Ağız bariyerini kırmak (3)

PN-235'in (icotrokinra, JN-2113) keşfi, optimizasyonu ve ardından değiştirilmesi

Oral olarak uygulanan siklik peptidlerin avantajları önceki makalelerde ayrıntılı olarak açıklanmıştır; PN-235, halihazırda oral uygulama için mevcut olan çok az sayıda siklik peptid ilacından biri olarak büyük ilgi görmüştür. 21 Temmuz 2025'te Protagonist ve Janssen, yetişkinlerde ve 12 yaş ve üzeri çocuklarda orta ila şiddetli plak sedef hastalığının tedavisi için Icotrokinra için FDA'ya Yeni İlaç Başvurusu (NDA) sunduklarını duyurdu. Onaylandığı takdirde Icotrokinra'nın sedef hastalığının tedavisinde IL-23R'yi hedef alan dünyanın ilk oral ilacı olması bekleniyor. Bu makale, patent yayın tarihlerini bir zaman çizelgesi olarak kullanarak bu molekülün keşif sürecine ve sistematik optimizasyon stratejilerine odaklanmakta ve ayrıca daha fazla optimizasyon için potansiyel yönleri özetlemektedir.

2007 gibi erken bir tarihte, Valorization Hsj, Societe En Commandite, IL-23R peptid antagonistleri (WO2009007849) için bir patent başvurusunda bulundu. Bu, kamuya açık bilgilerde IL-23R peptid antagonistlerini içeren en eski patentlerden biridir. Bu patent, agonist APG-2301 ve antagonistler APG-2303, APG-2305, APG-2307 ve APG-2309 (aşağıdaki şekilde gösterilen diziler) dahil olmak üzere IL-23R'yi hedef alan bir dizi peptidi açıklamaktadır. Ekip, menteşe bölgesine karşılık gelen (IL-23'ü taklit eden ve IL-23R antagonistleri olarak hareket eden) doğrusal peptitler üretmek için bilgisayar modelleme teknikleriyle birleştirilmiş IL-23R'nin amino asit dizisini temel olarak kullandı. Bunlar arasında APG-2305 ve APG-2309, sırasıyla 1 nM ve 2 nM'lik IC50 değerleriyle in vitro fare splenositlerinde STAT3 fosforilasyonunu etkili bir şekilde inhibe etti. Ayrıca, bir sıçan IBD modelinde, APG-2309 ile tedavi, enflamasyonun neden olduğu ödemi ve kızarıklığı önemli ölçüde hafifletti ve mukozal lökosit infiltrasyonunu ve vasküler tıkanıklığı önemli ölçüde azaltarak, iyi bir anti-inflamatuar ve terapötik potansiyel ortaya koydu.

2013 yılında Medical Diagnostic Laboratories (MDL), faj görüntüleme teknolojisi kullanılarak IL-23R-bağlayıcı peptitlerin keşfini açıklayan ve spesifik olarak IL-23R'ye bağlanan birkaç peptit dizisini başarıyla tanımlayan bir patent (US20130029907) yayınladı. Bu araştırma, rastgele 12-mer peptit dizileri içeren bir M13 faj gösterim kütüphanesi oluşturdu ve tam uzunluktaki çözünür rekombinant IL-23R ve bunun birleşme varyantlarını hedef olarak kullanarak çok sayıda tarama turu gerçekleştirdi. Sonuçta bağlanma aktivitesine sahip 27 peptid tanımlandı. Dikkat çekici bir şekilde bu peptit dizileri, Beyer ve arkadaşları tarafından bildirilen IL-23 kristal yapısına düşük benzerlik gösterdi. (PDB kimliği: 3D85). Dizi hizalama yoluyla araştırmacılar, peptitlerin %66,7'sinin korunmuş bir tanıma dizisi içerdiğini buldu: -WX1X2X3W-; bu dizi, IL-23R'ye bağlanmak ve aşağı yöndeki sinyal iletimini bloke etmek için önemli bir fonksiyonel motif olduğu varsayıldı (temsili bir dizi aşağıdaki şekilde gösterilmiştir). Daha sonra araştırmacılar, IL-23'ün IL-23R'ye (IC50=0.85 uM) bağlanmasını önemli ölçüde inhibe eden Peptid 23'ü (bir 12-mer peptit) en aktif peptit olarak tanımlayarak, rekabetçi ELISA deneyleri kullanarak peptitlerin IL-23R'ye bağlanması üzerindeki inhibitör aktivitesini değerlendirdiler.

