Početak projekta: 1.10.2025.

Bakterijski biofilmovi lako se razvijaju na medicinskim uređajima i tkivima, uzrokujući teško izlječiva stanja zbog njihove otpornosti na antibiotike. Idealan su medij za horizontalni transfer gena, što je osnova razvoja antimikrobne rezistencije, jednog od najvećih globalnih zdravstvenih problema današnjice. Uvid u biofilmove s kemijske strane omogućuje prelazak sa stanične na molekulsku razinu, nužno potreban kako bi se razumjela i spriječila bakterijska virulentnost.

Predloženi projekt istražuje molekulsku arhitekturu biofilmova uropatogene bakterije E. faecalis, koristeći primarno napredne metode nuklearne magnetske rezonancije čvrstog stanja (ssNMR), koje omogućuju iznimno dubok uvid u molekulsku strukturu biofilma. Analiza promjena u arhitekturi prije i poslije tretmana odabranim antimikrobnim tvarima, uz korištenje metoda računalne kemije, omogućit će nam uvid u njihove mehanizme djelovanja. U fokusu istraživanja je nitroksolin (NTX), odavno poznati antibiotik s pleiotropnim djelovanjem, koji se radi porasta antimikrobne rezistencije na moderne antibiotike vratio u središte istraživanja, pri čemu se otkrivaju djelovanja koja nadilaze antibiotska, uključujući antiadhezijska, antibiofilmska i antifungalna svojstva, pa čak i antitumorska. Analiza antiadhezijskog/antibiofilm djelovanja bit će istraživana na biofilmovima stvorenim na klinički relevantnim površinama, s ciljem utvrđivanja utjecaja fizikalno-kemijskih svojstava različitih površina na razvoj biofilmova. Analize će biti napravljene prvo za NTX, a zatim i za njegove derivate, ciljano sintetizirane temeljem rezultata ostalih metoda i računalnih simulacija.  

Analiza biofilmova pomoću naprednih ssNMR metoda predstavlja najmoderniji pristup istraživanju tih složenih bioloških sustava. Kombinacija uhodanih mikrobioloških i fizikalno-kemijskih metoda s naprednim ssNMR tehnikama te računalnim kvantno-kemijskim izračunima pruža mogućnost ostvarenja značajnih iskoraka u ovom iznimno važnoj problematici.