Het doorbreken van de orale barrière（4）

Ontdekking en derivatisering van het cyclische peptide PTG-200
De ontdekking van de PTG-200

In 2016 openbaarde Protagonist een patent (WO2016011208) voor een orale polypeptideremmer gericht op IL-23R, die verschillende lineaire en cyclische peptidesequenties omvatte die in staat zijn te binden aan IL-23R. Met name lijken de sequenties gepresenteerd in Tabel 3A van dit octrooi sterk op de structuren die eerder door MDL via faagdisplay werden verkregen. De vermelde lineaire peptidesequenties bevatten voornamelijk de kernstructuur -WQDYW- (zoals weergegeven in de onderstaande afbeelding). Hiervan bereikte het krachtigste molecuul (SEQ ID NO.4) een IL-23R-remmende concentratie van 4,1 µM, waarbij de structuur ervan werd gevormd door het acetyleren van de N-terminus van MDL's Peptide 23.15.
Het is de moeite waard te vermelden dat MDL en Protagonist in 2014 ooit een samenwerking op het gebied van het IL-23R-peptide hebben onderhandeld, waarbij MDL zijn onderzoeksinformatie deelde. In 2015 tekenden de twee partijen een vertrouwelijkheidsovereenkomst, maar de onderhandelingen werden in oktober van datzelfde jaar beëindigd. Uit daaropvolgende juridische documenten bleek dat MDL een rechtszaak tegen Protagonist had aangespannen bij de Amerikaanse districtsrechtbank, wegens patentinbreuk door PTG-200, waarbij patenten US 8946150 (MDL) en US 9624268 (Protagonist) betrokken waren. In 2018 werd de claim van MDL inzake patentinbreuk afgewezen omdat Protagonist deze peptiden gebruikte om door de FDA goedgekeurde medicijnen voor auto-immuunziekten te ontwikkelen, die beschermd waren onder de veilige havenregel.

Terugkerend naar de focus van dit artikel: Protagonist behield de - WQDYW-kernstructuur voorgesteld door MDL in daaropvolgende moleculaire modificaties, maar nam verschillende ontwerpen aan in de cyclisatiestrategie. Ze introduceerden een Cys in de kernsequentie om een ​​geconserveerde structuur - CXX-WQCYW - te vormen (zoals - CQTWQCYW -), en leidden honderden peptiden rond deze structuur af, waardoor de activiteit werd verhoogd tot nanomolaire niveaus (zoals weergegeven in het onderstaande diagram). Daarnaast heeft Protagonist ook verschillende cyclisatiemethoden geprobeerd, waaronder het introduceren van een thioetherbinding tussen twee Cys-plaatsen, het gebruik van olefine-metathesereactie (RCM) en het implementeren van cyclisatiestrategieën voor amidebindingen. Experimentele resultaten geven echter aan dat peptiden die cyclisch zijn door disulfide- of thioetherbindingen in het algemeen een betere activiteit vertonen dan peptiden die cyclisch zijn door RCM- of amidebindingen.

De PK-gegevens van PTG-200 (verbinding C) worden beschreven in het patent: na orale toediening aan ratten in een dosis van 20 mg/kg wordt de verbinding voornamelijk gedistribueerd in het maagdarmweefsel, met extreem lage systemische blootstelling. Onder hen bedraagt ​​de AUC van het slijmvlies van de dunne darm 355 μg · h/g, en die van het slijmvlies van de dikke darm 77 μg · h/g. De AUC in plasma bedraagt ​​echter slechts 0,3 μg · uur/ml, met een terugwinningspercentage van 40% in de feces. Deze verbinding vertoont een goede stabiliteit in verschillende maag-darmvloeistoffen en reducerende omgevingen: de halfwaardetijd is meer dan 24 uur in gesimuleerd darmvocht (SIF), gesimuleerd maagsap (SGF) en menselijk darmvocht, en heeft ook een halfwaardetijd van meer dan 2 uur in het reductiemiddel DTT. De resultaten van het SPR-experiment toonden aan dat het niet alleen aan IL-12R 1 bindt, maar kan binden aan het oppervlak van IL-23R en IL-12R 1/IL-23R in co-expressie, met sterke affiniteit en KD-waarden van respectievelijk 2,42 nM en 2,56 nM.

Afgeleide van PTG-200

In 2017 publiceerde Protagonist zijn tweede patent voor IL-23R-peptideremmers (WO2017011820). Dit patent breidt het skelet van het eerste patent uit met 227 afgeleide sequenties (SEQ ID NO. 1030-1256) en introduceert structurele eenheden op het cyclische peptide die de halfwaardetijd in vivo kunnen verlengen (zoals getoond in de volgende figuur). Farmacokinetische onderzoeken hebben aangetoond dat na orale toediening van 10 mg/kg Peptide NO.1185 aan ratten de concentratie in plasma veel lager is dan die in monsters van de dunne darm en de dikke darm, en dat het herstelpercentage in de ontlasting na 24 uur 20% bedraagt. Uit de veiligheidsevaluatie bleek dat Peptide NO.1185 geen remmende effecten vertoonde op 44 doelen, waaronder aan G-eiwit gekoppelde receptoren, transporters en ionkanalen bij 10 µM.

Vervolgens publiceerde Protagonist verschillende afgeleide patenten gebaseerd op PTG-200- of Peptide NO.1185-structuren, die de activiteit en stabiliteit verder optimaliseerden door middel van structurele afleidingen op verschillende residulocaties. Details van de gerelateerde wijzigingen kunnen worden gevonden in de octrooien W02018136646, W02020014646, W02021007433 en W02021146458. Daarnaast heeft Protagonist ook een patent aangevraagd (WO2018022937) voor een cyclisch peptide IL-23R-remmer die 34 aminozuren bevat, wat in dit artikel niet verder zal worden besproken.