Phá vỡ rào cản miệng（3）

Việc phát hiện, tối ưu hóa và sửa đổi tiếp theo của PN-235 (icotrokinra, JN-2113)

Ưu điểm của peptide tuần hoàn dùng qua đường uống đã được trình bày chi tiết trong các bài viết trước, trong đó PN-235 nhận được sự chú ý đáng kể vì là một trong số rất ít thuốc peptide tuần hoàn hiện có sẵn cho đường uống. Vào ngày 21 tháng 7 năm 2025, Protagonist và Janssen thông báo rằng họ đã nộp Đơn đăng ký thuốc mới (NDA) cho FDA cho Icotrokinra, để điều trị bệnh vẩy nến mảng bám từ trung bình đến nặng ở người lớn và trẻ em từ 12 tuổi trở lên. Nếu được chấp thuận, Icotrokinra dự kiến ​​sẽ trở thành loại thuốc uống đầu tiên trên thế giới nhắm tới IL-23R để điều trị bệnh vẩy nến. Bài viết này tập trung vào quá trình khám phá và các chiến lược tối ưu hóa có hệ thống của phân tử này, sử dụng ngày công bố bằng sáng chế làm mốc thời gian, đồng thời tóm tắt các hướng tiềm năng để tối ưu hóa hơn nữa.

Ngay từ năm 2007, Valorisation Hsj, Societe En Commandite đã nộp đơn đăng ký bằng sáng chế cho chất đối kháng peptide IL{25}}23R (WO2009007849). Đây là một trong những bằng sáng chế sớm nhất liên quan đến chất đối kháng peptide IL{26}}23R trong thông tin được công bố rộng rãi. Bằng sáng chế này mô tả một loạt peptide nhắm mục tiêu IL-23R, bao gồm chất chủ vận APG-2301 và chất đối kháng APG-2303, APG-2305, APG-2307 và APG-2309 (trình tự được hiển thị trong hình bên dưới). Nhóm nghiên cứu đã sử dụng trình tự axit amin của IL-23R làm cơ sở, kết hợp với kỹ thuật mô hình hóa máy tính để tạo ra các peptide tuyến tính tương ứng với vùng bản lề của nó (bắt chước IL-23 và hoạt động như chất đối kháng IL-23R). Trong số này, APG-2305 và APG-2309 đã ức chế hiệu quả quá trình phosphoryl hóa STAT3 trong tế bào lách của chuột trong ống nghiệm, với giá trị IC50 lần lượt là 1 nM và 2 nM. Hơn nữa, trong mô hình IBD ở chuột, việc điều trị bằng APG-2309 làm giảm đáng kể tình trạng phù nề và mẩn đỏ do viêm gây ra, đồng thời giảm đáng kể tình trạng thâm nhiễm bạch cầu ở niêm mạc và tắc nghẽn mạch máu, chứng tỏ khả năng chống viêm và điều trị tốt.

Vào năm 2013, Phòng thí nghiệm Chẩn đoán Y tế (MDL) đã công bố bằng sáng chế (US20130029907) mô tả việc phát hiện ra các peptit liên kết IL-23R-bằng công nghệ hiển thị thể thực khuẩn, xác định thành công một số trình tự peptit liên kết cụ thể với IL-23R. Nghiên cứu này đã xây dựng một thư viện hiển thị thể thực khuẩn M13 chứa các chuỗi peptit 12{23}}ngẫu nhiên và thực hiện nhiều vòng sàng lọc bằng cách sử dụng IL-23R tái tổ hợp hòa tan có chiều dài đầy đủ và các biến thể mối nối của nó làm mục tiêu. Cuối cùng, 27 peptide có hoạt tính liên kết đã được xác định. Đáng chú ý, các chuỗi peptide này cho thấy độ tương đồng thấp với cấu trúc tinh thể IL-23 được báo cáo bởi Beyer et al. (ID PDB: 3D85). Thông qua việc căn chỉnh trình tự, các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng 66,7% peptide chứa trình tự nhận dạng được bảo tồn: -WX1X2X3W-, được đưa ra giả thuyết là mô típ chức năng quan trọng để liên kết với IL-23R và ngăn chặn sự truyền tín hiệu xuôi dòng của nó (trình tự đại diện được hiển thị trong hình bên dưới). Sau đó, các nhà nghiên cứu đã đánh giá hoạt tính ức chế của các peptide trên IL-23 liên kết với IL-23R bằng các thí nghiệm ELISA cạnh tranh, xác định Peptide 23 (một peptide 12-mer) là peptide hoạt động mạnh nhất, ức chế đáng kể sự liên kết của IL-23 với IL-23R (IC50=0.85 µM).

