Baylor Tıp Fakültesi’ndeki araştırmacılar, kovalent inhibitörler adı verilen bir ilaç sınıfının hücre boyunca proteinlerle nasıl etkileşime girdiğine dair kapsamlı ve tarafsız bir görünüm sağlayan Cookie-Pro (proteomik yoluyla kovalent doluluk kinetik zenginleştirme) adlı güçlü bir yeni veri analizi yöntemi geliştirdiler.
Bu yenilikçi teknik, detaylandırılmış Doğa İletişimiBu ilaçların hem bağlanma mukavemetini hem de reaksiyon hızını aynı anda aynı anda bağlayıcı mukavemet ve reaksiyon hızını tam olarak ölçerek daha etkili ve daha güvenli terapötiklerin tasarımını hızlandırmayı vaat ediyor.
Nextgen Terapötikleri Merkezi Direktörü Dr. Jin Wang, “Aspirin ve kanser terapötik ibrutinib gibi iyi bilinen ilaçları içeren kovalent inhibitörler, hedef proteinleriyle güçlü, kalıcı bir bağ oluşturdukları için oldukça etkilidir.” “Bununla birlikte, bu güç çift kenarlı bir kılıç olabilir; bu ilaçlar, potansiyel olarak istenmeyen yan etkilere yol açan istenmeyen hedef dışı proteinlere de bağlanabilir.”
Bu ilaçları optimize etmek, bir hedefe (afinite) ne kadar güçlü bir şekilde çekildikleri ve kalıcı bağı (reaktivite) ne kadar hızlı oluşturdukları arasında hassas bir denge gerektirir. Şimdiye kadar, tüm hücresel protein peyzajı veya proteom boyunca bu iki önemli parametreyi ölçme yöntemleri sınırlıdır ve ilaç gelişimini yavaşlatmıştır.
Çalışmanın ilk yazarı ve Wang laboratuvarında lisansüstü öğrencisi Hanfeng Lin, “Zorluk net, eksiksiz bir resim elde etmekti” dedi. “Hem afinite hem de reaktiviteyi ölçmemiz gerektiğini biliyorduk, ancak bunu bir protein için yapmak binlerce zaman ayırıyor. Cookie-Pro bize sadece bir ilacın hedef dışı bağlanması durumunda değil, ne kadar iyi ve ne kadar hızlı, ilaç tasarımcıları için kritik bilgi olan kapsamlı bir harita veriyor.”
Cookie-Pro, bu zorluğun iki aşamalı bir işlemle üstesinden gelir. İlk olarak, araştırmacılar hücreleri sıvı bir çözelti içinde parçalar ve daha sonra kovalent ilacı ekleyerek hedeflerine bağlanmasına izin verir. Daha sonra, ilaç tarafından boş bırakılan herhangi bir protein bağlayıcı bölgeye kilitlenen özel olarak tasarlanmış bir “kovalayıcı” probu sunarlar. Kovalayıcı probunun ne kadarının bağlandığını ölçmek için kütle spektrometrisini kullanarak, her proteinin ilaç tarafından nasıl “işgal edildiğini” kesin olarak çıkarabilirler. Bu, aynı anda binlerce protein için hem bağlanma afinitesini hem de inaktivasyon oranını hesaplamalarını sağlar.
Ekip, iyi çalışılmış iki ilaç olan Spebrutinib ve Ibrutinib kullanarak yöntemi doğruladı. Bulgular sadece önceki sonuçları doğru bir şekilde çoğaltmakla kalmadı, aynı zamanda yeni bilgileri de ortaya çıkardı. Örneğin, oldukça seçici bir enzimatik inhibitör olan Spebrutinib’in, hedeflenen hedefi BTK’dan daha hedef dışı bir protein olan TEC kinaza karşı şaşırtıcı derecede 10 kat daha güçlü olduğunu keşfettiler. Daha az seçici ilaç Ibrutinib için, Cookie-Pro, bilinen hedef dışı ve daha önce yayınlanmış değerlerle hizalanan ve yöntemin doğruluğunu doğrulayan profillerini başarıyla tanımladı.
Baylor’daki biyokimya ve moleküler farmakoloji ve moleküler ve hücresel biyoloji profesörü Wang, “Nihai hedef rasyonel ilaç tasarımıdır” dedi. Ayrıca Baylor’un Dan L Duncan Kapsamlı Kanser Merkezi üyesidir.
“Bir ilaç hızlı bir şekilde bağlandığı için güçlü görünebilir, ancak eğer sadece ‘sıcak’ reaktif bir gruba sahip olması durumunda, her yere bağlanarak yan etkilere neden olabilir. Cookie-Pro, bu içsel reaktiviteyi gerçek bağlanma afinitesinden ayırmamıza izin verir. Şimdi kimyacılar, güçlü bir şekilde oluşturuldukları için, spesifik olarak yarattıkları için, özellikle de bu kadar güçlü bir şekilde oluşturulmasına yardımcı olabiliriz. daha güvenli kovalent ilaçlar. “
Ayrıca ekip, platformun aerodinamik bir iki noktalı çerez-PRO stratejisi geliştirerek büyük ölçekli ilaç taraması gücünü gösterdi. Bu yüksek verimli yaklaşımı 16 kovalent inhibitör fragmanından oluşan bir kütüphaneye uygulayarak, yöntemin ilaç keşfinin en erken aşamalarını hızlı ve verimli bir şekilde yönlendirme yeteneğini kanıtlayarak binlerce profil ürettiler.
Ortak yazarlar Bin Yang, Lang Ding, Matthew V. Holt, Sung Yun Jung ve Bing Zhang, Baylor Tıp Fakültesi’ne bağlıdır. Ortak yazar Meng C. Wang, Howard Hughes Tıp Enstitüsü’ne bağlı ve ortak yazar Yen-Yu Yang Thermo Fisher Scientific ile.
