PROTAC技術(shù)作用機(jī)制
1.PROTAC分子通過其一端的靶蛋白配體（POI Ligand）特異性識別并結(jié)合靶蛋白，通過其另一端的E3泛素連接酶配體（E3 Ligase Ligand）特異性識別并結(jié)合E3 Ligase；
2.形成P O I - P R O T A C - E3 ligase三元復(fù)合體；
3. 在此三元復(fù)合體中，靶蛋白POI被E3 ligase泛素化修飾，泛素化修飾了的POI隨后被蛋白酶體識別并降解，由此抑制靶蛋白的功能。
PROTAC技術(shù)優(yōu)勢- 改變靶點的“不可成藥性”（undruggable）PROTAC的作用分子機(jī)制是通過泛素-蛋白酶體系統(tǒng)降解靶蛋白，并非通過競爭結(jié)合以封閉靶蛋白功能區(qū)而發(fā)揮蛋白功能抑制作用，因此PROTAC對靶蛋白識別結(jié)合區(qū)不一定非得是活性區(qū)，結(jié)合力也不一定必須是高親和力；這使得一些缺乏高親和力小分子結(jié)合的“不可成藥性”靶蛋白變成“可成藥性”。
- 高效性傳統(tǒng)小分子抑制劑通過競爭結(jié)合靶蛋白活性功能域而抑制靶蛋白功能，所需小分子的量往往較大；而PROTAC通過泛素-蛋白酶體系統(tǒng)降解靶蛋白以解除靶蛋白功能，故具有可循環(huán)使用性、用量低和高效性的特點。
- 無免疫原性與抗體藥物相比，PROTAC不會引發(fā)抗藥抗體產(chǎn)生。
美迪西PROTAC技術(shù)服務(wù)- PROTAC設(shè)計合成美迪西有著多年的PROTAC合成經(jīng)驗，匯總了當(dāng)前熱門的多種POI配體，不同組織類型的E3 Ligase配體，并且建立了含數(shù)百種連接分子的Linker庫。此外，美迪西成熟的計算機(jī)輔助藥物設(shè)計技術(shù)平臺，大大提高PROTAC的設(shè)計合成質(zhì)量。美迪西已經(jīng)驗證的PROTAC靶點有：IRAK4, AR, ER, IKZF1, IKZF2, IKZF3, BTK, EGFR, BRD4, BCL-xL, CDK4, CDK6, SMARCA2, SMARCA4, AKT, ALK, STAT3, SHP2, FGFR1, FGFR2, KRAS G12C, KRAS G12D等。
- PROTAC體外研究美迪西案例：HiBiT-標(biāo)簽-POI 穩(wěn)轉(zhuǎn)細(xì)胞株高通量篩選：利用基因敲入技術(shù)構(gòu)建的“內(nèi)源蛋白-HiBiT”穩(wěn)轉(zhuǎn)株細(xì)胞，對PROTAC分子進(jìn)行高通量篩選，計算DC50。
美迪西案例：Western Blot或者In-cell Western：通過WB實驗檢測初篩到的PROTAC分子對靶標(biāo)蛋白的降解能力，分析DC50值。
美迪西案例：細(xì)胞毒性實驗（CCK-8或CTG法）：檢測上述篩選到PROTAC對癌細(xì)胞增殖抑制能力，分析IC50值。
關(guān)于美迪西PPROTAC分子體外評價服務(wù)
美迪西建立了完整的PROTAC體外分析平臺，其主要服務(wù)內(nèi)容包括二元及三元復(fù)合物形成分析、靶點泛素化分析以及靶點降解水平分析。這些服務(wù)內(nèi)容涵蓋了從蛋白水平到細(xì)胞水平的多種檢測方法，能夠為客戶提供全面且高效的PROTAC分子體外評價解決方案。
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- PROTAC體內(nèi)藥理藥效研究
美迪西藥理藥效部緊跟行業(yè)發(fā)展與市場需求，不斷完善創(chuàng)新，經(jīng)過多年的經(jīng)驗累積，多方驗證和長期實踐考驗，建立了完善的動物模型庫，可根據(jù)客戶的需求提供各種有效的動物模型，用來檢測藥物的有效性。實驗動物有非人靈長類動物、犬、大小鼠、兔、豚鼠、小型豬等種類。美迪西已建立440+種腫瘤評價模型，為多種創(chuàng)新療法賦能。
美迪西案例：
- PROTAC藥代動力學(xué)評價美迪西DMPK團(tuán)隊，通過PROTAC技術(shù)原理，結(jié)合研發(fā)案例，利用完善的體外 ADME、體內(nèi)PK測試平臺，在小分子化合物研究基礎(chǔ)上，建立起一套關(guān)于PROTAC藥物的篩選和IND評價體系，關(guān)注藥物的溶解度、滲透性、代謝穩(wěn)定性、代謝產(chǎn)物鑒定與體內(nèi)PK研究等，幫助客戶快速推進(jìn)PROTAC藥物的研發(fā)。美迪西案例：下文中科研人員使用Thalidomide募集Cereblon/cullin 4A E3連接酶并通過 Linker進(jìn)行固化，在小鼠中發(fā)現(xiàn)了具有良好口服藥代動力學(xué)特性的高效AR降解劑 ARD-2128。
