Pienet antiviraaliset molekyylit, joita kutsutaan kokoonpanomodulaattoreiksi, osoittavat terapeuttista aktiivisuutta syöpää vastaan

Pienet antiviraaliset molekyylit, joita kutsutaan kokoonpanomodulaattoreiksi, osoittavat terapeuttista aktiivisuutta syöpää vastaan

Äskettäin julkaistussa tutkimuksessa bioRxiv *Palvelintutkijat tutkivat kahden rakenteellisesti toisiinsa liittymättömän pienen molekyylin, PAV-617 ja PAV-951, syövän terapeuttista tehoa.

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

*Tärkeä HUOMAUTUS:bioRxiv julkaisee alustavia tieteellisiä raportteja, joita ei ole vertaisarvioitu ja joita ei siksi pitäisi pitää vakuuttavina, jotka on tarkoitettu ohjaamaan kliinistä käytäntöä/terveyteen liittyvää käyttäytymistä tai joita ei pitäisi käsitellä vakiintuneina tietoina.

tausta

Soluviljelykokeissa PAV-617 ja PAV-951 osoittivat estävää aktiivisuutta apinapoxvirusta (MPXV) ja ihmisen immuunikatovirusta (HIV) vastaan. Javier ja Butel (2008) havaitsivat yhtäläisyyksiä tavassa, jolla virukset ja syöpäsolut ovat vuorovaikutuksessa terveen isännän kanssa; Esimerkiksi molemmat käyttävät luonnonvalintaa tehokkaana aseena voittaakseen isännän puolustuksen. Erona on, että vaikka virukset kehittyvät yhdessä isännän kanssa tai kehittävät resistenssimutaatioita, syövät käyttävät jälkimmäistä vain vastauksena hoitojen valintapaineeseen.

Lisäksi tutkijat osoittivat, että seitsemän virusta olivat suoraan onkogeenisiä. Esimerkkejä ovat Epstein-Barr-virus (EBV), hepatiitti B- ja C-virus (HBV/HCV) ja ihmisen T-lymfotrooppinen virus 1 (HTLV-1). O'Shea (2005) ehdotti, että virustutkimus voisi helpottaa uusien syöpähoitojen löytämistä tunnistamalla solukohteita, jotka ohjaavat kasvainten muodostumista. Myöhemmin Müller-Schiffmann et ai. kehitti melko epätavanomaisen lähestymistavan viruslääkkeiden löytämiseen tunnistamalla isännän allosteeriset paikat, jotka ovat tärkeitä homeostaasille, jotka virusinfektio on käyttänyt uudelleen. Tällä tavalla tunnistettuja osumayhdisteitä kutsuttiin kokoonpanomodulaattoreiksi. He myös validoivat nämä modulaattoriyhdisteet elävää virusta vastaan ​​useiden virusperheiden, Retroviridae, Orthomyxoviradae ja Poxviridae, soluviljelmissä muutamia mainitakseni.

Tietoja tutkimuksesta

Koska sekä virukset että syöpä aiheuttavat poikkeamia homeostaasista, tässä tutkimuksessa tutkijat pyrkivät selvittämään, onko aiemmin tunnistetuilla kokoonpanomodulaattoreilla syöpää ehkäisevää terapeuttista aktiivisuutta ehdottaakseen uutta menetelmää syöpälääkkeiden kehittämiseen. He käyttivät solutonta proteiinisynteesi- ja kokoonpanojärjestelmää (CFPSA) seulomaan noin 150 000 lääkemäisen pienen molekyylin kirjastoa, jotka estivät viruskapsidien kokoamisen estämättä isäntäproteiinisynteesiä. Lisäksi he perustivat syövän kannalta merkityksellisen vastaseulonnan ja käyttivät sitä aiemmin tunnistettuihin kokoonpanoa moduloiviin yhdisteisiin. He suorittivat myös in vivo -seulonta- ja in vitro -validointitutkimuksia.

Tutkimustulokset

PAV-617 ja PAV-951, kaksi antiviraalista kokoonpanoa moduloivaa yhdistettä, jotka valittiin uudessa seulonnassa niiden kyvyn perusteella pysäyttää merkittävästi proliferaatiota, havaittiin olevan sytotoksisia useille neoplastisille solulinjoille, jotka edustavat sekä harvinaisia ​​että tavallisia syöpiä. Lääkeoptimoinnin alussa nämä yhdisteet osoittivat saman vaikutuksen kuin kaupallinen syöpälääke gemsitabiini, vaikkakin 10 ja 60 kertaa pienemmillä annoksilla, estäen A549-kasvaimen kasvua immuunipuutoshiirissä.

Lääkehartsiaffiniteettikromatografia (DRAC) ja valoristikytkentäkokeet osoittivat, että PAV-617 ja PAV-951 olivat vuorovaikutuksessa proteiinien kanssa, jotka muodostivat dynaamisia moniproteiinikomplekseja. Nämä tulokset viittaavat patogeneesin sairausmallitutkimukseen, jossa aiemmin huomiotta jääneillä ohimenevillä moniproteiinikomplekseilla oli tärkeä rooli dynamiikassa, joka yhdistää solujen lisääntymisen apoptoosiin.

