Przełamanie bariery ustnej (4)

Odkrycie i derywatyzacja cyklicznego peptydu PTG-200
Odkrycie PTG-200

W 2016 roku firma Protagonist ujawniła patent (WO2016011208) na doustny inhibitor polipeptydowy ukierunkowany na IL-23R, który obejmował kilka liniowych i cyklicznych sekwencji peptydowych zdolnych do wiązania się z IL-23R. Warto zauważyć, że sekwencje przedstawione w Tabeli 3A tego patentu bardzo przypominają struktury otrzymane wcześniej przez MDL poprzez prezentację fagową. Wymienione liniowe sekwencje peptydowe zawierają głównie strukturę rdzeniową -WQDYW- (jak pokazano na rysunku poniżej). Wśród nich najsilniejsza cząsteczka (SEQ ID NO.4) osiągnęła stężenie hamujące IL-23R wynoszące 4,1 µM, a jej struktura została utworzona przez acetylowanie końca N Peptydu 23.15 MDL.
Warto wspomnieć, że firmy MDL i Protagonist negocjowały kiedyś współpracę nad peptydem IL-23R w 2014 r., podczas której firma MDL podzieliła się swoimi informacjami badawczymi. W 2015 roku obie strony podpisały umowę o zachowaniu poufności, jednak negocjacje zostały zakończone w październiku tego samego roku. Późniejsze dokumenty prawne ujawniły, że MDL złożyła pozew przeciwko Protagonistowi w Sądzie Okręgowym Stanów Zjednoczonych, zarzucając naruszenie patentu przez PTG-200, obejmującego patenty US 8946150 (MDL) i US 9624268 (Protagonist). W 2018 roku pozew MDL o naruszenie patentu został oddalony, ponieważ Protagonist wykorzystał te peptydy do opracowania zatwierdzonych przez FDA leków na choroby autoimmunologiczne, które były chronione na mocy zasady bezpiecznej przystani.

Wracając do tematu tego artykułu, Protagonist zachował strukturę rdzenia - WQDYW zaproponowaną przez MDL w kolejnych modyfikacjach molekularnych, ale przyjął inne projekty w strategii cyklizacji. Wprowadzili Cys do sekwencji rdzeniowej, tworząc konserwatywną strukturę - CXX-WQCYW - (taką jak - CQTWQCYW -) i wyprowadzili setki peptydów wokół tej struktury, zwiększając aktywność do poziomu nanomolowego (jak pokazano na poniższym diagramie). Ponadto w ramach projektu Protagonist wypróbowano także różne metody cyklizacji, w tym wprowadzenie wiązania tioeterowego między dwoma miejscami Cys, zastosowanie reakcji metatezy olefin (RCM) i wdrożenie strategii cyklizacji wiązania amidowego. Jednakże wyniki doświadczalne wskazują, że peptydy cykliczne poprzez wiązania disiarczkowe lub tioeterowe na ogół wykazują lepszą aktywność niż peptydy cykliczne poprzez wiązania RCM lub amidowe.

Dane PK PTG-200 (związku C) ujawniono w patencie: po podaniu doustnym szczurom w dawce 20 mg/kg, związek ulega dystrybucji głównie w tkance przewodu pokarmowego, przy wyjątkowo niskiej ekspozycji ogólnoustrojowej. Wśród nich AUC błony śluzowej jelita cienkiego wynosi 355 μg · h/g, a błony śluzowej okrężnicy 77 μg · h/g. Jednakże AUC w osoczu wynosi jedynie 0,3 μg·h/ml, a stopień odzysku w kale wynosi 40%. Związek ten wykazuje dobrą stabilność w różnych płynach żołądkowo-jelitowych i środowiskach redukujących: jego okres półtrwania-jest dłuższy niż 24 godziny w symulowanym płynie jelitowym (SIF), symulowanym płynie żołądkowym (SGF) i ludzkim płynie jelitowym, a także ma okres półtrwania ponad 2 godziny w środku redukującym DTT. Wyniki eksperymentu SPR wykazały, że nie wiąże się ona z samą IL-12R 1, ale może wiązać się z powierzchnią IL-23R i IL-12R 1/IL-23R ulegającej wspólnej ekspresji, z silnym powinowactwem i wartościami KD wynoszącymi odpowiednio 2,42 nM i 2,56 nM.

Pochodna PTG-200

W 2017 roku firma Protagonist opublikowała swój drugi patent na inhibitory peptydu IL-23R (WO2017011820). Patent ten rozszerza szkielet pierwszego patentu o 227 pochodnych sekwencji (SEQ ID NO. 1030-1256) i wprowadza jednostki strukturalne w cyklicznym peptydzie, które mogą przedłużyć okres półtrwania in vivo (jak pokazano na poniższym rysunku). Badania farmakokinetyczne wykazały, że po doustnym podaniu 10 mg/kg peptydu nr 1185 szczurom stężenie w osoczu jest znacznie niższe niż w próbkach jelita cienkiego i okrężnicy, a stopień odzysku w kale osiąga 20% po 24 godzinach. Ocena bezpieczeństwa wykazała, że ​​Peptyd nr 1185 nie wykazywał działania hamującego na 44 cele, w tym receptory sprzężone z białkiem G, transportery i kanały jonowe przy 10 µM.

Następnie firma Protagonist opublikowała kilka patentów na pochodne oparte na strukturach PTG-200 lub Peptydu NO.1185, które dodatkowo zoptymalizowały aktywność i stabilność poprzez wyprowadzenie strukturalne w różnych miejscach reszt. Szczegóły powiązanych modyfikacji można znaleźć w patentach WO2018136646, WO2020014646, WO2021007433 i WO2021146458. Ponadto firma Protagonist złożyła również wniosek o patent (WO2018022937) obejmujący cykliczny peptydowy inhibitor IL-23R zawierający 34 aminokwasy, który nie będzie szerzej omawiany w tym artykule.