Buna dayanarak ekip, C/N terminallerinin uzatılması veya kısaltılması, dahili amino asitlerin asidik/nötr/bazik amino asitlerle değiştirilmesi ve siklizasyon modifikasyonları dahil olmak üzere Peptid 23'ün yapısını optimize etti. Rekabetçi ELISA sonuçları, Peptid 23'ün her iki ucundaki amino asitlerin uzatılmasının onun inhibitör aktivitesi üzerinde çok az etkiye sahip olduğunu, ancak kısaltmanın inhibitör aktivitede bir azalmaya yol açtığını gösterdi. Çekirdek motifindeki -WX1X2X3W- "X" kalıntılarının yük özelliklerinin değiştirilmesi (örneğin, negatif yüklü kalıntıların diğer negatif yüklü, polar olmayan veya pozitif yüklü kalıntılarla değiştirilmesi), bunun inhibitör aktivitesini önemli ölçüde etkilememiştir; bu, bu bölgedeki kalıntıların yük özelliklerinin bağlanma aktivitesinin temel belirleyicileri olmadığını göstermektedir. Çekirdek yapıdaki triptofan (W) kalıntılarından birinin fenilalanin (F) veya tirozin (Y) ile değiştirilmesi, inhibitör yeteneğini korurken bunun alanin (A) ile değiştirilmesi, önceki faj görüntüleme taramasından elde edilen sekans özellikleriyle tutarlı olan aktiviteyi azalttı.

Ayrıca, çekirdek -WQDYW- yapısını korurken Peptid 23.15'in kısaltılması, her ne kadar çekirdek motifi korunmuş olsa da, onun inhibitör aktivitesini önemli ölçüde zayıflattı. Ek olarak, siklik bir peptid oluşturmak için her iki uca da sistein (Cys) eklenmesi, doğrusal peptid ile karşılaştırılabilir aktiviteyle sonuçlandı; ancak çekirdek yapısını korurken siklik peptidin boyutunu 7 veya 9 peptid'e düşürmek, IL-23R'yi inhibe etme yeteneğini önemli ölçüde zayıflattı.

MDL tarafından yayınlanan sonraki iki patentte (US20130172272 ve US20160039878), araştırmacılar -WX1X2X3W- çekirdek yapısını bir yapı iskelesi olarak kullandılar ve ribozom görüntüleme teknolojisini (peptit kitaplığı dizisi: XXXWXXYWXXXX) kullanarak hedeflenen bir peptit kitaplığı oluşturup taradılar. Sekiz tarama turundan sonra peptitler, -WX1X2YW- yapısına dayalı olarak daha da alt bölümlere ayrıldı: Grup A, -WVDYW-'yi içeriyordu, Grup B, -WQDYW-'yi içeriyordu ve Grup C, diğer çekirdek dizileriyle birlikte peptitleri içeriyordu. ELISA aktivite testleri, Grup A'daki Peptid No. 2/7'nin önceki patentte açıklanan Peptid No. 23.19 ile karşılaştırıldığında üstün aktiviteye sahip olduğunu gösterdi. Rekabetçi ELISA testlerinde Peptid No. 7, 58,0 nM'lik bir IC50'ye sahipti ve Peptid No. 2, 34,6 nM'lik bir IC50'ye sahipti.

Daha sonra, Peptid NO.2 ve Peptid NO.7'yi başlangıç ​​noktaları olarak kullanarak, üç siklik peptid tasarlandı ve sentezlendi: 2HT-AA, 7-CC ve 7HT-AA. Bunların arasında, Peptid NO.2'nin her iki ucundaki alanin kalıntılarının baştan-kuyruğa siklizasyonuna dayanan 2HT-AA molekülü, 8,1 nM'lik rekabetçi ELISA IC50 ve 341,8 nM'lik raportör aktivitesiyle (test yöntemi: IL-23 bir DB'yi uyardı) en iyi aktiviteyi (aşağıdaki şekilde gösterilen yapı) sergiledi. STAT3 raportör geni ile transfekte edilmiş hücre çizgisi ve inhibitör aktivite, raportör gen ekspresyonunun saptanması yoluyla ölçüldü). Bu, doğrusal peptit ile karşılaştırıldığında aktivitede 4-6 katlık bir artışı temsil ediyordu. İn vitro aktivite testlerinde 2HT-AA, insan Th17 hücrelerinde IL-23 kaynaklı IL-17F salgılanmasını konsantrasyona bağlı bir şekilde etkili bir şekilde inhibe etti ve insan PBMC'lerinde ve sıçan splenositlerinde IL-22 üretimini bloke etti. Eş zamanlı olarak bu siklik peptit, sıçan splenositlerindeki IL-17F mRNA seviyelerini de azalttı. Ne yazık ki, 2HT-AA'nın umut verici farmakolojik aktivitesine rağmen, bu siklik peptid yapısı ve türevlerinin MDL tarafından daha sonra optimizasyon raporları bulunamamıştır.