شکستن سد دهان (3)

کشف، بهینه سازی و اصلاح بعدی PN-235 (icotrokinra, JN-2113)

مزایای پپتیدهای حلقوی خوراکی در مقالات قبلی به تفصیل توضیح داده شده است، با PN-235 به عنوان یکی از معدود داروهای پپتید حلقوی که در حال حاضر برای تجویز خوراکی موجود است، مورد توجه قابل توجهی قرار گرفته است. در 21 ژوئیه 2025، پروتاگونیست و جانسن اعلام کردند که یک برنامه دارویی جدید (NDA) برای ایکوتروکینرا برای درمان پسوریازیس پلاکی متوسط ​​تا شدید در بزرگسالان و کودکان 12 سال و بالاتر به FDA ارسال کرده اند. در صورت تایید، انتظار می رود Icotrokinra اولین داروی خوراکی جهان باشد که IL-23R را برای درمان پسوریازیس هدف قرار می دهد. این مقاله بر روی فرآیند کشف و استراتژی‌های بهینه‌سازی سیستماتیک این مولکول، با استفاده از تاریخ انتشار پتنت به عنوان جدول زمانی تمرکز می‌کند، و همچنین مسیرهای بالقوه برای بهینه‌سازی بیشتر را خلاصه می‌کند.

در اوایل سال 2007، Valorisation Hsj، Societe En Commandite یک درخواست ثبت اختراع برای آنتاگونیست های پپتید IL{25}}23R (WO2009007849) ارائه کرد. این یکی از اولین اختراعات مربوط به آنتاگونیست های پپتید IL{26}}23R در اطلاعات در دسترس عموم است. این پتنت مجموعه ای از پپتیدهایی را که IL-23R را هدف قرار می دهند، از جمله آگونیست APG-2301 و آنتاگونیست های APG-2303، APG-2305، APG-2307، و APG-2309 توصیف می کند (توالی ها در شکل زیر نشان داده شده اند). این تیم از توالی اسید آمینه IL-23R به عنوان پایه، همراه با تکنیک های مدل سازی کامپیوتری، برای تولید پپتیدهای خطی مربوط به ناحیه لولای آن (تقلید IL-23 و عمل به عنوان آنتاگونیست IL-23R) استفاده کرد. در این میان، APG-2305 و APG-2309 به طور موثر فسفوریلاسیون STAT3 را در سلول های طحال موش در شرایط آزمایشگاهی با مقادیر IC50 به ترتیب 1 نانومتر و 2 نانومولار مهار کردند. علاوه بر این، در یک مدل IBD موش، درمان با APG-2309 به طور قابل توجهی ادم و قرمزی ناشی از التهاب را کاهش داد و به طور قابل توجهی نفوذ لکوسیت مخاطی و احتقان عروقی را کاهش داد و پتانسیل ضد التهابی و درمانی خوبی را نشان داد.

در سال 2013، آزمایشگاه‌های تشخیص پزشکی (MDL) یک حق اختراع (US20130029907) منتشر کرد که در آن کشف پپتیدهای اتصال IL-23R-با استفاده از فناوری نمایش فاژ، با موفقیت چندین توالی پپتیدی را که به طور خاص به IL{19}}2{3R متصل می‌شوند، شناسایی کرد. این تحقیق یک کتابخانه نمایش فاژ M13 حاوی توالی‌های پپتیدی تصادفی 12-مر ساخت و چندین دور غربالگری را با استفاده از IL-23R نوترکیب محلول کامل و انواع اسپلایس آن به عنوان هدف انجام داد. در نهایت، 27 پپتید با فعالیت اتصال شناسایی شد. قابل توجه، این توالی های پپتیدی شباهت کمی به ساختار بلوری IL-23 گزارش شده توسط Beyer و همکاران نشان دادند. (شناسه PDF: 3D85). از طریق هم ترازی توالی، محققان دریافتند که 66.7٪ از پپتیدها حاوی یک توالی شناسایی حفاظت شده بودند: -WX1X2X3W-، که فرض می شد یک موتیف عملکردی کلیدی برای اتصال به IL-23R و مسدود کردن انتقال سیگنال پایین دستی آن است (توالی نماینده در شکل زیر نشان داده شده است). متعاقباً، محققان با استفاده از آزمایش‌های ELISA رقابتی، فعالیت مهاری پپتیدها را بر روی اتصال IL-23 به IL-23R ارزیابی کردند و پپتید 23 (یک پپتید 12 مری) را به عنوان فعال‌ترین پپتید شناسایی کردند که به طور قابل‌توجهی اتصال IL-23 به IL-23R را مهار کرد.

