HKeyBio tööstuse kommentaar

PROTAC-id ja molekulaarsed liimid autoimmuunhaiguste korral

Modaalsuse seeria 03 | Kuidas valida prekliinilisi mudeleid

Algselt avaldati hiina keeles 23. juulil 2026.

HKeyBio arvamus. Viimastel aastatel on suunatud valgu lagunemine (TPD) laienenud onkoloogiast immuunvahendatud põletikulisteks ja autoimmuunhaigusteks.

Erinevalt tavalistest väikesemolekulilistest inhibiitoritest kasutavad proteolüüsi sihtmärgiks olevad kimäärid (PROTAC) ja molekulaarse liimi lagundajad sihtvalgu eemaldamiseks raku enda valgu lagundamismasinaid, selle asemel, et toetuda ainult selle aktiivse tasku püsivale hõivamisele. Tüüpiline PROTAC sisaldab sihtmärki siduvat ligandit, linkerit ja E3 ubikvitiini ligandi ligandi. Siht-lagundaja-E3 ligaasi kolmekomponentse kompleksi moodustumine soodustab sihtmärgi ubikvitinatsiooni ja proteasoomide lagunemist. Molekulaarsed liimi lagundajad on üldiselt väiksemad monovalentsed ühendid, mis indutseerivad või stabiliseerivad uut interaktsiooni sihtvalgu ja E3 ligaasi vahel.

Miks äratab see huvi autoimmuunsete ravimite väljatöötamise vastu? Paljudel peamistel autoimmuunsetel sihtmärkidel on lisaks ensümaatilisele aktiivsusele roll ka karkassides, transkriptsiooniregulatsioonis või immuunsignaalikomplekside koostamises. Tavapärased inhibiitorid võivad blokeerida ainult mõned neist funktsioonidest, samas kui lagundajad võivad eemaldada kogu valgu, mis võib tekitada sügavamat ja püsivamat rada modulatsiooni.

Kokkuvõte. Lugemisjuhend

01 Autoimmuunsed lagundajad nõuavad ühendatud tõendite ahelat

02 Miks vajab autoimmuunsete ravimite väljatöötamine degradatsioonitehnoloogiaid

03 Enne mudeli valimist joondage sihtmärk, rakud, koed ja lõpp-punktid

04 In vivo lagundajate valideerimine peab ületama tõhususe skoore

01 Autoimmuunsed lagundajad nõuavad ühendatud tõendite ahelat

 

Joonis 1. PROTAC-vahendatud suunatud valgu lagunemise mehhanism. Reprodutseeritud Cardnost, Kennedyst ja Lindonist [11], joonis 1, CC BY 4.0 all (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/ ). © Autor(id) 2025. Loodud rakenduses BioRender. Cardno, A. (2025), https://BioRender.com/7ggcsvs . POI, huvipakkuv valk; Ub, ubikvitiin.

Just sel põhjusel peab autoimmuunse lagunemise programmide mudelivalik ulatuma kaugemale küsimusest: 'Milline mudel näitab haiguse skoori suurimat vähenemist?' Esmalt tulevad põhiküsimused: kas sihtvalk on mudelis tegelikult olemas? Kas E3 ligaas ekspresseerub sihtrakkudes piisaval tasemel? Kas ravim tegelikult lagundab valku haigusega seotud kudedes? Kas lagunemine toob kaasa kasulikud muutused immuunmehhanismides ja haiguse lõpp-punktides? [1,3,10,11]

Ilma selgete vastusteta võib isegi haigusmudelis täheldatud tõhusust olla raske seostada kavandatud sihipärase lagunemismehhanismiga.

Mudeli valik lühidalt

Tabel 1. PROTACide ja molekulaarsete liimide mudelivaliku raamistik autoimmuunhaiguste korral.

IHC, immunohistokeemia.

 Joonis 2. Molekulaarse liimi lagundajate ja PROTAC-ide ning nende lagunemismehhanismide võrdlus. Tarnitud komposiit põhineb Sasso et al. [12]; mehhanismi paneelid reprodutseerivad selle artikli joonist 2, © 2022 Autorid, CC BY 4.0 all (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/ ). Võrdlus võtab kokku tüüpilised omadused, mitte universaalsed disaininõuded. Molekulmassi vahemikud, viie reegli järgimine, sihtmärgi prognoositavus ja seondumisafiinsuse nõuded on ühenditi erinevad. PROTAC-id nõuavad sobivaid sidumisligande, kuid mitte tingimata katalüütilise saidi ligande; produktiivne kolmekomponentsete komplekside moodustamine on samuti oluline.

