Cielená likvidácia odpadu

Používame cookies, aby sme neustále rozvíjali DAZ.online a prispôsobovali sme ho stále lepšie vašim potrebám. DAZ.online je financovaný z reklamy a na to sú nastavené aj cookies. Preto je použitie stránky možné iba so súhlasom s použitím cookies. Podrobnosti o používaní súborov cookie nájdete v našich zásadách ochrany osobných údajov.

cielená

Súbory cookie používame na zlepšenie vášho zážitku a doručenie personalizovaného obsahu. Financuje nás reklama, ktorá tiež potrebuje súbory cookie. Preto pre používanie DAZ.online musíte súhlasiť s používaním cookies.

„Škoda! Ale DAZ.online sa bez cookies úplne nezaobíde, okrem iného aj preto, že sa financujeme z výnosov z reklamy. Preto bez tohto súhlasu momentálne nemôžete používať DAZ.online.

Je nám ľúto, ale bez súhlasu s použitím súborov cookie nemáte prístup k stránke DAZ.online.

  • DAZ.online
  • DAZ/AZ
  • DAZ 26/2019
  • Cielená likvidácia odpadu

fyziológia

Dobrí v nočníku a zlí v zadku - to funguje v cele?

V roku 1977 bola v eukaryotických bunkách opísaná zložitá proteínová štruktúra, ktorá si pomerne rýchlo získala prezývku „bunkový odpadkový kôš“: proteazóm. Týmto sa identifikoval druhý mechanizmus štiepenia nadbytočných makromolekúl v bunke po lyzozóme a kyslých hydrolázach, ktoré obsahuje, ktorý bol charakterizovaný v 50. rokoch 20. storočia. Proteazóm však nemajú iba eukaryoty, ale aj archebaktérie a niektoré eubaktérie. U eukaryotov sa veľký „drvič bielkovín“ skladá z regulačnej oblasti a z katalytického centra, v ktorom dochádza k skutočnému rozkladu.

Likvidácia bunkového odpadu a dôležitý ovládací prvok

Prostredníctvom tejto prísne regulovanej proteolýzy je možné starostlivo riadiť rôzne bunkové procesy (obr. 2), na druhej strane dysfunkcia proteazómu vedie k významnému posunu v homeostáze buniek. Dôležitou signálnou cestou, ktorej riadenie bolo objasnené v 90. rokoch, je dráha NF-kB. NF-kB (zosilňovač aktivovaných B-buniek na báze ľahkého reťazca factorkappa) reguluje expresiu génov, ktoré sa podieľajú napríklad na zápalových procesoch, stresových reakciách a nešpecifických a špecifických imunitných reakciách. V neaktívnom stave je NF-kB komplexom s inhibítorom IκB v cytosole. Ak bunka dostane aktivačný signál, napríklad prostredníctvom cytokínu, kináza IκB fosforyluje inhibítor. Potom sa IκB polyubikvitinuje a podrobí proteazomálnej degradácii. Vo výsledku sa uvoľňuje NF-kB a môže migrovať do bunkového jadra za účelom kontroly expresie rôznych cieľových génov.

Okrem mnohých ďalších procesov bunkovej kontroly bola osobitná zaujímavosť špecifická proteolytická degradácia supresorov nádoru a cyklínov regulujúcich bunkový cyklus - napokon táto degradácia vedie k neinhibovanému bunkovému rastu a možno aj k rozvoju nádoru. Ak je proteolýza narušená, signál prežitia nádorových buniek sa môže vypnúť. V dôsledku toho boli teraz s bortezomibom (Velcade®), karfilzomibom (Kyprolis®) a ixazomibom (Ninlaro®) vyvinuté tri rôzne inhibítory proteazómu, ktoré sa úspešne používajú v liečbe nádorov.

Cielený rozklad nežiaducich bielkovín

Kritické aspekty PROTACOV

Ak sa pozriete na princíp PROTAC, všetko by malo skutočne fungovať veľmi jednoducho: Vezmete vhodný ligand pre E3 ligázu a pre odbúranie cieľového proteínu a oba spojíte pomocou linkera. Zázračná zbraň je pripravená! Alebo nie?

