Az összeállítási modulátoroknak nevezett kis vírusellenes molekulák terápiás hatást mutatnak a rák ellen

Az összeállítási modulátoroknak nevezett kis vírusellenes molekulák terápiás hatást mutatnak a rák ellen

Egy nemrégiben megjelent tanulmányban bioRxiv *A szerverkutatók két szerkezetileg nem rokon kis molekula, a PAV-617 és a PAV-951 rákellenes terápiás hatékonyságát vizsgálták.

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

*Fontos MEGJEGYZÉS:A bioRxiv olyan előzetes tudományos jelentéseket tesz közzé, amelyek nem szakértői értékelések, ezért nem tekinthetők meggyőzőnek, a klinikai gyakorlat/egészségügyi viselkedés iránymutatására szolgálnak, vagy megalapozott információként kezelhetők.

háttér

Sejttenyésztési kísérletekben a PAV-617 és a PAV-951 gátló hatást mutatott a majomhimlő vírus (MPXV) és a humán immundeficiencia vírus (HIV) ellen. Javier és Butel (2008) hasonlóságokat figyeltek meg a vírusok és a rákos sejtek egészséges gazdaszervezettel való kölcsönhatásában; Például mindkettő a természetes szelekciót használja erős fegyverként a gazdaszervezet védekezésének leküzdésére. A különbség az, hogy bár a vírusok együtt fejlődnek a gazdaszervezettel, vagy rezisztenciamutációkat fejlesztenek ki, a rákok csak az utóbbit használják a kezelések szelekciós nyomására válaszul.

Ezenkívül a kutatók kimutatták, hogy hét vírus közvetlenül onkogén. Ilyen például az Epstein-Barr vírus (EBV), a hepatitis B és C vírus (HBV/HCV) és a humán T-limfotrop vírus 1 (HTLV-1). O'Shea (2005) azt javasolta, hogy a vírusok tanulmányozása elősegítheti új rákkezelési módszerek felfedezését azáltal, hogy azonosítja azokat a sejtes célpontokat, amelyek a daganatképződést irányítják. Később Müller-Schiffmann et al. Meglehetősen szokatlan megközelítést dolgoztak ki a vírusellenes gyógyszerek felfedezésére azáltal, hogy azonosították azokat a homeosztázis szempontjából fontos gazda allosztérikus helyeket, amelyeket a vírusfertőzés újrahasznosított. Az így azonosított találati vegyületeket összeállítási modulátoroknak nevezték. Ezeket a modulátor vegyületeket az élő vírus ellen is validálták számos víruscsalád sejtkultúrájában, a Retroviridae, Orthomyxoviradae és Poxviridae, hogy csak néhányat említsünk.

A tanulmányról

Mivel mind a vírusok, mind a rák okozzák a homeosztázistól való eltérést, a jelen tanulmány kutatói arra törekedtek, hogy meghatározzák, hogy a korábban azonosított összeállítási modulátorok rendelkeznek-e rákellenes terápiás hatással, hogy új módszert javasoljanak a rákterápiák fejlesztésére. Sejtmentes fehérjeszintézis és -összeállítás (CFPSA) rendszert alkalmaztak egy körülbelül 150 000 gyógyszerszerű kis molekulából álló könyvtár szűrésére, amelyek blokkolták a víruskapszidok összeállítását anélkül, hogy gátolnák a gazdafehérje szintézisét. Ezenkívül létrehoztak egy rákkal kapcsolatos ellenszűrést, és alkalmazták azt a korábban azonosított összeállítást moduláló vegyületekre. In vivo szűrést és in vitro validációs vizsgálatokat is végeztek.

Tanulmányi eredmények

A PAV-617 és a PAV-951 két antivirális összeállítás modulátor vegyület, amelyeket egy új szűrés során választottak ki arra vonatkozóan, hogy képesek jelentősen megállítani a proliferációt, és azt találták, hogy citotoxikusak számos neoplasztikus sejtvonalra nézve, amelyek ritka és gyakori rákot egyaránt képviselnek. A gyógyszeroptimalizálás korai szakaszában ezek a vegyületek ugyanazt a hatást mutatták, mint a kereskedelmi forgalomban kapható gemcitabin rákgyógyszer, bár 10-szer és 60-szor alacsonyabb dózisban, gátolva az A549 daganat növekedését immunhiányos egerekben.