Erityisesti kirjoittajat tunnistivat KAP1/TRIM28:n PAV-617:n ja PAV-951:n yhteiseksi kohteeksi massaspektrometriassa (MS) ja Western blottingissa. Silloituskokeet osoittivat, että KAP1 oli läsnä PAV-617:n kohteena olevassa kompleksissa natiiviolosuhteissa, mutta hävisi denaturoituessa. Se on saattanut olla PAV-617-kohdemoniproteiinikompleksin distaalinen komponentti. PAV-951:n osalta tiedot viittaavat siihen, että osa KAP1:stä voi olla suoraan sitoutunut yhdisteeseen, mikä viittaa siihen, että KAP1:tä on useampi kuin yksi kopio per moniproteiinikompleksi.

Aiemmat tutkimukset ovat osoittaneet KAP1:n osallistumisen useisiin proteiini-proteiinivuorovaikutuksiin ja toimintoihin. Sillä oli esimerkiksi ratkaiseva rooli HIV:n transkription aktivoinnissa ja T-solujen kehityksessä. KAP1:n lisätoimintoihin kuuluivat deoksiribonukleiinihapon (DNA) vaurioiden korjaaminen, geenien transkription yhteisrepressio ja translaation jälkeiset modifikaatiot.

Tutkijat havaitsivat, että PAV-617 ja PAV-951 kohdistuvat selektiivisesti solun KAP1:n alafraktioihin. Ristityhjennys, jossa PAV-617-hartsin läpivirtaus levitettiin uuteen PAV-951-hartsiin, osoitti, että KAP1:n PAV 617:ää sitovan alafraktion täytyy olla erotettavissa KAP1:n PAV-951:tä sitovasta alafraktiosta, koska toisen ehtyminen ei johtanut toisen täydelliseen ehtymiseen. Nämä tulokset PAV-617:lle ja PAV-951:lle heijastivat PAV-104:lle saatuja tuloksia, rakenteellisesti toisiinsa liittymätöntä modulaattoria, jolla on yleishengityksen antiviraalinen aktiivisuus.

Johtopäätökset

Ensimmäinen CFPSA-kapsidikokoonpanon seulonta tunnisti uusia viruksia ja syöpää koskevia kohteita. PAV-617:n ja PAV-951:n rakenne-aktiivisuussuhteen (SAR) kehittäminen edelleen voisi auttaa määrittämään, ovatko antiviraaliset ja syövänvastaiset kohteet identtisiä vai eivät.

Vaikka kokoonpanoa moduloivat yhdisteet ovat rakenteellisesti erilaisia, niillä on ollut muutamia yhteisiä ominaisuuksia, mukaan lukien moniproteiinikompleksien kohdistus, selektiivisyys pienelle osalle tietyn proteiinin kokonaismäärästä solussa ja allosteeriset vaikutusmekanismit. Lisäksi ne osoittivat huomattavaa aktiivisuutta laajaa patogeeniluokkaa vastaan ​​(esim. pan-virus perhe ja yleissyöpä), samanlaisia ​​kuin olemassa olevat lääkkeet. Lisäksi nämä yhdisteet näyttivät vastustavan resistenssin kehittymistä. Lisätutkimuksissa pitäisi selvittää, koskeeko mutaatioresistenssi myös kokoonpanomodulaattoreiden syövänvastaista alaryhmää.

Tehokkaita syöpälääkkeitä on kehitetty erilaisiin mekanismeihin ja molekyyligeneettisiin työkaluihin perustuen; Kukaan ei kuitenkaan ole yrittänyt hoitaa syöpää moduloimalla proteiinien kokoonpanoa. Tämä tekee työstä PAV-617:n ja PAV-951:n kanssa sekä riskialtista että palkitsevaa. PAV-617:n ja PAV-951:n eläintoksisuus oli korkeampi kuin olisi ihanteellinen niiden kliiniseen käyttöön; Ne olivat kuitenkin verrattavissa olemassa oleviin syöpälääkkeisiin. Koska PAV-617 ja PAV-951 ovat varhaisia ​​yhdisteitä, lisäoptimointi johtaa todennäköisesti kemiallisiin analogeihin, joiden toksisuus on huomattavasti pienempi ja tehokkuus suurempi.

*Tärkeä HUOMAUTUS:bioRxiv julkaisee alustavia tieteellisiä raportteja, joita ei ole vertaisarvioitu ja joita ei siksi pitäisi pitää vakuuttavina, jotka on tarkoitettu ohjaamaan kliinistä käytäntöä/terveyteen liittyvää käyttäytymistä tai joita ei pitäisi käsitellä vakiintuneina tietoina.

Viite:

• 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

.