Len čo bol PROTAC úspešne syntetizovaný a otestovaný, stále nie sú vylúčené všetky nedobytné položky. Pri praktickom použití sa stále môže vyskytnúť takzvaný efekt háku, ktorý znižuje úspešnosť PROTACu. Tento efekt sa dosahuje tvorbou ternárneho komplexu E3 ligázy a cieľového proteínu so spojovacou molekulou a nakoniec vedie k zvonovitej krivke závislosti dávky od účinku (obr. 4). Toto je založené na pozorovaní, že koncentrácia PROTAC sa musí starostlivo titrovať, aby sa dosiahla optimálna účinnosť, t. J. Účinná degradácia cieľového proteínu: Ak je v bunke príliš málo PROTAC, nedochádza k spojeniu dostatočného množstva cieľového proteínu a E3 ligázy. Ak je koncentrácia PROTAC príliš vysoká, ligáza a cieľový proteín môžu interagovať s chimérickou molekulou bez tvorby ternárneho komplexu (obr. 4). Ako tento problém ovplyvňuje situáciu in vivo, je potrebné skontrolovať prípad od prípadu.

Vývoj PROTAC

Diskutujú sa aj o ďalších druhoch PROTAC: Homo-PROTAC by sa mohli použiť na vytvorenie E3 ligáz, ako sú MDM2, IAP a SCF, o ktorých je známe, že sú nadmerne exprimované v niektorých nádoroch a sú spojené so zvýšenou chemorezistenciou v rakovinových bunkách a zlou klinickou prognózou pre pacientov kontrolované a degradované. A aby sa zlepšila penetrácia chimérickej molekuly do buniek, sú ligandy pre cieľový proteín alebo pre E3 ligázu označené iba malými chemickými skupinami, ktoré sú intracelulárne spojené. Vo výsledku sa funkčný PROTAC vytvára iba na mieste pôsobenia.

Záver

PROTAC-y patria v súčasnosti k najzaujímavejším vývojom liekov a ponúkajú možnosť útoku na „nezrušiteľné ciele“ v bunke. Vývoj vhodných chimérických liekov však nie je veľmi priamy a ich aplikácia by tiež mohla spôsobiť určité problémy. Ako sa prvé PROTACY správajú u pacientov, ukážu klinické štúdie - výsledky sú netrpezlivo očakávané. |

Bondeson DP, Smith BE, Burslem GM a kol. Lekcie v dizajne PROTAC zo selektívnej degradácie s promiskuitnou hlavicou. Cell Chem Biol 2018; 25: 78-87

Manasanch EE, Korde N, Zingone A a kol. Proteazóm: mechanizmy biológie a markery aktivity a odpovede na liečbu mnohopočetného myelómu. Leuk Lymphoma 2014; 55: 1707-1714

Moon S, Lee Bra. Chemicky indukovaná bunková proteolýza: rozvíjajúca sa terapeutická stratégia pre nezrušiteľné ciele. Mol Cells 2018; 41: 933-942

Thibaudeau TA, Smith DM. Praktický prehľad proteazómovej farmakológie. Pharmacol Rev 2019; 71: 170-197

Sakamoto KM, Kim KB, Kumagai A a kol. Protacs: chimérické molekuly, ktoré sa zameriavajú na proteíny v komplexe Skp1-Cullin-F box na ubikvitináciu a degradáciu. Proc Natl Acad Sci USA 2001; 98: 8554-8559

Scheepstra M, Hekking KFW, van Hijfte L, Folmer RHA. Bivalentné ligandy na odbúravanie proteínov pri objavovaní liekov. Comput Struct Biotechnol J 2019; 17: 160-176

Schneekloth JS Jr, Fonseca FN, Koldobskiy M a kol. Chemická genetická kontrola hladín bielkovín: selektívna in vivo cielená degradácia. J Am Chem Soc 2004; 126: 3748-3754