétés antimycotiques lorsqu'ils sont associés à des antibiotiques du groupe des antimycosiques polyènes, par exemple l'amphotéricine B ( AmB)13. Les compositions présentant les effets d'une activité synergique se caractérisent par une efficacité antimycosique particulièrement élevée tout en réduisant la toxicité de l'AmB13.