A szájüreg áttörése (3)

A PN-235 (icotrokinra, JN-2113) felfedezése, optimalizálása és későbbi módosítása

Az orálisan adagolt ciklikus peptidek előnyeit a korábbi cikkekben részletezték, a PN-235 jelentős figyelmet kapott, mint azon kevés ciklikus peptid hatóanyagok egyike, amelyek jelenleg orálisan beadhatók. 2025. július 21-én a Protagonist és Janssen bejelentették, hogy új gyógyszer iránti kérelmet (NDA) nyújtottak be az FDA-hoz az Icotrokinra esetében, közepesen súlyos vagy súlyos plakkos pikkelysömör kezelésére felnőtteknél és 12 éves vagy idősebb gyermekeknél. Ha jóváhagyják, az Icotrokinra várhatóan a világ első orális gyógyszerévé válik, amely az IL-23R-t célozza meg a pikkelysömör kezelésére. Ez a cikk ennek a molekulának a felfedezési folyamatára és szisztematikus optimalizálási stratégiáira összpontosít, a szabadalom közzétételi dátumát használja idővonalként, és összefoglalja a további optimalizálás lehetséges irányait.

A Valorisation Hsj, Societe En Commandite már 2007-ben szabadalmi kérelmet nyújtott be IL-23R peptid antagonistákra (WO2009007849). Ez az egyik legkorábbi szabadalom, amely IL-23R peptid antagonistákat tartalmaz a nyilvánosan elérhető információk között. Ez a szabadalom egy sor IL-23R-t megcélzó peptidet ír le, beleértve az APG-2301 agonistát és az APG-2303, APG-2305, APG-2307 és APG-2309 antagonistákat (a szekvenciák az alábbi ábrán láthatók). A csapat az IL-23R aminosavszekvenciáját használta alapul, számítógépes modellezési technikákkal kombinálva, hogy a csuklórégiójának megfelelő (IL-23-at utánzó és IL-23R antagonistaként működő) lineáris peptideket hozzon létre. Ezek közül az APG-2305 és az APG-2309 hatékonyan gátolta a STAT3 foszforilációját egér lépsejtekben in vitro 1 nM, illetve 2 nM IC50 értékkel. Ezenkívül egy patkány IBD modellben az APG-2309-cel végzett kezelés jelentősen enyhítette a gyulladás által kiváltott ödémát és bőrpírt, valamint jelentősen csökkentette a nyálkahártya leukocita infiltrációját és a vaszkuláris pangást, ami jó gyulladásgátló és terápiás potenciált mutatott.

2013-ban a Medical Diagnostic Laboratories (MDL) közzétett egy szabadalmat (US20130029907), amely leírja az IL-23R-kötő peptidek felfedezését fágmegjelenítési technológiával, sikeresen azonosítva számos olyan peptidszekvenciát, amelyek specifikusan kötődnek az IL-23R-hez. Ez a kutatás egy véletlenszerű 12-mer peptidszekvenciákat tartalmazó M13 fág display könyvtárat állított össze, és több körben szűrt, célpontként teljes hosszúságú oldható rekombináns IL-23R-t és splice variánsait használva. Végül 27 kötőaktivitással rendelkező peptidet azonosítottak. Nevezetesen, ezek a peptidszekvenciák csekély hasonlóságot mutattak a Beyer és munkatársai által leírt IL-23 kristályszerkezettel. (PDB azonosító: 3D85). A szekvencia-illesztés révén a kutatók azt találták, hogy a peptidek 66,7%-a tartalmazott egy konzervált felismerő szekvenciát: -WX1X2X3W-, amelyről azt feltételezték, hogy az IL-23R-hez való kötődés kulcsfontosságú funkcionális motívuma, és blokkolja annak downstream jelátvitelét (a reprezentatív szekvencia az alábbi ábrán látható). Ezt követően a kutatók kompetitív ELISA-kísérletekkel értékelték a peptidek IL-23-nak az IL-23R-hez való kötődését gátló hatását, és a 23-as peptidet (12 tagú peptid) azonosították a legaktívabb peptidként, amely jelentősen gátolta az IL-23 kötődését az IL-23R-hez (IC{32}} µM).