02 Miks vajab autoimmuunsete ravimite väljatöötamine degradatsioonitehnoloogiaid

Autoimmuunsete ravimite väljatöötamine on pikka aega seisnud silmitsi väljakutsega: sihtmärk võib olla bioloogiliselt oluline, kuid tavapärane inhibeerimine ei pruugi selle haigusega seotud funktsioone piisavalt kontrollida.

Näiteks interleukiin-1 retseptoriga seotud kinaas 4 (IRAK4) omab kinaasi aktiivsust ja osaleb ka Myddosome koostamises ja Toll-like retseptori/interleukiin-1 retseptori (TLR/IL-1R) signaaliülekandes. Ainuüksi selle kinaasi aktiivsuse pärssimine ei pruugi täielikult täita selle karkassi funktsiooni. Avaldatud 1. faasi uuringus näitas IRAK4 lagundaja KT-474 (SAR444656) IRAK4 vähenemist veres ja nahas, TLR/IL-1R signaaliülekande funktsionaalset pärssimist ja varajaste kliinilise aktiivsuse signaale suppurativa hidradeniidi (HS) ja atoopilise dermatiidi (AD) korral. Patsientide kohort oli avatud, seega vajavad need varased kliinilised signaalid kinnitust. [4]

Joonis 3. IRAK4 funktsioonid TLR/IL-1R signaaliülekandes ning KT-474 ja IRAK4 kinaasi inhibiitorite kontrastsed toimed. Tarnitud väljavõte Ackermani jt. [4], laiendatud andmed Joonis 1a. © 2023 Kymera Therapeutics, Inc.

 

Selle näite olulisus seisneb vajaduses ühendada valgu ammendumine, raja inhibeerimine ja kudede põletiku paranemine, selle asemel, et tugineda ainult in vitro ensüümi inhibeerimise analüüsidele. [4,13]

Brutoni türosiinkinaas (BTK) illustreerib sarnast põhjendust. BTK osaleb B-raku retseptoris, Fc retseptoris (FcR) ja mõnes kaasasündinud immuunsignalisatsioonirajas, muutes selle oluliseks süsteemse erütematoosluupuse (SLE), reumatoidartriidi (RA) ja antikehade poolt vahendatud põletiku puhul. Tavalised BTK inhibiitorid blokeerivad peamiselt kinaasi aktiivsust, samas kui BTK lagundajad võivad eemaldada nii katalüütilised kui ka mittekatalüütilised funktsioonid. Avaldatud prekliinilised tööd on teatanud põletiku vähenemisest kollageenist põhjustatud artriidi (CIA) korral ja autoantikehadega seotud meetmete vähenemisest luupuselaadsete haiguste mudelites. Siin tsiteeritud CIA tõendid hõlmavad konverentsi kokkuvõtet, samas kui luupuselaadsed mudeli tulemused esitati eelretsenseeritud uuringus. [5–7]

Tüüpilised molekulaarse liimi lähenemisviisid autoimmuunsuses hõlmavad tserebloni E3 ligaasi modulaatoreid. Iberdomiid soodustab Ikarose (IKZF1) ja Aiolose (IKZF3) transkriptsioonifaktorite lagunemist, mis on seotud immuunrakkude arengu, autoantikehade tootmise ja geneetilise vastuvõtlikkusega SLE-le. Ajakirjas New England Journal of Medicine avaldatud 2. faasi SLE uuring teatas kõrgemast SLE ravivastuse indeksi 4 (SRI-4) ravivastuse määrast kindlas annuserühmas kui platseebo puhul. [8,9]

Need kliinilised leiud toetavad transkriptsioonifaktori lagunemist kui potentsiaalset terapeutilist lähenemisviisi SLE ja sellega seotud haiguste korral. Need ei tähenda, et kõik molekulaarsed liimid sobivad autoimmuunnäidustuste jaoks või et ulatuslikum lagunemine on tingimata ohutum.

PROTACide ja molekulaarliimide väärtus autoimmuunsuses ületab seega uudsuse. Need võivad käsitleda kolme probleemi, mis on tavapäraste inhibiitorite jaoks rasked: ideaalse katalüütilise tasku puudumine inhibeerimiseks, mitteensümaatiliste sihtfunktsioonide olemasolu ja haigusmehhanismid, mis nõuavad sügavamat või püsivamat kontrolli valgu tasemel. [1,2,10,12]

Samuti tutvustavad nad arenguprobleeme: kudede raske jaotumine, piiratud rakkude läbilaskvus, erinevused E3 ligaasi ekspressioonis, substraadi tahtmatu lagunemine, ebakindel valgu taastumise kineetika ja mittetäielikult määratletud marginaal pikaajaliseks immuunsupressiooniks. Nende probleemide varaseks uurimiseks on vaja asjakohaseid prekliinilisi mudeleid. [10,11]