在此項研究中，科研人員通過美迪西評估了五種高效AR降解劑在小鼠中靜脈和口服給藥的藥代動力學(xué) (PK) 數(shù)據(jù)，其中最優(yōu)化合物為ARD-2128。PK數(shù)據(jù)顯示，ARD-2128具有出色的整體PK曲線：低清除率 (1.2 mL/min/kg) 和中高穩(wěn)態(tài)分布容積 (Vss為2.7 L/kg)。ARD-2128按2 mg/kg劑量靜脈給藥后的T1/2為27.6小時，按5 mg/kg劑量口服給藥后T1/2為18.8小時。ARD-2128 (5 mg/kg) 在小鼠體內(nèi)達(dá)到67%的口服生物利用度，通過口服給藥有效降低AR蛋白并抑制腫瘤組織中的AR調(diào)節(jié)基因，從而有效抑制小鼠腫瘤生長且無毒性跡象。
五種化合物在雄性 ICR 小鼠中的 PK 數(shù)據(jù)匯總[1]此外，科研人員通過美迪西測試了ARD-2128在小鼠、大鼠、犬、猴和人五種屬中的血漿穩(wěn)定性。數(shù)據(jù)顯示ARD-2128在所有五種屬中都具有穩(wěn)定的血漿穩(wěn)定性。
ARD-2128 在五種屬中的肝微粒體中代謝穩(wěn)定性和血漿穩(wěn)定性[1]
總結(jié)- 雖然擁有諸多優(yōu)點，但PROTAC藥物開發(fā)仍然面臨許多技術(shù)難點。成藥性是其難點。同時，需要尋找更多可用的E3泛素連接酶及其結(jié)合物。此外，還需要考慮如何改善大規(guī)模生產(chǎn)方案，提高產(chǎn)率，從而降低成本。美迪西PROTAC藥物研發(fā)服務(wù)平臺不僅包含設(shè)計合成 PROTAC和進(jìn)行PROTAC的體外活性研究，還能對PROTAC進(jìn)行動物體內(nèi)藥效檢測、藥代動力學(xué)研究和安全性評價等，并匯總實驗結(jié)果和材料進(jìn)行 IND 申報，以助力客戶加快PROTAC藥物的研發(fā)進(jìn)程。美迪西部分助力PROTAC項目案例——CG001419
2022年8月，睿躍生物（Cullgen）宣布用于治療晚期實體瘤的TRK降解劑（CG001419）新藥臨床研究（IND）申請獲批。CG001419是全球首創(chuàng)（First in class）的TRK (神經(jīng)營養(yǎng)因子受體酪氨酸激酶)蛋白降解劑。CG001419作為全球首創(chuàng)的高選擇性強(qiáng)效口服靶向蛋白降解劑，其適應(yīng)癥為用于治療治療NTRK基因融合、NTRK基因點突變和NTRK基因擴(kuò)增或過表達(dá)晚期或轉(zhuǎn)移性成人實體瘤。作為睿躍生物的合作伙伴，美迪西為CG001419的研發(fā)提供了符合中、美GLP規(guī)范的（包括藥物代謝動力學(xué)研究和安全性評價在內(nèi)的）綜合性臨床前研究服務(wù)，以合規(guī)、高效、高質(zhì)的服務(wù)助力其成功獲批。GT919
2023年5月，標(biāo)新生物分子膠降解劑管線1類新藥GT919膠囊獲得FDA批準(zhǔn)進(jìn)入臨床試驗，用于惡性血液腫瘤的治療。該管線此前已于2022年12月20日獲得國家藥品監(jiān)督管理局（NMPA）批準(zhǔn)開展臨床試驗，目前正在中國進(jìn)行I期臨床研究。
對于GT919的研發(fā)，美迪西憑借扎實的研發(fā)實力，高效完成了其從藥物發(fā)現(xiàn)到臨床申報，包括藥物發(fā)現(xiàn)、藥學(xué)研究、臨床前研究等一站式臨床前研究服務(wù)。GT929
2023年10月，標(biāo)新生物第二個分子膠降解劑管線1類新藥GT929膠囊獲得FDA批準(zhǔn)進(jìn)入臨床試驗，用于治療惡性血液腫瘤。該管線此前已于2023年7月獲得NMPA批準(zhǔn)開展臨床試驗。GT929是一款靶向IKZF1/3靶點的分子膠，在彌漫大b細(xì)胞淋巴瘤動物模型中顯示了極佳的效果。
作為標(biāo)新生物的戰(zhàn)略合作伙伴，美迪西為GT929的研發(fā)提供了制劑研究、臨床前研究（包括藥效、藥代、安評）以及撰寫中英文申報資料等服務(wù)，為GT929快速實現(xiàn)中美雙報雙批提供了技術(shù)保障！獲取更多服務(wù)案例，請聯(lián)系我們:
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- 參考文獻(xiàn)：[1]. Xin Han, et al. Strategies toward Discovery of Potent and Orally Bioavailable ProteolysisTargeting Chimera Degraders of Androgen Receptor for the Treatment of ProstateCancer. J Med Chem. 2021 Sep9;64(17):12831-12854.
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