Burnos barjero sulaužymas (3)

PN-235 (icotrokinra, JN-2113) atradimas, optimizavimas ir vėlesnis modifikavimas

Per burną vartojamų ciklinių peptidų pranašumai buvo išsamiai aprašyti ankstesniuose straipsniuose, o PN-235 buvo skiriamas didelis dėmesys kaip vienas iš nedaugelio ciklinių peptidų vaistų, šiuo metu galimų vartoti per burną. 2025 m. liepos 21 d. „Protagonist“ ir „Janssenas“ paskelbė, kad FDA pateikė paraišką dėl naujo vaisto (NDA) dėl Icotrokinra, skirto vidutinio sunkumo ar sunkiai plokštelinei psoriazei gydyti suaugusiems ir 12 metų ir vyresniems vaikams. Tikimasi, kad patvirtinus Icotrokinra taps pirmuoju pasaulyje geriamuoju vaistu, skirtu IL-23R psoriazei gydyti. Šiame straipsnyje pagrindinis dėmesys skiriamas šios molekulės atradimo procesui ir sistemingoms optimizavimo strategijoms, naudojant patentų paskelbimo datas kaip laiko juostą, taip pat apibendrinamos galimos tolesnio optimizavimo kryptys.

Dar 2007 m. Valorisation Hsj, Societe En Commandite pateikė patento paraišką dėl IL-23R peptidų antagonistų (WO2009007849). Tai vienas iš pirmųjų patentų, įtraukiančių IL-23R peptidų antagonistus į viešai prieinamą informaciją. Šiame patente aprašoma peptidų, nukreiptų į IL-23R, serija, įskaitant agonistą APG-2301 ir antagonistus APG-2303, APG-2305, APG-2307 ir APG-2309 (sekos parodytos paveikslėlyje žemiau). Grupė naudojo IL-23R aminorūgščių seką kartu su kompiuterinio modeliavimo metodais, kad sukurtų linijinius peptidus, atitinkančius jo vyrių sritį (mėgdžiojančius IL-23 ir veikiančius kaip IL-23R antagonistai). Tarp jų, APG-2305 ir APG-2309 veiksmingai slopino STAT3 fosforilinimą pelių splenocituose in vitro, kai IC50 vertės buvo atitinkamai 1 nM ir 2 nM. Be to, žiurkės IBD modelyje gydymas APG-2309 žymiai sumažino uždegimo sukeltą edemą ir paraudimą ir žymiai sumažino gleivinės leukocitų infiltraciją bei kraujagyslių perkrovą, parodydamas gerą priešuždegiminį ir gydomąjį potencialą.

2013 m. Medical Diagnostic Laboratories (MDL) paskelbė patentą (US20130029907), kuriame aprašomas IL-23R-surišančių peptidų atradimas naudojant fagų rodymo technologiją, sėkmingai identifikuojant kelias peptidų sekas, kurios specifiškai jungiasi prie IL-23R. Šio tyrimo metu buvo sukurta M13 fago ekrano biblioteka, kurioje buvo atsitiktinės 12-mer peptidų sekos, ir atlikti keli atrankos etapai, naudojant viso ilgio tirpų rekombinantinį IL-23R ir jo sujungimo variantus. Galiausiai buvo nustatyti 27 peptidai, turintys surišimo aktyvumą. Pažymėtina, kad šios peptidų sekos buvo mažai panašios į IL-23 kristalų struktūrą, apie kurią pranešė Beyer ir kt. (PBP ID: 3D85). Suderinus sekas, mokslininkai nustatė, kad 66,7% peptidų turi konservuotą atpažinimo seką: -WX1X2X3W-, kuri, kaip buvo manoma, yra pagrindinis funkcinis motyvas prisijungti prie IL-23R ir blokuoti jo signalo perdavimą pasroviui (reprezentatyvi seka parodyta paveikslėlyje žemiau). Vėliau mokslininkai įvertino peptidų slopinamąjį aktyvumą IL-23 prisijungimui prie IL-23R, naudodami konkurencinius ELISA eksperimentus, nustatydami 23 peptidą (12-merų peptidą) kaip aktyviausią peptidą, kuris reikšmingai slopino IL-23 prisijungimą prie IL-23R (IC{32}} µM).