03 Joondage sihtrakkude koed ja lõpp-punktid enne mudeli valimist

PROTAC-i või molekulaarse liimiprogrammi puhul ei ole esimene küsimus: 'Kas me peaksime kasutama CIA-d, naatriumdekstraansulfaati (DSS) või imikvimoodi (IMQ)?' See on: 'Millistes immuunrakkudes see sihtmärk haigusi põhjustab? Millistes haigetes kudedes need rakud asuvad? Kas kandidaat lagundaja peaks pärast nende funktsionaalsete lõpp-punktide kudesid muutma'?

IRAK4 Degraderid

Keskenduge põletikulistele seadetele, mida juhib TLR / IL-1R signaalimine. Nahapõletik, HS-ga seotud põletik, AD-sarnane põletik ja põletikulise soolehaigusega (IBD) seotud limaskesta põletik võivad olla informatiivsed eeldusel, et mudelil on tõestatav TLR/IL-1R raja aktiveerimine ja see võimaldab mõõta IRAK4 valgu lagunemist ja allavoolu põletikulisi vahendajaid, nagu IL-6, IL-8 ja tuumori nekroosifaktor (T). Näidud peavad vastama liigile; Näiteks hiirtel ei ole otsest IL-8/CXCL8 ortoloogi, seega tuleb selle asemel valida asjakohased kemokiininäidud. [14]

BTK alaväärid

Valige mudelid, mis on joondatud B-rakkude, FcR-i ja autoantikehadest tingitud haiguse bioloogiaga. CIA, kollageeni antikehadest põhjustatud artriidi (CAIA) ja SLE või luupus-nefriidi mudelid võivad olla informatiivsemad kui üldine ägeda põletiku mudel, kui nende mehhanismid vastavad programmile. Lõpp-punktid peaksid ulatuma kaugemale liigeseskooridest, hõlmates B-rakkude alamhulka, plasmarakke, autoantikehi, immuunkomplekse ja FcR-ga seotud müeloidrakkude aktivatsiooni.

IKZF1 ja IKZF3 sihtivad molekulaarsed liimid

Keskenduge B-rakkudele, plasmarakkudele, plasmatsütoid-dendriitrakkudele (pDC), T-rakkudele ja I tüüpi interferooni signaaliülekandele. SLE, nahaluupus ja hälbiva B-rakkude aktiveerimise mudelid pakuvad nende mehhanismide jaoks suuremat translatsioonilist tähtsust. Kuna need sihtmärgid mõjutavad immuunrakkude arengut ja transkriptsiooni regulatsiooni, peaks prekliinilises hindamises uurima immuunrakkude koostist, interferooni geenide allkirju, autoantikehi ja hematoloogilist ohutust koos haiguse skooridega.

04 In Vivo degraderi valideerimine peab ületama tõhususskoore

Tavapäraste väikesemolekuliliste inhibiitorite puhul uurivad arendusrühmad tavaliselt ravimite plasmakontsentratsiooni, sihtmärgi inhibeerimist, allavoolu signaaliülekannet ja haiguse skoori. PROTAC-id ja molekulaarliimid nõuavad täiendavat tuumamõõtmist: kas sihtvalk on tegelikult lagunenud ja kui kaua see lagunemine kestab.

See nõuab üksikasjalikumat farmakokineetilise/farmakodünaamilise (PK/PD) disaini. Plasma kokkupuude ei põhjusta lagunemist kudedes. Sihtmärk-mRNA tasemed ei pea langema paralleelselt valguga, nii et ainult transkripti mõõtmised ei suuda üldiselt degradatsiooni näidata. Ideaalis tuleks sihtvalgu taset mõõta otse asjakohastes sektsioonides, nagu veri, põrn, lümfisõlmed, nahk, soolestik ja liigese sünovia. [1,10,11]

Kokkupuute-vastuse suhe võib samuti erineda tavapäraste inhibiitorite omast. PROTAC-idel ja molekulaarse liimi lagundajatel on sündmustepõhine farmakoloogia: kui sihtmärk on ammendunud, sõltub funktsionaalne taastumine valkude resünteesi kiirusest. Seetõttu võivad bioloogilised mõjud püsida ka pärast ravimi kontsentratsiooni langust. In vivo kontseptsiooni tõestamise (PoC) uuringus on maksimaalse sihtmärgi lagunemise (Dmax) saavutamine haiges koes ja selle mõju säilitamine sageli olulisem kui ainult suure plasmakontsentratsiooni saavutamine. [1,10]

