Durchbrechen der oralen Barriere (4)

Entdeckung und Derivatisierung des zyklischen Peptids PTG-200
Die Entdeckung von PTG-200

Im Jahr 2016 veröffentlichte Protagonist ein Patent (WO2016011208) für einen oralen Polypeptidinhibitor, der auf IL-23R abzielt und mehrere lineare und zyklische Peptidsequenzen umfasst, die an IL-23R binden können. Bemerkenswerterweise ähneln die in Tabelle 3A dieses Patents dargestellten Sequenzen stark den Strukturen, die zuvor durch MDL durch Phagendisplay erhalten wurden. Die aufgelisteten linearen Peptidsequenzen enthalten hauptsächlich die Kernstruktur -WQDYW- (wie in der Abbildung unten dargestellt). Unter ihnen erreichte das wirksamste Molekül (SEQ ID NO.4) eine IL-23R-Hemmkonzentration von 4,1 µM, wobei seine Struktur durch Acetylierung des N-Terminus des MDL-Peptids 23.15 gebildet wurde.
Es ist erwähnenswert, dass MDL und Protagonist im Jahr 2014 einmal eine Zusammenarbeit zum IL-23R-Peptid ausgehandelt haben, bei der MDL seine Forschungsinformationen weitergab. Im Jahr 2015 unterzeichneten beide Parteien eine Vertraulichkeitsvereinbarung, die Verhandlungen wurden jedoch im Oktober desselben Jahres abgebrochen. Spätere Rechtsdokumente ergaben, dass MDL beim US-Bezirksgericht eine Klage gegen Protagonist eingereicht hatte, in der es eine Patentverletzung durch PTG-200 geltend machte, die die Patente US 8946150 (MDL) und US 9624268 (Protagonist) betraf. Im Jahr 2018 wurde die Patentverletzungsklage von MDL abgewiesen, weil Protagonist diese Peptide zur Entwicklung von von der FDA zugelassenen Arzneimitteln gegen Autoimmunerkrankungen verwendet hatte, die durch die Safe-Harbor-Regel geschützt waren.

Zurück zum Schwerpunkt dieses Artikels: Protagonist behielt die von MDL vorgeschlagene --WQDYW-Kernstruktur in nachfolgenden molekularen Modifikationen bei, übernahm jedoch andere Designs in der Cyclisierungsstrategie. Sie führten ein Cys in die Kernsequenz ein, um eine konservierte Struktur - CXX-WQCYW - (wie - CQTWQCYW -) zu bilden, und leiteten Hunderte von Peptiden um diese Struktur herum ab, wodurch die Aktivität auf nanomolare Ebenen erhöht wurde (wie im Diagramm unten gezeigt). Darüber hinaus hat Protagonist auch verschiedene Cyclisierungsmethoden ausprobiert, darunter die Einführung einer Thioetherbindung zwischen zwei Cys-Stellen, die Olefinmetathesereaktion (RCM) und die Implementierung von Cyclisierungsstrategien für Amidbindungen. Experimentelle Ergebnisse deuten jedoch darauf hin, dass durch Disulfid- oder Thioetherbindungen zyklische Peptide im Allgemeinen eine bessere Aktivität aufweisen als durch RCM- oder Amidbindungen zyklische Peptide.

Die PK-Daten von PTG-200 (Verbindung C) werden im Patent offengelegt: Nach oraler Verabreichung an Ratten in einer Dosis von 20 mg/kg verteilt sich die Verbindung hauptsächlich im Magen-Darm-Gewebe bei extrem geringer systemischer Exposition. Unter diesen beträgt die AUC der Dünndarmschleimhaut 355 μg · h/g und die der Dickdarmschleimhaut 77 μg · h/g. Allerdings beträgt die AUC im Plasma nur 0,3 μg · h/ml, mit einer Wiederfindungsrate von 40 % im Stuhl. Diese Verbindung weist eine gute Stabilität in verschiedenen Magen-Darm-Flüssigkeiten und reduzierenden Umgebungen auf: Ihre Halbwertszeit beträgt mehr als 24 Stunden in simulierter Darmflüssigkeit (SIF), simulierter Magenflüssigkeit (SGF) und menschlicher Darmflüssigkeit, und sie hat auch eine Halbwertszeit von über 2 Stunden im Reduktionsmittel DTT. Die Ergebnisse des SPR-Experiments zeigten, dass es nicht an IL-12R 1 allein bindet, sondern an die Oberfläche von IL-23R und IL-12R 1/IL-23R koexprimiert binden kann, mit starker Affinität und KD-Werten von 2,42 nM bzw. 2,56 nM.

Derivat von PTG-200

Im Jahr 2017 veröffentlichte Protagonist sein zweites Patent für IL-23R-Peptidinhibitoren (WO2017011820). Dieses Patent erweitert das Grundgerüst des ersten Patents um 227 abgeleitete Sequenzen (SEQ ID NO.1030-1256) und führt Struktureinheiten auf dem zyklischen Peptid ein, die die Halbwertszeit in vivo verlängern können (wie in der folgenden Abbildung dargestellt). Pharmakokinetische Studien haben gezeigt, dass nach oraler Verabreichung von 10 mg/kg Peptid NO.1185 an Ratten die Konzentration im Plasma viel niedriger ist als in Dünndarm- und Dickdarmproben und die Wiederfindungsrate im Kot nach 24 Stunden 20 % erreicht. Die Sicherheitsbewertung ergab, dass das Peptid NO.1185 bei 10 µM keine hemmende Wirkung auf 44 Ziele, einschließlich G-Protein-gekoppelter Rezeptoren, Transporter und Ionenkanäle, zeigte.

Anschließend veröffentlichte Protagonist mehrere Derivatpatente auf Basis von PTG-200- oder Peptid-NO.1185-Strukturen, die die Aktivität und Stabilität durch strukturelle Ableitungen an verschiedenen Reststellen weiter optimierten. Einzelheiten zu den damit verbundenen Modifikationen finden sich in den Patenten WO2018136646, WO2020014646, WO2021007433 und WO2021146458. Darüber hinaus hat Protagonist auch ein Patent (WO2018022937) für einen zyklischen Peptid-IL-23R-Inhibitor mit 34 Aminosäuren angemeldet, auf den in diesem Artikel nicht weiter eingegangen wird.