Remdamasi tuo, komanda optimizavo peptido 23 struktūrą, įskaitant C/N galų pratęsimą arba sutrumpinimą, vidinių aminorūgščių pakeitimą rūgštinėmis/neutraliomis/bazinėmis aminorūgštimis ir ciklizacijos modifikacijas. Konkurencingi ELISA rezultatai parodė, kad aminorūgščių išplėtimas abiejuose 23 peptido galuose turėjo mažai įtakos jo slopinamajam aktyvumui, tačiau sutrumpėjus slopinamasis aktyvumas sumažėjo. „X“ liekanų įkrovos savybių modifikavimas pagrindiniame motyve -WX1X2X3W- (pvz., neigiamai įkrautų liekanų pakeitimas kitomis neigiamo krūvio, poliarinio neįkrovimo ar teigiamai įkrautomis liekanomis) neturėjo reikšmingos įtakos jo slopinamajam aktyvumui, o tai rodo, kad šios srities liekanų krūvio charakteristikos nėra lemiamos. Pakeitus vieną iš triptofano (W) liekanų pagrindinėje struktūroje fenilalaninu (F) arba tirozinu (Y), jis išlaikė slopinamąjį gebėjimą, o pakeitus jį alaninu (A), sumažėjo aktyvumas, o tai atitinka sekos charakteristikas, gautas iš ankstesnio fago ekrano atrankos.

Be to, 23.15 peptido sutrumpinimas išlaikant pagrindinę -WQDYW- struktūrą, nors pagrindinis motyvas buvo išsaugotas, žymiai susilpnino jo slopinamąjį aktyvumą. Be to, cisteino (Cys) įvedimas abiejuose galuose, kad susidarytų ciklinis peptidas, gaudavo panašų į linijinio peptido aktyvumą; tačiau ciklinio peptido dydžio sumažinimas iki 7 arba 9 peptidų, išlaikant pagrindinę struktūrą, žymiai susilpnino jo gebėjimą slopinti IL-23R.

Dviejuose vėlesniuose MDL paskelbtuose patentuose (US20130172272 ir US20160039878) mokslininkai naudojo -WX1X2X3W- pagrindinę struktūrą kaip pagrindą ir sukonstravo bei patikrino tikslinę peptidų biblioteką, naudodami ribosomų rodymo technologiją (peptidų bibliotekos seka: XXXXXX). Po aštuonių atrankos etapų peptidai buvo toliau suskirstyti pagal -WX1X2YW- struktūrą: A grupėje buvo -WVDYW-, B grupėje buvo -WQDYW-, o C grupėje buvo peptidai su kitomis pagrindinėmis sekomis. ELISA aktyvumo testai parodė, kad A grupės peptidas Nr.{17}}/7 turėjo didesnį aktyvumą, palyginti su peptidu Nr.{19}}, aprašytu ankstesniame patente. Atliekant konkurencinius ELISA testus, peptido Nr. . 7 IC50 buvo 58,0 nM, o peptido Nr. . 2 IC50 buvo 34,6 nM.

Vėliau naudojant peptidą Nr.2 ir peptidą Nr.7 kaip pradinius taškus, buvo sukurti ir susintetinti trys cikliniai peptidai: 2HT-AA, 7-CC ir 7HT-AA. Tarp jų molekulė 2HT-AA, pagrįsta alanino likučių ciklizacija nuo galvos{11}} iki- abiejuose peptido NO.2 galuose, pasižymėjo geriausiu aktyvumu (struktūra parodyta paveikslėlyje žemiau), esant konkurenciniam ELISA IC50 lygiui 8,1 nM ir nM 41. IL-23 stimuliavo DB ląstelių liniją, transfekuotą STAT3 reporterio genu, o slopinamasis aktyvumas buvo kiekybiškai įvertintas nustatant reporterio geno ekspresiją). Tai reiškė 4-6 kartus didesnį aktyvumą, palyginti su linijiniu peptidu. In vitro aktyvumo bandymuose 2HT-AA veiksmingai slopino IL-23 sukeltą IL-17F sekreciją žmogaus Th17 ląstelėse priklausomai nuo koncentracijos ir blokavo IL-22 gamybą žmogaus PBMC ir žiurkės splenocituose. Tuo pačiu metu šis ciklinis peptidas taip pat sumažino IL-17F mRNR lygį žiurkių splenocituose. Deja, nepaisant daug žadančio 2HT-AA farmakologinio aktyvumo, jokių paskesnių šios ciklinės peptidų struktūros ir jos darinių optimizavimo ataskaitų nerasta MDL.