Liikide erinevused on veel üks kaalutlus. Tugev lagunemine inimesest pärinevates rakkudes ei taga aktiivsust hiiremudelis. Enne loomkatset efektiivsuse uuringut tuleks esmalt kinnitada sihtvalgu lagunemine kavandatud katseliikide rakkudes. [10,11]

Ohutus on sama kesksel kohal. Lagundajad eemaldavad valgu, mitte ei pärsi lihtsalt ühte funktsiooni, ja molekulaarsed liimid võivad esile kutsuda soovimatute neosubstraatide lagunemise. In vivo valideerimine peaks seetõttu hindama hematoloogiat, immuunrakkude pikisuunalisi muutusi, immunoglobuliine, infektsiooniriskiga seotud näitajaid ja histopatoloogiat koos efektiivsusega.

HKeyBio perspektiiv

Kui degradatsioonitehnoloogiad sisenevad autoimmuunsete ravimite väljatöötamisse, peab mudelivalik jõudma kaugemale kui tõhususe demonstreerimine lagunemise, mehhanismi ja haiguse sidumise suunas. Me näeme keskmist muutust prekliinilise valideerimise eesmärgis: mudelid peavad aitama selgitada, kas lagunemine annab mehaanilist kasu ja näitab ka terapeutilist toimet.

Informatiivsem valideerimistee algab degradatsiooni ja funktsionaalse supressiooni kinnitamisega kavandatud inimese immuunrakkudes, millele järgneb kontrollimine, et sihtvalk ja E3 ligaas sobivad loomaliigile. Seejärel tuleks haiguse mudelid valida vastavalt sihtmehhanismile. In vivo PoC ajal mõõtke kokkupuudet, sihtvalgu lagunemist, allavoolu raja pärssimist, histopatoloogiat ja haiguse lõpp-punkte. Lõpuks lisage pikaajaline annustamine, retsidiivide mudelid ja ohutusvaatlused vastavalt kavandatud kliinilisele kasutusviisile.

IRAK4 lagundaja puhul ühendage tõendid TLR/IL-1R-i põhjustatud põletiku kohta. BTK lagundaja jaoks ühendage B-raku bioloogia, autoantikehad, FcR signaalimine ja põletikuline koekahjustus. IKZF1/IKZF3 molekulaarse liimi jaoks ühendage SLE-ga seotud immuunrakud, interferooni signaalimine ja hematoloogiline ohutus. Erinevad sihtmärgid nõuavad erinevaid mudeleid; universaalset autoimmuunset lagundavat mudelit ei ole olemas.

Lagundustehnoloogiate pikaajaline panus autoimmuunravisse sõltub täpsema valgutaseme kontrolli näitamisest sobivates rakkudes, kudedes ja haiguse staadiumis, peale tugevama inhibeerimise.

PROTAC-id ja molekulaarsed liimid avavad uusi võimalusi autoimmuunsete ravimite väljatöötamiseks ning need võimalused nõuavad ranget valideerimist. Uued viisid nõuavad täielikumaid in vivo tõendeid. Autoimmuunse lagundaja mudeli valimine tähendab mudeli valimist, mis suudab selgitada, miks lagunemine on tõhus, kus see toimib, kelle jaoks see toimib ja kas see on ohutu.

Viited

[1] Békés M, Langley DR, Crews CM. PROTACi suunatud valgu lagundajad: minevik on proloog. Nat Rev Drug Discov. 2022;21:181–200. doi:10.1038/s41573-021-00371-6. Allikas

[2] Zhao L et al. Valkude sihipärane lagunemine: mehhanismid, strateegiad ja rakendus. Signal Transduct Target Ther. 2022; 7:113. doi:10.1038/s41392-022-00966-4. Allikas

[3] Tan X jt. Molekulaarse liimi vahendatud sihitud valgu lagunemine: uudne strateegia väikesemolekuliliste ravimite väljatöötamisel. iScience. 2024;27(9):110712. doi:10.1016/j.isci.2024.110712. Allikas

[4] Ackerman L et al. IRAK4 lagundaja suppurativa hidradenitis ja atoopilise dermatiidi korral: 1. faasi uuring. Nat Med. 2023;29:3127–3136. doi:10.1038/s41591-023-02635-7. Allikas

[5] Laul Y jt. Sihipärane valkude lagunemine autoimmuunhaiguste korral: mehhanismidest kuni terapeutiliste läbimurreteni. J Autoimmuun. 2025;156:103475. doi:10.1016/j.jaut.2025.103475. Allikas