A gyógyszergyanta-affinitáskromatográfia (DRAC) és a fotocrosslinking kísérletek kimutatták, hogy a PAV-617 és a PAV-951 kölcsönhatásba léptek olyan fehérjékkel, amelyek dinamikus multiprotein komplexeket képeztek. Ezek az eredmények azt sugallják, hogy a patogenezis egy betegségmodell vizsgálata, amelyben a korábban figyelmen kívül hagyott tranziens multiprotein komplexek fontos szerepet játszottak a sejtproliferációt az apoptózissal összekötő dinamikában.

A szerzők a KAP1/TRIM28-at a PAV-617 és a PAV-951 közös célpontjaként azonosították a tömegspektrometriában (MS) és a Western-blotban. A keresztkötési kísérletek azt mutatták, hogy a KAP1 natív körülmények között jelen volt a PAV-617 által megcélzott komplexben, de a denaturáció során elveszett. Lehet, hogy a PAV-617 célmultiprotein komplex távolabbi komponense volt. A PAV-951 esetében az adatok arra utalnak, hogy a KAP1 egy része közvetlenül kötődhet a vegyülethez, ami arra utal, hogy a KAP1 egynél több kópiája van multiprotein komplexenként.

Korábbi tanulmányok kimutatták, hogy a KAP1 részt vesz számos fehérje-fehérje kölcsönhatásban és funkcióban. Például döntő szerepet játszott a HIV transzkripciós aktiválásában és a T-sejtek fejlődésében. A KAP1 további funkciói közé tartozott a dezoxiribonukleinsav (DNS) károsodásának helyreállítása, a gének transzkripciós ko-repressziója és a poszttranszlációs módosítások.

A kutatók azt találták, hogy a PAV-617 és a PAV-951 szelektíven célozza meg a sejtes KAP1 alfrakcióit. A kereszttelenítés, amelyben a PAV-617 gyanta átfolyását egy új PAV-951 gyantára vitték fel, azt mutatta, hogy a KAP1 PAV 617-et kötő részfrakciójának megkülönböztethetőnek kell lennie a KAP1 PAV-951-kötő részfrakciójától, mivel az egyik kimerülése nem eredményezte a másik teljes kimerülését. Ezek a PAV-617-re és PAV-951-re vonatkozó eredmények tükrözik a PAV-104-re, egy szerkezetileg nem rokon modulátorra, amely pán-respiratorikus antivirális aktivitással rendelkezik.

Következtetések

A CFPSA kapszid-összeállítás első szűrése új célpontokat azonosított a vírusok és a rák szempontjából. A PAV-617 és PAV-951 szerkezet-aktivitás kapcsolatának (SAR) továbbfejlesztése tovább segíthet annak meghatározásában, hogy a vírusellenes és rákellenes célpontok azonosak-e vagy sem.

Bár az összeállítást moduláló vegyületek szerkezetileg különböznek egymástól, kevés közös tulajdonságot mutatnak, ideértve a multiprotein komplexek megcélzását, a szelektivitást egy adott fehérje teljes mennyiségének egy kis töredékére egy sejtben, és alloszterikus hatásmechanizmusokat. Ezenkívül figyelemre méltó aktivitást mutattak a kórokozók széles kategóriája ellen (például a pánvíruscsalád és a pánrák), hasonlóan a meglévő gyógyszerekhez. Továbbá úgy tűnt, hogy ezek a vegyületek ellenállnak a rezisztencia kialakulásának. További vizsgálatoknak tisztázni kell, hogy a mutációs rezisztencia vonatkozik-e az összeállítási modulátorok rákellenes alcsoportjára is.

Hatékony rákellenes gyógyszereket fejlesztettek ki különféle mechanizmusok és molekuláris genetikai eszközök alapján; Azonban senki sem kísérelte meg a rák kezelését a fehérje-összeállítás modulálásával. Ez kockázatossá és kifizetődővé teszi a PAV-617-tel és PAV-951-gyel való munkát. A PAV-617 és PAV-951 állati toxicitása magasabb volt, mint az ideális klinikai alkalmazásukhoz; Ezek azonban összehasonlíthatók a meglévő rákgyógyszerekkel. Mivel a PAV-617 és a PAV-951 korai vegyületek, a további optimalizálás valószínűleg jelentősen csökkentett toxicitású és nagyobb hatású kémiai analógokat eredményez.

*Fontos MEGJEGYZÉS:A bioRxiv olyan előzetes tudományos jelentéseket tesz közzé, amelyek nem szakértői értékelések, ezért nem tekinthetők meggyőzőnek, a klinikai gyakorlat/egészségügyi viselkedés iránymutatására szolgálnak, vagy megalapozott információként kezelhetők.

Referencia:

• 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

.