Väikesed viirusevastased molekulid, mida nimetatakse koostemodulaatoriteks, näitavad vähivastast terapeutilist toimet

Väikesed viirusevastased molekulid, mida nimetatakse koostemodulaatoriteks, näitavad vähivastast terapeutilist toimet

Hiljutises uuringus, mis avaldati aastal bioRxiv *Serveri teadlased uurisid kahe struktuurselt mitteseotud väikese molekuli, PAV-617 ja PAV-951, vähivastast terapeutilist efektiivsust.

Lernen: Modulatoren der Assemblierung kleiner Moleküle mit therapeutischer Wirksamkeit bei Krebserkrankungen. Bildnachweis: Fusebulb/Shutterstock

*Oluline MÄRKUS:bioRxiv avaldab esialgseid teaduslikke aruandeid, mida ei ole eelretsenseeritud ja mida ei tohiks seetõttu pidada lõplikuks, mis on mõeldud kliinilise praktika/tervisega seotud käitumise suunamiseks ega käsitletud teabena.

taustal

Rakukultuurikatsetes näitasid PAV-617 ja PAV-951 pärssivat toimet ahvirõugeviiruse (MPXV) ja inimese immuunpuudulikkuse viiruse (HIV) vastu. Javier ja Butel (2008) täheldasid sarnasusi selles, kuidas viirused ja vähirakud suhtlevad terve peremehega; Näiteks kasutavad mõlemad looduslikku valikut võimsa relvana peremehe kaitsemehhanismide ületamiseks. Erinevus seisneb selles, et kuigi viirused arenevad koos peremeesorganismiga või tekitavad resistentsusmutatsioone, kasutavad vähkkasvajad viimast ainult vastuseks ravi valikusurvele.

Lisaks näitasid teadlased, et seitse viirust olid otseselt onkogeensed. Näited hõlmavad Epstein-Barri viirust (EBV), B- ja C-hepatiidi viirust (HBV/HCV) ja inimese T-lümfotroopset viirust 1 (HTLV-1). O'Shea (2005) väitis, et viiruste uurimine võib hõlbustada uute vähiravimeetodite avastamist, tuvastades rakulised sihtmärgid, mis põhjustavad kasvaja teket. Hiljem on Müller-Schiffmann jt. töötas välja üsna ebatavalise lähenemisviisi viirusevastaste ravimite avastamisele, tuvastades homöostaasi jaoks olulised peremeesorganismi allosteerilised saidid, mida viirusnakkus taaskasutas. Sel viisil tuvastatud tabamusühendeid nimetati koostemodulaatoriteks. Samuti valideerisid nad neid modulaatorühendeid elusviiruse vastu mitme viirusperekonna, Retroviridae, Orthomyxoviradae ja Poxviridae rakukultuurides, kui nimetada vaid mõnda.

Uuringu kohta

Kuna nii viirused kui ka vähk põhjustavad homöostaasist kõrvalekaldeid, püüdsid käesolevas uuringus uurijad kindlaks teha, kas varem tuvastatud koostumodulaatoritel on vähivastane terapeutiline toime, et pakkuda välja uus meetod vähiravimite väljatöötamiseks. Nad kasutasid rakuvaba valgu sünteesi ja koostamise (CFPSA) süsteemi, et sõeluda umbes 150 000 ravimitaolise väikese molekuliga raamatukogu, mis blokeerisid viiruse kapsiidide kokkupanemise ilma peremeesvalgu sünteesi inhibeerimata. Lisaks lõid nad vähiga seotud vastusõeluuringu ja rakendasid seda varem tuvastatud koostu moduleerivate ühendite suhtes. Samuti viisid nad läbi in vivo sõeluuringu ja in vitro valideerimisuuringud.

Uuringu tulemused

Leiti, et PAV-617 ja PAV-951, kaks viirusevastast koostu modulaatorühendit, mis valiti uudses sõeluuringus nende võime järgi märkimisväärselt peatada proliferatsiooni, leiti olevat tsütotoksilised mitmesuguste neoplastiliste rakuliinide suhtes, mis esindavad nii haruldasi kui ka tavalisi vähktõbe. Ravimi optimeerimise alguses näitasid need ühendid sama toimet kui kaubanduslik vähiravim gemtsitabiin, ehkki 10 ja 60 korda väiksemate annustega, pärssides immuunpuudulikkusega hiirtel kasvaja A549 kasvu.

Ravimi vaigu afiinsuskromatograafia (DRAC) ja fotoristsidumise katsed näitasid, et PAV-617 ja PAV-951 interakteerusid valkudega, mis moodustasid dünaamilisi multivalgukomplekse. Need tulemused viitavad patogeneesi haigusmudeli uuringule, milles varem tähelepanuta jäetud mööduvad multivalgukompleksid mängisid olulist rolli rakkude proliferatsiooni ja apoptoosiga ühendavas dünaamikas.

