AZD4573, ингибитор CDK9 для лечения гемобластозов
(опухолей кроветворной и лимфатической ткани)

⁃ Механизм защиты раковых опухолей за счет семейства регуляторов апоптоза Bcl-2, а конкретно Mcl-1, достаточно хороши изучен
⁃ Опосредованное нарушение его работы за счет ингибирования серин/треониновых циклин-зависимых киназ CDK (~20 штук), в частности CDK9, один из самых актуальных подходов
⁃ В клинике пан-CDK ингибиторы показали себя так себе, поэтому ребята из бигфармы разрбатывают селективные CDK ингибиторы
⁃ Несколько уже прошли на клинические исследования (BAY 114357237 и BAY 12511523)
⁃ Авторам хотелось добиться быстрого периода полу-выведения (<2h), высокой активности при внутривенном введении, отличной растворимости
⁃ Лид был уже довольно неплохо изучен и опубликован ранее этой же группой (AstraZeneka), однако ему не хватало растворимости, скорости метаболизма и активности
⁃ Структура лида довольно классическая для киназного ингибитора, аминопиридин образует две водородные связи с хинджом, а липофильная ароматика в С4 детерминирует селективность
⁃ Именно она отвечает, также, и за низкую растворимость
⁃ Оптимизацию решили проводить путем замены бензольного кольца на 5-членные циклы (пиразолы, имидазолы и др.), либо на 5+5/5+6 гетероциклические системы
⁃ Имидазол уронил в 10 раз активности на киназе и клетках, но одновременно показал прирост в 20 раз по растворимости (7.4 pH буферный раствор, кристаллическая субстанция)
⁃ Тетрагидропиразолопиридиновый заместитель в комбинации со фтором в пиридине вернули активность на уровне исходной молекулы, но были уже во много раз растворимее
⁃ В результате, перепробовав больше 30 разных молекул на киназных, клеточных и in vivo тестах, авторы остановились на гем-диметил дигидропирролопиразоловой (5+5) структуре
⁃ Молекула достигла все заявленные параметры, да еще и активность <4nM, когда у исходника ~26 nM на киназе
⁃ Высокая селективность внутри семейства CDK
⁃ Авторы подтвердили дозозависимое снижение количества Mcl-1 и другого важного онко-маркера pSer2-RNAP2 в клеточных тестах
⁃ А также снижение объема опухолей на модели лейкемии Nomo-1

Почему статья интересна? Довольно хорошо изученная мишень, много ингибиторов-аналогов, тем не менее, авторы придумали, как достичь нужные параметры, исходя из дубового оригинала, не выращивая новых кристаллов (только с финальным кандидатом), а используя последовательные и рациональные замены.

статья
#1minutearticle

Активаторы Cyclic GMP-AMP synthase (cGAS)/ STING

Вдогонку к потенциально крутым мишеням

cGAS-STING (циклический гуанозин монофосфат - аденозин монофосфат синтаза - стимулятор интерфероновых генов)

⁃ cGAS-STING путь нужен в клетке для распознавания поврежденной ДНК и в случае активации приводит к задействованию адаптивного (врожденного) иммунного ответа против опухолей
⁃ То есть, организм будет бороться с раком своими же силами, что чаще всего бывает менее вредно, чем стандартная химиотерапия
⁃ К такому лечению у опухоли сложнее вырабатывается резистентность
⁃ Эндогенным лигандом в cGAS-STING является циклический димер из двух нуклеозидов GMP-AMP
⁃ Прежние терапевтические изощрения (находящиеся на 1-2 этапах клиники) заключались в синтезе подобных нуклеозидных димеров
⁃ Такой подход плох, потому что нужно вводить непосредственно в опухоль, что ограничивает терапевтическое окно и вообще можно лечить только солидные опухоли где-нибудь на коже
⁃ Авторы из Scripps University заморочились и сделали максимально широкий скрининг библиотеки на 100к молекул на нокаутной линии, binding assay, клеточных репортерах
⁃ Примерно в то же самое время вышла статья от Мерков, что и они разработали молекулу-активатор
⁃ Самое крутое в этих двух исследованиях то, что наблюдалась дозозависимая выработка IFNb снижение размеров опухолей у мышей при пероральном введении
⁃ Был установлен механизм действия для молекул, что это именно они приводили к эффекту
⁃ Эпигенетические механизмы борьбы с опухолями давно уже на острие науки и то, что удалось, кажется, сделать что-то более-менее похожее на нормальное лекарство - это большой успех
⁃ Ждем оптимизированных кандидатов и клиники