Dựa trên điều này, nhóm nghiên cứu đã tối ưu hóa cấu trúc của Peptide 23, bao gồm kéo dài hoặc rút ngắn đầu cuối C/N, thay thế axit amin bên trong bằng axit amin axit/trung tính/bazơ và sửa đổi chu kỳ. Kết quả ELISA cạnh tranh cho thấy việc kéo dài axit amin ở cả hai đầu của Peptide 23 ít ảnh hưởng đến hoạt tính ức chế của nó, nhưng việc rút ngắn dẫn đến giảm hoạt động ức chế. Việc sửa đổi đặc tính điện tích của các gốc "X" trong mô típ lõi -WX1X2X3W- (ví dụ: thay thế các gốc tích điện âm bằng các gốc tích điện âm, không tích điện cực hoặc tích điện dương khác) không ảnh hưởng đáng kể đến hoạt động ức chế của nó, cho thấy rằng đặc tính điện tích của các gốc trong vùng này không phải là yếu tố chính quyết định hoạt động liên kết. Việc thay thế một trong các gốc tryptophan (W) trong cấu trúc lõi bằng phenylalanine (F) hoặc tyrosine (Y) vẫn giữ được khả năng ức chế, trong khi thay thế nó bằng alanine (A) làm giảm hoạt động, phù hợp với các đặc điểm trình tự thu được từ sàng lọc hiển thị thể thực khuẩn trước đó.

Hơn nữa, việc rút ngắn Peptide 23.15 trong khi vẫn giữ cấu trúc lõi -WQDYW-, mặc dù mô típ lõi vẫn được giữ nguyên nhưng đã làm suy yếu đáng kể hoạt động ức chế của nó. Ngoài ra, việc đưa cystein (Cys) vào cả hai đầu để tạo thành peptit tuần hoàn mang lại hoạt tính tương đương với peptit tuyến tính; tuy nhiên, việc giảm kích thước của peptide tuần hoàn xuống còn 7 hoặc 9 peptide trong khi vẫn duy trì cấu trúc lõi làm suy yếu đáng kể khả năng ức chế IL-23R của nó.

Trong hai bằng sáng chế tiếp theo được MDL công bố (US20130172272 và US20160039878), các nhà nghiên cứu đã sử dụng cấu trúc lõi -WX1X2X3W{6}} làm khung và xây dựng cũng như sàng lọc thư viện peptide mục tiêu bằng công nghệ hiển thị ribosome (trình tự thư viện peptide: XXXWXXYWXXXX). Sau tám vòng sàng lọc, các peptit được chia nhỏ hơn nữa dựa trên cấu trúc -WX1X2YW-: Nhóm A chứa -WVDYW-, Nhóm B chứa -WQDYW- và Nhóm C chứa các peptit có các trình tự cốt lõi khác. Các thử nghiệm hoạt tính ELISA cho thấy Peptide No{17}}/7 trong Nhóm A có hoạt tính vượt trội so với Peptide No{19}} được tiết lộ trong bằng sáng chế trước đó. Trong các thử nghiệm ELISA cạnh tranh, Peptide No{21}} có IC50 là 58,0 nM và Peptide No{24}} có IC50 là 34,6 nM.

Sau đó, sử dụng Peptide NO.2 và Peptide NO.7 làm điểm khởi đầu, ba peptide tuần hoàn đã được thiết kế và tổng hợp: 2HT-AA, 7-CC và 7HT-AA. Trong số này, phân tử 2HT-AA, dựa trên chu trình từ đầu{11}}đến{22}}đuôi của các gốc alanine ở cả hai đầu của Peptide NO.2, thể hiện hoạt tính tốt nhất (cấu trúc như minh họa trong hình bên dưới), với ELISA IC50 cạnh tranh là 8,1 nM và hoạt tính báo cáo là 341,8 nM (phương pháp thử nghiệm: IL{26}}23 đã kích thích một dòng tế bào DB được chuyển nhiễm với gen báo cáo STAT3 và hoạt động ức chế được định lượng bằng cách phát hiện biểu hiện gen báo cáo). Điều này thể hiện hoạt động tăng gấp 4-6 lần so với peptit tuyến tính. Trong các thử nghiệm hoạt tính in vitro, 2HT-AA ức chế hiệu quả sự tiết IL-17F do IL-23 gây ra trong tế bào Th17 ở người theo cách phụ thuộc vào nồng độ và ngăn chặn việc sản xuất IL-22 trong PBMC ở người và tế bào lách ở chuột. Đồng thời, peptide tuần hoàn này cũng điều hòa giảm nồng độ mRNA IL-17F trong tế bào lách chuột. Thật không may, mặc dù hoạt động dược lý đầy hứa hẹn của 2HT-AA, không có báo cáo tối ưu hóa tiếp theo nào về cấu trúc peptide tuần hoàn này và các dẫn xuất của nó bằng MDL được tìm thấy.