بر این اساس، تیم ساختار پپتید 23 را بهینه کرد، از جمله گسترش یا کوتاه کردن انتهای C/N، جایگزینی اسیدهای آمینه داخلی با اسیدهای آمینه اسیدی/خنثی/بازی، و اصلاح چرخه‌سازی. نتایج ELISA رقابتی نشان داد که گسترش اسیدهای آمینه در هر دو انتهای پپتید 23 تأثیر کمی بر فعالیت مهاری آن دارد، اما کوتاه شدن منجر به کاهش فعالیت بازدارندگی شد. اصلاح ویژگی‌های بار باقی‌مانده‌های "X" در موتیف هسته -WX1X2X3W- (به عنوان مثال، جایگزینی باقی‌مانده‌های دارای بار منفی با سایر باقی‌مانده‌های دارای بار منفی، بدون بار قطبی یا بار مثبت) تأثیر قابل‌توجهی بر بازدارندگی آن نداشته است، که نشان می‌دهد این ویژگی‌های بازدارنده بارهای دوگانه هستند. فعالیت جایگزینی یکی از باقی مانده های تریپتوفان (W) در ساختار هسته با فنیل آلانین (F) یا تیروزین (Y) توانایی مهاری خود را حفظ کرد، در حالی که جایگزینی آن با آلانین (A) باعث کاهش فعالیت شد که با ویژگی های توالی به دست آمده از غربالگری نمایش فاژ قبلی مطابقت دارد.

علاوه بر این، کوتاه کردن پپتید 23.15 در حالی که ساختار هسته -WQDYW- را حفظ کرد، اگرچه موتیف هسته حفظ شد، به طور قابل توجهی فعالیت بازدارندگی آن را تضعیف کرد. علاوه بر این، معرفی سیستئین (Cys) در هر دو انتها برای تشکیل یک پپتید حلقوی منجر به فعالیت قابل مقایسه با پپتید خطی شد. با این حال، کاهش اندازه پپتید حلقوی به 7 یا 9 پپتید در حالی که حفظ ساختار هسته به طور قابل توجهی توانایی آن برای مهار IL-23R را تضعیف کرد.

در دو اختراع بعدی که توسط MDL منتشر شد (US20130172272 و US20160039878)، محققان از ساختار هسته -WX1X2X3W- به عنوان داربست استفاده کردند و یک کتابخانه پپتید هدفمند را با استفاده از فناوری نمایشگر ریبوزوم XXXW sequence (sequence:XXY) ساختند و غربال کردند. پس از هشت دور غربالگری، پپتیدها بر اساس ساختار -WX1X2YW{11}} بیشتر تقسیم شدند: گروه A شامل -WVDYW-، گروه B حاوی -WQDYW-، و گروه C حاوی پپتیدهای هسته‌ای دیگر بود. آزمایش‌های فعالیت ELISA نشان داد که پپتید No{17}}/7 در گروه A در مقایسه با پپتید شماره{19}} که در پتنت قبلی فاش شده بود، دارای فعالیت برتر بود. در تست‌های ELISA رقابتی، پپتید No{21}} دارای IC50 برابر با 58.0 نانومتر و پپتید شماره{24}} دارای IC50 برابر با 34.6 نانومتر بود.

متعاقباً با استفاده از پپتید NO.2 و پپتید NO.7 به عنوان نقاط شروع، سه پپتید حلقوی طراحی و سنتز شدند: 2HT-AA، 7-CC، و 7HT-AA. در این میان، مولکول 2HT{10}}AA، بر اساس چرخه‌سازی سر به دم باقی‌مانده‌های آلانین در هر دو انتهای پپتید NO.2، بهترین فعالیت را نشان داد (ساختار نشان داده شده در شکل زیر)، با روش رقابتی ELISA IC50 از 8.1 گزارش تست 8M. IL{26}}23 یک رده سلولی DB ترانسفکت شده با یک ژن گزارشگر STAT3 را تحریک کرد و فعالیت مهاری با تشخیص بیان ژن گزارشگر اندازه‌گیری شد. این نشان دهنده افزایش 4{32}}6 برابری فعالیت در مقایسه با پپتید خطی است. در آزمایش‌های فعالیت آزمایشگاهی، 2HT-AA به طور مؤثری ترشح IL-17F ناشی از IL-23 را در سلول‌های Th17 انسانی به روشی وابسته به غلظت مهار کرد و تولید IL-22 را در سلول‌های سلولی سلول‌های خونی انسان و سلول‌های طحال موش مسدود کرد. به طور همزمان، این پپتید حلقوی همچنین سطوح mRNA IL-17F را در سلول‌های طحال موش کاهش داد. متأسفانه، با وجود فعالیت دارویی امیدوارکننده 2HT-AA، هیچ گزارش بهینه سازی بعدی از این ساختار پپتیدی حلقوی و مشتقات آن توسط MDL یافت نشد.