DNA編碼化合物庫:新葯研發的源頭動力

受體相互作用蛋白1(RIP1)可以調節細胞壞死和發炎,在人體病理學上也扮演著重要的角色,如免疫調節和炎症疾病。

Harris等人在早在2016年初即報道了在DNA編碼化合物庫中找到了一個優秀的抑制RIP1激酶的苯並惡嗪酮類先導化合物(GSK481)。時隔一年,他們再次撰文報道通過優化GSK481得到臨床候選化合物(GSK2982772)的過程並展示了其優異的性質。

GSK2982772能夠特異性地與RIP1結合,並且高效地阻斷TNF依賴的細胞通路。作為一個全新的抗炎症化合物,它能夠降低潰瘍性結腸炎組織自發產生的細胞因子。由於具有良好的物理化學性質及ADMET,有望成為低劑量口服藥物。

目前該化合物正在進行II期臨床研究,適應症為斑塊狀銀屑病、類風濕性關節炎、潰瘍性結腸炎。此外,已經完成炎性腸疾病的I期臨床研究。

GSK2982772的研發進展

數據來源:GSK 2982772 - AdisInsight

「一個優秀藥物最終會耀眼地站在世界舞台的中間,她的成功註定不平凡,她走過的路將指引一批又一批製藥人前行,我們在她的身上會得到寶貴的經驗,比如先來一打優秀的Hits,比如,先用DNA編碼化合物庫篩選一個靶點。」

——編者注

起初Harris等在尋找RIP1抑製劑的時候並沒有選擇DNA編碼化合物庫篩選技術,而是對GSK的激酶抑製劑化合物庫進行了篩選。篩選得到的一系列苗頭化合物屬於能夠結合DFG-out構象的II型RIP1靶點的抑製劑,如下圖2號化合物。但是這個系列的苗頭化合物的分子量太大、親水性弱並且常常脫靶的性質成為進一步優化的障礙。

隨後他們採用高通量篩選技術對GSK的化合物庫進行篩選,發現了化合物GSK963,如下圖3號化合物。這個化合物在體外的數據較好,分子量小,效率高並且具有選擇性。但是在嚙齒動物中的口服效果不佳,限制了進一步的開發。

Harris等利用傳統篩選技術篩選出的化合物

在經過前兩種方法之後,他們嘗試了DNA編碼化合物庫篩選技術,通過三元合成砌塊(BB1、BB2和BB3,BB = Building Block)和均分與合併(split-and-pool)的組合化學策略,得到一個包含77億化合物的龐大的庫(見下圖)。

包含77億DNA編碼化合物的化合物庫

通過對這個化合物庫篩選,最終發現了一系列可以抑制RIP1的benzoxazepinone化合物,如GSK481(如下圖)。該化合物的發現過程在2016年2月便發表在JMC上。該系列化合物與已經公開的RIP1抑製劑相比有顯著優勢,它不僅活性高,而且在456種激酶中僅對RIP1激酶有效,表現出非常優秀的選擇性,此外在嚙齒動物試驗中有較好的口服效果。因此GSK481是一個非常優秀的臨床前候選化合物優化起始點。

在對GSK481優化後,Harris等得到了化合物GSK2982772,優化後的化合物性質有了較大的提高。它具有良好的活性數據,具有單一激酶靶點選擇性,優秀的臨床前PK數據及可延展性,因此它在RIP1抑製劑領域站在了First-in-class的高度,並於2015進入臨床實驗,現在已經完成了一個適應症的I期臨床研究,另有三個適應症處於II期臨床研究階段。

Harris等利用DNA編碼化合物庫篩選技術篩選&優化後的產物

(GSK2982772是經過GSK481優化得到的產物)

雖然GSK481與GSK2982772在化學結構上很相似,但是無論在發現過程還是在優化過程都做了大量的工作。值得注意的是,在2016年底,J. Med. Chem.編輯部挑選了2015-2016年有代表性的6篇文章,其中一篇即為利用DNA編碼化合物庫篩選技術發現GSK481的文章(全文請登錄成都先導網盤閱讀)。

雖然DNA編碼化合物庫技術已經被多家公司用作新葯研發工具,其中不乏製藥巨頭,但是一直以來都有針對DNA編碼化合物庫實用性的質疑,Harris等人的工作算是為它正了名。

成都先導藥物是中國第一家利用DNA編碼化合物庫合成與篩選技術從事新葯研發的公司,目前該平台已經合成了60億結構新穎的小分子和大環化合物庫,擁有超過800多個化合物庫。在許多傳統篩選技術較難篩選到小分子的靶點成功發現苗頭化合物。

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