שבירת מחסום הפה（3）

הגילוי, האופטימיזציה והשינוי הבא של PN-235 (icotrokinra, JN-2113)

היתרונות של פפטידים מחזוריים שניתנו דרך הפה פורטו במאמרים קודמים, כאשר PN-235 זוכה לתשומת לב משמעותית כאחת מתרופות הפפטידים המחזוריות המעטות הזמינות כיום למתן דרך הפה. ב-21 ביולי 2025, הודיעו פרוטגוניסט ויאנסן כי הגישו בקשה לתרופה חדשה (NDA) ל-FDA עבור Icotrokinra, לטיפול בפסוריאזיס פלאק בינוני עד חמור במבוגרים וילדים מגיל 12 ומעלה. אם תאושר, Icotrokinra צפויה להפוך לתרופה הפומית הראשונה בעולם המיועדת ל-IL-23R לטיפול בפסוריאזיס. מאמר זה מתמקד בתהליך הגילוי ובאסטרטגיות אופטימיזציה שיטתיות של מולקולה זו, תוך שימוש בתאריכי פרסום פטנטים כציר זמן, וכן מסכם כיוונים פוטנציאליים לאופטימיזציה נוספת.

כבר בשנת 2007, Valorisation Hsj, Societe En Commandite הגישה בקשה לפטנט על אנטגוניסטים של IL-23R פפטיד (WO2009007849). זהו אחד הפטנטים המוקדמים ביותר הכוללים אנטגוניסטים של IL-23R פפטיד במידע הזמין לציבור. פטנט זה מתאר סדרה של פפטידים המכוונים ל-IL-23R, כולל האגוניסט APG-2301 והאנטגוניסטים APG-2303, APG-2305, APG-2307 ו-APG-2309 (רצפים המוצגים באיור למטה). הצוות השתמש ברצף חומצות האמינו של IL-23R כבסיס, בשילוב עם טכניקות מודלים ממוחשבים, כדי ליצור פפטידים ליניאריים התואמים לאזור הצירים שלו (מחקה את IL-23 ומתפקד כאנטגוניסטים של IL-23R). בין אלה, APG-2305 ו-APG-2309 עיכבו ביעילות זרחון STAT3 בספנוציטים של עכברים במבחנה, עם ערכי IC50 של 1 ננומטר ו-2 ננומטר, בהתאמה. יתר על כן, במודל IBD של חולדה, טיפול ב-APG-2309 הקל באופן משמעותי על בצקות ואדמומיות שנגרמו מדלקת, והפחית באופן משמעותי את חדירת הלוקוציטים ברירית וגודש כלי הדם, מה שהוכיח פוטנציאל אנטי דלקתי וטיפולי טוב.

בשנת 2013, Medical Diagnostic Laboratories (MDL) פרסמו פטנט (US20130029907) המתאר את הגילוי של פפטידים קושרים ל-IL-23R-באמצעות טכנולוגיית הצגת פגים, מזהה בהצלחה מספר רצפי פפטידים שנקשרים ספציפית ל-IL-23R. מחקר זה בנה ספריית תצוגת פאג M13 המכילה רצפי פפטיד אקראיים של 12-מר וביצע סבבי סקר מרובים באמצעות IL-23R מסיס רקומביננטי מסיס באורך מלא וגרסאות השבר שלו כמטרות. בסופו של דבר, זוהו 27 פפטידים בעלי פעילות מחייבת. יש לציין שרצפי פפטידים אלו הראו דמיון נמוך למבנה הגבישים IL-23 שדווח על ידי Beyer et al. (מזהה PDF: 3D85). באמצעות יישור רצף, החוקרים מצאו כי 66.7% מהפפטידים הכילו רצף זיהוי שמור: -WX1X2X3W-, אשר על פי ההשערה הוא מוטיב תפקודי מרכזי לקישור ל-IL-23R ולחסימת העברת האותות שלו במורד הזרם (רצף מייצג מוצג באיור למטה). לאחר מכן, החוקרים העריכו את הפעילות המעכבת של הפפטידים על קישור IL-23 ל-IL-23R באמצעות ניסויי ELISA תחרותיים, וזיהו את Peptide 23 (פפטיד 12-mer) כפפטיד הפעיל ביותר, אשר עיכב באופן משמעותי את הקישור של IL-23 ל-IL-{µ23R (IC-23R).