Ennek alapján a csapat optimalizálta a 23-as peptid szerkezetét, beleértve a C/N-végek meghosszabbítását vagy lerövidítését, a belső aminosavak savas/semleges/bázikus aminosavakkal való helyettesítését, valamint a ciklizációs módosításokat. A kompetitív ELISA eredmények azt mutatták, hogy a 23-as peptid mindkét végén az aminosavak kiterjesztése csekély hatással volt a gátló aktivitására, de a rövidítés a gátló aktivitás csökkenéséhez vezetett. A magmotívum -WX1X2X3W- "X" csoportjainak töltési tulajdonságainak módosítása (pl. negatív töltésű maradékok más negatív töltésű, poláris töltetlen vagy pozitív töltésű maradékokkal való helyettesítése) nem befolyásolta jelentősen a gátló aktivitást, ami azt jelzi, hogy a kötési aktivitás e régióban nem meghatározó töltési jellemzői. A magszerkezetben található triptofán (W) egyik maradékának fenilalaninnal (F) vagy tirozinnal (Y) való helyettesítése megőrizte gátló képességét, míg alaninnal (A) való helyettesítése csökkentette az aktivitást, ami összhangban van a korábbi fág display szűrés során kapott szekvencia jellemzőkkel.

Ezenkívül a 23.15 peptid lerövidítése, miközben megtartotta a mag -WQDYW- szerkezetét, bár a magmotívum megmaradt, jelentősen gyengítette gátló aktivitását. Ezenkívül a cisztein (Cys) mindkét végére ciklikus peptid kialakítása érdekében a lineáris peptidhez hasonló aktivitást eredményezett; azonban a ciklusos peptid méretének 7 vagy 9 peptidre való csökkentése a magszerkezet megtartása mellett jelentősen gyengítette az IL-23R gátlási képességét.

Az MDL által közzétett két későbbi szabadalomban (US20130172272 és US20160039878) a kutatók a -WX1X2X3W- magstruktúrát használták tartószerkezetként, és riboszómamegjelenítési technológia segítségével célzott peptidkönyvtárat készítettek és szűrtek (peptidkönyvtár szekvencia: XXXXX). Nyolc szűrési kör után a peptideket tovább osztották a -WX1X2YW- szerkezet alapján: az A csoport a -WVDYW--ot, a B csoport a -WQDYW--t, a C csoport pedig más magszekvenciákkal rendelkező peptideket tartalmazott. Az ELISA aktivitási tesztek azt mutatták, hogy az A csoportban a(z) . 2/7. számú peptid jobb aktivitással rendelkezik, mint az előző szabadalomban ismertetett . 23.19 számú peptid. A kompetitív ELISA tesztekben a . 7 számú peptid IC50 értéke 58,0 nM, a No{24}} peptid IC50 értéke pedig 34,6 nM.

Ezt követően a NO.2 és a NO.7 peptidet kiindulópontként használva három ciklikus peptidet terveztünk és szintetizáltunk: 2HT-AA, 7-CC és 7HT-AA. Ezek közül a 2HT-AA molekula, amely a NO.2 peptid mindkét végén lévő alaninmaradékok fej---ciklizációján alapul, mutatta a legjobb aktivitást (a szerkezet az alábbi ábrán látható), a kompetitív ELISA IC50 értéke 8,1 nM, és a 41M-tesztelési módszer. Az IL-23 stimulált egy STAT3 riportergénnel transzfektált DB sejtvonalat, és a gátló aktivitást a riportergén expressziójának kimutatásával határoztuk meg. Ez 4-6-szoros aktivitásnövekedést jelent a lineáris peptidhez képest. In vitro aktivitási tesztekben a 2HT-AA hatékonyan gátolta az IL-23 által kiváltott IL-17F szekréciót humán Th17 sejtekben koncentrációfüggő módon, és blokkolta az IL-22 termelődését humán PBMC-ben és patkány lépsejtekben. Ezzel egyidejűleg ez a ciklikus peptid csökkentette az IL-17F mRNS szintjét patkány lépsejtekben. Sajnos a 2HT-AA ígéretes farmakológiai aktivitása ellenére nem találtak további jelentéseket ennek a ciklikus peptidszerkezetnek és származékainak MDL általi optimalizálására.