[6] Zhu C, et al. PROTAC Brutoni türosiinkinaasi degradatsiooni jaoks leevendab põletikku autoimmuunhaiguste korral. Cell Discov. 2024;10:82. doi:10.1038/s41421-024-00711-x. Allikas

[7] Robbins D et al. POS0006 NX-5948, BTK selektiivne lagundaja, vähendab oluliselt põletikku autoimmuunhaiguse mudelis. Ann Rheum Dis. 2021;80 (lisa 1): 204–205. Konverentsi kokkuvõte. doi:10.1136/annrheumdis-2021-eular.1675. Allikas

[8] Merrill JT et al. Iberdomiidi 2. faasi uuring süsteemse erütematoosluupuse korral. N Engl J Med. 2022;386:1034–1045. doi:10.1056/NEJMoa2106535. Allikas

[9] Schafer PH et al. Cerebloni modulaator iberdomiid kutsub esile transkriptsioonifaktorite Ikarose ja Aiolose lagunemise: immunomodulatsioon tervetel vabatahtlikel ja olulisus süsteemse erütematoosluupuse korral. Ann Rheum Dis. 2018;77:1516–1523. doi:10.1136/annrheumdis-2017-212916. Allikas

[10] Tsai JM et al. Valkude sihipärane lagunemine: mehhanismidest kliinikuni. Nat Rev Mol Cell Biol. 2024;25:740–757. doi:10.1038/s41580-024-00729-9. Allikas

[11] Cardno A, Kennedy B, Lindon C. Cellular parameters shaping pathways of targeted protein degradation. Commun Biol. 2025;8:691. doi:10.1038/s42003-025-08104-w. Allikas

[12] Sasso JM, Tenchov R, Wang DS jt. Molekulaarliimid: liim, mis ühendab sihitud valkude lagunemise kliinikuga. Biokeemia. 2023;62(3):601–623. doi:10.1021/acs.biochem.2c00245. Allikas

[13] Ferguson FM. PROTAC-id saavutavad põletikulise nahahaiguse kliinilise arengu. Nat Med. 2023;29:3006–3007. doi:10.1038/s41591-023-02622-y. Allikas

[14] Shibata K, Nomiyama H, Yoshie O, Tanase S. Näriliste ja Lagomorpha kemokiini geenide genoomi mitmekesistamise mehhanism. Biomed Res Int. 2013;2013:856265. doi:10.1155/2013/856265. Allikas

Autor: HKeyBio turundusosakond | Teaduslik ülevaade: Jing Yan | Toimetaja: Wang Shuyan

HKeyBio kohta

Autoimmuunhaiguste mudelite spetsialist HKeyBio on autoimmuun- ja allergilistele haigustele keskenduv prekliiniline lepinguline uurimisorganisatsioon (CRO), mis pakub täielikku in vivo efektiivsuse hindamisteenust. Selle tehnilisel põhimeeskonnal on rohkem kui 20-aastane kogemus autoimmuunsete ravimite väljatöötamise protsessis. Ettevõte on ISO 9001 sertifikaadiga ja haldab Suzhou tööstuspargis integreeritud uurimiskeskust, mis hõlmab molekulaar- ja rakuuuringuid, patoloogiat, väikeloomade uuringuid ja analüütilisi katseid, lisaks kahte primaatide uurimiskeskust Suzhous ja Guangxis. HKeyBios on ligi 80 töötajat ning kõigil projektijuhtidel on magistri- või doktorikraad. Meeskonnal on kogunenud kogemused enam kui 500 uuritava uue ravimi (IND) rakenduse toetamiseks autoimmuunhaiguste korral, mis võimaldab tõhusalt lahendada keerulisi väljakutseid kogu autoimmuunravimite väljatöötamise ja regulatiivse esitamise ajal.

·  50+ autoimmuun- ja allergiliste haiguste primaatide mudelit

·  500+ autoimmuun- ja allergiliste haiguste loommudelit

·  Kogemus 500+ IND-rakenduse toetamisel autoimmuunhaiguste korral

Vastutusest loobumine. See artikkel on mõeldud viitamiseks ja ei kujuta endast investeerimisnõuannet. Investorid, kes selle alusel tegutsevad, teevad seda omal riisikol. Väljaandja ei võta esitatud väidete ja otsuste suhtes seisukohta ega anna otsest ega kaudset garantiid sisu täpsuse, usaldusväärsuse või täielikkuse kohta. Lugejad peaksid seda kasutama viitena ja vastutama oma otsuste eest. Artikleid jagatakse informatiivsel eesmärgil. Kui mis tahes sisu rikub teie õigusi, võtke meiega ühendust ja me eemaldame selle.