Eelkõige tuvastasid autorid massispektromeetrias (MS) ja Western blot analüüsis KAP1 / TRIM28 PAV-617 ja PAV-951 ühise sihtmärgina. Ristsidumise katsed näitasid, et KAP1 esines PAV-617 sihitud kompleksis looduslikes tingimustes, kuid kadus denatureerimisel. See võis olla PAV-617 sihtmärk-multivalgu kompleksi distaalne komponent. PAV-951 puhul viitavad andmed sellele, et osa KAP1-st võib olla ühendiga otseselt seotud, mis viitab rohkem kui ühe KAP1 koopia olemasolule mitme valgu kompleksi kohta.

Varasemad uuringud on näidanud KAP1 osalemist mitmesugustes valgu-valgu interaktsioonides ja funktsioonides. Näiteks mängis see otsustavat rolli HIV transkriptsiooni aktiveerimisel ja T-rakkude arengus. KAP1 lisafunktsioonid hõlmasid desoksüribonukleiinhappe (DNA) kahjustuste parandamist, geenide transkriptsioonilist kaasrepresseerimist ja translatsioonijärgseid modifikatsioone.

Uurijad leidsid, et PAV-617 ja PAV-951 sihivad selektiivselt rakulise KAP1 alamfraktsioone. Ristkammendamine, mille käigus PAV-617 vaigu läbivool kanti uuele PAV-951 vaigule, näitas, et KAP1 PAV 617-ga seonduv alamfraktsioon peab olema eristatav KAP1 PAV-951 siduvast alamfraktsioonist, kuna ühe ammendumine ei põhjustanud teise täielikku ammendumist. Need PAV-617 ja PAV-951 tulemused peegeldasid PAV-104 jaoks tehtud tulemusi, mis on struktuurselt mitteseotud modulaator, millel on respiratoorse viirusevastane toime.

Järeldused

CFPSA kapsiidikomplekti esimene sõeluuring tuvastas uued viiruste ja vähi jaoks olulised sihtmärgid. PAV-617 ja PAV-951 struktuuri ja aktiivsuse suhte (SAR) edasiarendamine võib veelgi aidata kindlaks teha, kas viirusevastased ja vähivastased sihtmärgid on identsed või mitte.

Kuigi koostu moduleerivad ühendid on struktuurselt erinevad, on neil vähe ühiseid omadusi, sealhulgas mitme valgu komplekside sihtimine, selektiivsus väikese osa suhtes antud valgu koguhulgast rakus ja allosteerilised toimemehhanismid. Lisaks näitasid nad märkimisväärset aktiivsust paljude patogeenide (nt pan-viiruse perekond ja pan-vähk) vastu, sarnaselt olemasolevatele ravimitele. Lisaks näisid need ühendid vastupanuvõimet resistentsuse tekkele. Edasised uuringud peaksid selgitama, kas mutatsiooniresistentsus kehtib ka koostumodulaatorite vähivastase alarühma kohta.

Erinevate mehhanismide ja molekulaargeneetiliste vahendite põhjal on välja töötatud tõhusad vähivastased ravimid; Kuid keegi pole püüdnud vähki ravida valgu kokkupaneku moduleerimisega. See muudab töö PAV-617 ja PAV-951-ga nii riskantseks kui ka rahuldust pakkuvaks. PAV-617 ja PAV-951 toksilisus loomadele oli suurem, kui oleks nende kliiniliseks kasutamiseks ideaalne; Need olid aga võrreldavad olemasolevate vähiravimitega. Kuna PAV-617 ja PAV-951 on varajased ühendid, annab edasise optimeerimise tulemuseks tõenäoliselt oluliselt vähenenud toksilisuse ja suurema tõhususega keemilised analoogid.

*Oluline MÄRKUS:bioRxiv avaldab esialgseid teaduslikke aruandeid, mida ei ole eelretsenseeritud ja mida ei tohiks seetõttu pidada lõplikuks, mis on mõeldud kliinilise praktika/tervisega seotud käitumise suunamiseks ega käsitletud teabena.

Viide:

• Vorläufiger wissenschaftlicher Bericht.
  Anuradha F. Lingappa, Olayemi Akintunde, Connie Ewald et al. (2022). Modulatoren der Assemblierung kleiner Moleküle mit therapeutischer Wirksamkeit bei Krebserkrankungen. bioRxiv. doi: https://doi.org/10.1101/2022.09.28.509937 https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2022.09.28.509937v1

.