专栏名称: 精准药物
靶向药物,精准治疗! 我们重点关注靶向药物开发及治疗有关的【新药物】、【新靶标】、【新机制】、【新方法】、【新突破】。
目录
相关文章推荐
51好读  ›  专栏  ›  精准药物

Nature系列点评:勃林格殷格翰攻克KRAS,小分子泛KRAS降解剂

精准药物  · 公众号  ·  · 2025-03-17 06:30

正文

请到「今天看啥」查看全文


DOI: 10.1038/s41392-025-02172-4

侃侃而言  学以致用


KRAS突变体 是最突出的致癌驱动因素之一,存在于很大比例的胰腺癌、结直肠癌、和肺癌中。然而,由于其蛋白质结构特点,KRAS一度是 “不可成药” 靶标的代名词。直到Switch II 口袋的发现,揭开了KRAS抑制剂的开发,其中大多数是突变特异性的,并获得了里程碑式突破性成果,已有突变体共价抑制剂获得FDA批准用于临床治疗。

然而,这些获批的抑制剂已经显示出了不同的患者反应和耐药性出现。而蛋白质水解靶向嵌合体(PROTACs)作为一种新兴的治疗策略,或许可以解决耐压性问题。

前日(Mar. 14), Nature 系列期刊 Singal Transduction and Targeted Therapy 上发表了一篇亮点点评文章,高度评价了2024年 9月份 勃林格殷格翰 发表在 Science 上的小分子泛-KRAS降解剂 ACBI3


01

泛-KRAS小分子降解剂



勃林格殷格翰 报道的该小分子泛-KRAS降解剂, ACBI3(Comp. 7) ,于2024年 9月份发表在Science,如下图。
Science 2024 , 385 , 1338–1347
DOI: 10.1126/science.adm8684
该小分子降解剂 ACBI3 是一种双功能PROTACs,其结构如上图。该降解剂能够 有效地、选择性地靶向17 种常见 KRAS 突变体中的 13 种,以及野生型KRAS

KRAS降解剂 VS 小分子KRAS抑制剂

如下表,对比KRAS 降解PROTAC 与小分子 KRAS 抑制剂,两种方法都能有效抑制 KRAS 下游信号通路,抑制KRAS 依赖性细胞系的细胞增殖,并且,其中 PROTACs 表现出更高的效力。

此外,与 KRAS 抑制剂相比,PROTAC 处理的细胞在治疗停止后,仍然表现出延长的MAPK 通路抑制,这是由于现有 KRAS 蛋白的降解。

KRAS 降解剂和泛 KRAS 小分子抑制剂 BI-2493在敏感性上又很大的重叠,但降解剂效力更高。这一优势突出了ACBI3 作为一种有前景的临床应用化合物的潜力。

与抑制剂相比,单个PROTAC (ACBI3)可以不可逆地降解多个靶标蛋白,从而实现更有效的途径失活。然而,它的双重结合机制也带来了一些挑战。例如,VHL E3 表达的缺失可能是一种潜在的额外耐药机制。

此外,双结合设计增加了PROTACs的 分子量和结构复杂性 ,这 妨碍了它们的溶解度、渗透性、和生物利用度 。因此,为了能够达到有效的细胞内浓度,需要更高的化合物剂量。

与口服 KRAS 抑制剂不同,ACBI3 需要 皮下或腹腔注射 ,这对患者依从性带来了挑战。

要克服这些限制并改善PROTAC 的药代动力学,策略主要包括:

降低分子量;

提供溶解度;

使用替代的 E3 连接酶来降解目标;

开发替代的递送策略,如 纳米颗粒、脂质体、抗体或适配体 等。

ACBI3 的进展

该PROTAC 目前尚未在患者中进行评估,需要进一步的体外、体内研究,将这种新化合物推进到1/2期临床试验。

这将包括超过报告的 14 天治疗期的体内疗效和耐药性,药代动力学/药效学(PK/PD)、和毒理学评估,以及良好的生产规范(GMP)生产和在研新药(IND)申请。

目前,已经有大致 30 多种化合物正在临床评估或批注用于治疗 KRAS 突变型癌症。大多数抑制剂是突变体特异性的,理论上,这些抑制剂比泛-KRAS 抑制剂毒性小,因为它们不一致KRAS野生型或其它同源NRAS、或HRAS。