#1minutearticle

10.1146/annurev- immunol-032713-120156
10.1126/science.aba6098
10.1126/science.abb4255
10.1038/s41586-018-0705-y

Discovery of AB680: A Potent and Selective Inhibitor of CD73

90 секунд

⁃ Аденозин - эндогенный нуклеотид, обладает (помимо всего прочего) иммуносупрессивными и противоспалительными эффектами
⁃ CD73 - эктонулеотидаза, которая дефосфорилирует AMP до аденозина
⁃ Концентрация аденозина очень высока в раковых опухолях, где он активирует цепь G-белки -> Аденилатциклаза -> каскады со множеством аббревитур) -> пролиферация
⁃ Долгое время CD73 была никому не нужна, так как не был понятен механизм действия, но относительно недавно установили, что селективная блокада их работы приводит к эффекту аналогичному ингибированию PD-1 чекпоинтов
⁃ Грустная К.Мюллер сильно раньше разработала селективные биопробы на CD73, но не запатентовала, потому что долго, дорого и зачем
⁃ На основе ее исследований ребята из Arcus Bioscience разработали свой ингибитор AB680
⁃ Молекула ингибитора заезжает в активный сайт вместо аденозина, где распознается двумя Phe (417 и 500) и цепляется пи-стакингом
⁃ Дальше фосфорный остаток фиксируется D506 и N390, а бифосфат образует ионные взаимодействия с двумя ионами Zn
⁃ Исследование SAR шло по трем основным положениям, C6, где по аминогруппе цепляли объемный фрагмент
⁃ По С2, где тоже пытались ввести ароматику и другие большие группы, что снижало iC50
⁃ Из кристаллов увидели, что большой заместитель не влезает в карман, нарушается “водная сеть” и тд., остановились на хлоре, как у грустной К.Мюллер
⁃ Допиливание фармакокинетики шло по пути передвижения азотов по основному 6+5 гетероциклу и фторов по бензильному С6-заместителю, что в итоге дало субнаномолярную активность для трех предфинальных кандидатов in vitro
⁃ Финальный же AB680 (под номером 55 на картинке) не ингибирует CYP и hERG, долго (67-75 ч) выводится из организма и нормально переносится здоровыми людьми при внутривенном введении 2 раза в неделю
⁃ Вообще, момент с оптимизацией фармакокинетики кажется наиболее интересным в этой статье, так как выбрали не самый активный и селективный, а самый компромиссный по всем параметрам
⁃ Также, стоит обратить внимание на то, как передвижение фтора драматически влияло на ФК параметры

P.S.: Да, еще я очень люблю пуринергическую систему, так что страдайте)))

Ссылка на статью: https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acs.jmedchem.0c00525

#1minutearticle

Fragment Binding to Kinase Hinge: If Charge Distribution and Local pKa Shifts Mislead Popular Bioisosterism Concepts

⁃ Оптимизация лида в МХ обычно представляет собой модификацию скафа биоизостерными кусками, форма и размер которых обусловлен характеристиками связывающих карманов
⁃ Сложно точно подобрать идеальный изостер , поэтому МХ обычно грустят, когда ожидаемой активности нет
⁃ Тем более, не очевидно, как влияет распределение электронной плотности, pKa и тд. отдельных фрагментов, без якорного скаффа
⁃ Квантовые вычисления дают какое-то представление, но и то не всегда, а long-distance поляризацию реально увидеть только в эксперименте
⁃ Чтобы посмотреть на это - вырастили 19 кристаллов PKA киназы с фрагментами, которые вяжутся в hinge-регионе киназ
⁃ Для исследования выбрали ароматические кольца, аугментированные карбоксамидными заместителями
⁃ Большая часть молекул встала, как и ожидалось, образуя параллельные водородные связи с хинджом
⁃ Авторы не ожидали, что пиридиновый азот и гидроксильная группа в ряде фрагментов могут вязаться с хинджом вместо амида
⁃ Двумя самыми большими сюрпризами стали бензойные кислоты и бензамидины, которые тоже хорошо связались, став своего рода биозостерами
⁃ А в изоникотинамидине - пиридиновый азот образовал единичную водородную связь
⁃ Такое уже было замечено в некоторых киназных ингибиторах (Lapatinib, Gefitinib, Erlotinib, Vandetinib)
⁃ Ключевая роль в связывании принадлежит pKa
⁃ Именно на изменение pKa в системе нужно обращать внимание в первую очередь, если собираетесь вводить заместители
⁃ Если у вас много денег, то вы можете вырастить хоть 100 кристаллов

#1minutearticle