בהתבסס על זה, הצוות עשה אופטימיזציה של המבנה של פפטיד 23, כולל הארכה או קיצור של קצה ה-C/N, החלפת חומצות אמינו פנימיות בחומצות אמינו חומציות/נייטרליות/בסיסיות, ושינויים במחזוריות. תוצאות ELISA תחרותיות הראו שלהרחבת חומצות אמינו בשני הקצוות של פפטיד 23 הייתה השפעה מועטה על הפעילות המעכבת שלו, אך קיצור הוביל לירידה בפעילות המעכבת. שינוי מאפייני המטען של שיירי ה-"X" במוטיב הליבה -WX1X2X3W- (למשל, החלפת שיירים בעלי מטען שלילי בשאריות אחרות עם מטען שלילי, לא טעון קוטבי או חיובי חיובי) לא השפיע באופן משמעותי על הפעילות המעכבת שלו, מה שמעיד על כך שמאפייני המטען של אזור הקישור של הפעילות בשאריות זה אינן משפיעות באופן משמעותי. החלפת אחד משאריות הטריפטופן (W) במבנה הליבה בפנילאלנין (F) או טירוזין (Y) שמרה על יכולת המעכב שלה, בעוד שהחלפתו באלנין (A) הפחיתה את הפעילות, מה שעולה בקנה אחד עם מאפייני הרצף שהתקבלו מהקרנת תצוגת פאג'ים קודמת.

יתר על כן, קיצור Peptide 23.15 תוך שמירה על מבנה הליבה -WQDYW-, למרות שמוטיב הליבה נשמר, החליש באופן משמעותי את הפעילות המעכבת שלו. בנוסף, החדרת ציסטאין (Cys) בשני הקצוות ליצירת פפטיד מחזורי הביאה לפעילות דומה לפפטיד הליניארי; עם זאת, הקטנת גודל הפפטיד המחזורי ל-7 או 9 פפטידים תוך שמירה על מבנה הליבה החלישה משמעותית את יכולתו לעכב את IL-23R.

בשני פטנטים עוקבים שפורסמו על ידי MDL (US20130172272 ו-US20160039878), החוקרים השתמשו במבנה הליבה -WX1X2X3W- כפיגום ובנו וסינו ספריית פפטידים ממוקדת באמצעות טכנולוגיית תצוגת ריבוזום ריבוזום (ספריית פפטיד רצף:XXXXWXXYW). לאחר שמונה סבבי בדיקה, הפפטידים חולקו עוד יותר על סמך המבנה -WX1X2YW-: קבוצה A הכילה -WVDYW-, קבוצה B הכילה -WQDYW-, וקבוצה C הכילה פפטידים עם רצפי ליבה אחרים. בדיקות פעילות ELISA הראו שלפפטיד מס'. 2/7 בקבוצה A הייתה פעילות מעולה בהשוואה לפפטיד מס'. 23.19 שנחשף בפטנט הקודם. במבחני ELISA תחרותיים, לפפטיד מס. 7 היה IC50 של 58.0 ננומטר, ולפפטיד מס. 2 היה IC50 של 34.6 ננומטר.

לאחר מכן, תוך שימוש ב-Peptide NO.2 ו-Peptide NO.7 כנקודות מוצא, תוכננו וסונתזו שלושה פפטידים מחזוריים: 2HT-AA, 7-CC ו-7HT-AA. בין אלה, המולקולה 2HT-AA, המבוססת על מחזוריות ראש-אל-זנב של שאריות אלנין בשני הקצוות של פפטיד NO.2, הפגינה את הפעילות הטובה ביותר (מבנה המופיע באיור למטה), עם ELISA IC50 תחרותי של 8.1 ננומטר ושיטת בדיקה של פעילות מדווחת של nM3418. IL-23 גירוי שורת תאים DB שעברה טרנספקציה בגן מדווח STAT3, ופעילות מעכבת כמתה על ידי זיהוי ביטוי של גן מדווח). זה ייצג עלייה של פי 4- בפעילות בהשוואה לפפטיד הליניארי. במבחני פעילות חוץ גופית, 2HT-AA עיכב ביעילות את הפרשת IL-17F המושרה על ידי IL-23 בתאי Th17 אנושיים באופן תלוי ריכוז וחסם את ייצור IL-22 ב-PBMCs אנושיים ובספלנוציטים של חולדה. במקביל, הפפטיד המחזורי הזה גם הוריד את רמות ה-MRNA של IL-17F ב-splenocytes של חולדה. לרוע המזל, למרות הפעילות הפרמקולוגית המבטיחה של 2HT-AA, לא נמצאו דיווחי אופטימיזציה של מבנה פפטיד מחזורי זה ונגזרותיו על ידי MDL.