泛-RAS(ON)抑制剂RMC-6236 在晚期二线转移性 PDAC 患者的2 期临床试验中,并显示出有潜力的活性和可控的毒性。

ACBI3 的开发极大地扩展了直接泛-KRAS抑制剂的范围,使其能够与突变型特异性方法进行创新组合,从而潜在地防止耐药性的出现。然而,目前尚不能确定哪种策略是最有效的,但可能需要根据癌症类型、组织来源、KRAS 突变、和下游效应物结合免疫治疗和其它组合的量身定制的方法来实现持久的反应。

目前各方努力,正在试图阐明和克服KRAS 抑制剂的原发性和获得性耐药的各种机制。

02

ACBI3的发现之旅



靶向KRAS 突变体,目前主要有两种治疗方法:
一是非活性状态抑制剂 ,如已经获批的KRAS G12C 抑制剂Adagasib、Sotorasib,以及正在研究的KRAS G12D 抑制剂MRTX1133(不过最近听说似乎正在被放弃)。它们可以阻断KRAS 的非活性状态,即GDP 结合状态。
二是活性状态抑制剂 ,包括KRASG12C 抑制剂 BBO-8520、泛RAS抑制剂 RMC-6236等,它们靶向GTP 结合状态,阻止下游效应物结合和信号传导。
永久性共价抑制剂不同于非共价抑制剂,它们能够形成强大的、持久的靶标修饰。然而,当前耐药性的临床现状以及基因组KRAS扩增表明,减少药物结合或稳定活性(ON)状态的KRAS 突变,以及上游的突变或扩增。
因此, 勃林格殷格翰 为了设计一种更广泛耐药性的PROTACs 分子,将一种 泛-KRAS 小分子抑制剂和VHL E3 泛素连接酶配体采用不同的连机器连接起来,试图设计一种双功能分子,促进KRAS 的泛素化和蛋白酶体降解。

基于结构的 PROTACs设计

该设计是基于最近发现的高亲和力KRAS Switch II 口袋配体BI-2865开始的。BI-2865 是一种非共价泛-KRAS 非活性状态抑制剂,其前体是从G12C 突变体共价抑制剂 BI-0474发展起来的,如下图。

研究人员利用BI-2865 de Switch II 口袋结合基序和X-射线晶体学结构来确定与 VHL E3 连接酶的结合基序耦合的PROTAC 连接物的最有潜力的位置。

通过对烷基链、PEG 链连接器的筛选,最终发现了一个具有高协同性的化合物,该化合物促进了 VHL:PROTAC:KRASG12D 的高亲和性三元配合物的形成。

通过逐步优化,提升了三元复合物的稳定性,ACBI3通过非共价加合物,覆盖13种常见KRAS 突变体(包括G12D、G12V),但对GTP水解缺陷突变体(如G12R、Q61L)效果有限。

且体外试验表明,ACBI3 在300 种癌症细胞系中抑制增殖的效力比抑制剂,如BI-2493,高10-100倍,且选择性降解KRAS(不靶向HRAS、NRAS)。

03

结与展望



勃林格殷格翰通过降解KRAS 蛋白而非抑制功能,PROTAC ACBI3展现出更强效、持久的抗癌潜力,但需优化分子设计和给药方式,以迈向临床。



声明:发表/转载本文仅仅是出于传播信息的需要,并不意味着代表本公众号观点或证实其内容的真实性。据此内容作出的任何判断,后果自负。 若有侵权,告知必删!



长按关注本公众号


粉丝群 / 投稿 / 授权 / 广告
请联系公众号助手
觉得本文好看,请点这里↓







请到「今天看啥」查看全文