HKeyBio-industriecommentaar

PROTAC's en moleculaire lijmen bij auto-immuunziekten

Modaliteitsserie 03 | Hoe preklinische modellen te selecteren

Oorspronkelijk gepubliceerd in het Chinees op 23 juli 2026.

De mening van HKeyBio. De afgelopen jaren heeft gerichte eiwitafbraak (TPD) zich vanuit de oncologie uitgebreid naar immuungemedieerde ontstekings- en auto-immuunziekten.

In tegenstelling tot conventionele remmers van kleine moleculen, gebruiken proteolyse-gerichte chimeren (PROTAC's) en moleculaire lijmafbrekers de eigen eiwitafbraakmachines van de cel om een ​​doeleiwit te verwijderen, in plaats van uitsluitend te vertrouwen op de langdurige bezetting van zijn actieve pocket. Een typisch PROTAC omvat een doelbindend ligand, een linker en een E3-ubiquitineligaseligand. Vorming van een ternair complex van doelwit-degrader-E3-ligase bevordert de ubiquitinatie en proteasomale afbraak van het doelwit. Moleculaire lijmafbrekers zijn over het algemeen kleinere, monovalente verbindingen die een nieuwe interactie tussen een doeleiwit en een E3-ligase induceren of stabiliseren.

Waarom trekt dit belangstelling voor de ontwikkeling van auto-immuungeneesmiddelen? Veel belangrijke auto-immuundoelen spelen naast enzymatische activiteit een rol bij scaffolding, transcriptionele regulatie of de assemblage van immuunsignaleringscomplexen. Conventionele remmers blokkeren mogelijk slechts enkele van deze functies, terwijl afbrekers het gehele eiwit kunnen verwijderen, waardoor mogelijk een diepere en duurzamere modulatie van de route kan worden geproduceerd.

Samenvatting. Leesgids

01 Auto-immuunafbraakproducten vereisen een samenhangende bewijsketen

02 Waarom de ontwikkeling van auto-immuungeneesmiddelen afbraaktechnologieën nodig heeft

03 Lijn het doel, de cellen, de weefsels en de eindpunten uit voordat u een model kiest

04 De validatie van in vivo afbraakproducten moet verder gaan dan de werkzaamheidsscores

01 Auto-immuunafbraakproducten vereisen een samenhangende bewijsketen

 

Figuur 1. Mechanisme van PROTAC-gemedieerde gerichte eiwitafbraak. Overgenomen uit Cardno, Kennedy en Lindon [11], figuur 1, onder CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/ ). © De auteur(s) 2025. Gemaakt in BioRender. Cardno, A. (2025), https://BioRender.com/7ggcsvs . POI, interessant eiwit; Ub, ubiquitine.

Dit is precies de reden waarom modelselectie voor programma's voor auto-immuunafbraak verder moet gaan dan de vraag: 'Welk model laat de grootste vermindering van de ziektescore zien?'. Meer fundamentele vragen komen eerst: is het doeleiwit daadwerkelijk aanwezig in het model? Wordt het E3-ligase op voldoende niveaus tot expressie gebracht in de doelcellen? Breekt het medicijn daadwerkelijk het eiwit af in ziekterelevante weefsels? Vertaalt de afbraak zich in gunstige veranderingen in immuunmechanismen en ziekte-eindpunten? [1,3,10,11]

Zonder duidelijke antwoorden kan zelfs de werkzaamheid die in een ziektemodel wordt waargenomen moeilijk worden toegeschreven aan het beoogde gerichte afbraakmechanisme.

Modelselectie in één oogopslag

Tabel 1. Modelselectiekader voor PROTAC's en moleculaire lijmen bij auto-immuunziekten.

IHC, immunohistochemie.

 Figuur 2. Vergelijking van moleculaire lijmafbrekers en PROTAC's en hun afbraakmechanismen. Meegeleverd composiet op basis van Sasso et al. [12]; mechanismepanelen reproduceren figuur 2 van dat artikel, © 2022 De auteurs, onder CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/ ). De vergelijking vat typische kenmerken samen in plaats van universele ontwerpvereisten. Het bereik van het molecuulgewicht, de naleving van de vijf regels, de voorspelbaarheid van het doel en de vereisten voor bindingsaffiniteit variëren per verbinding. PROTAC's vereisen geschikte bindingsliganden, maar niet noodzakelijkerwijs liganden op de katalytische plaats; productieve vorming van ternaire complexen is ook belangrijk.

02 Waarom de ontwikkeling van auto-immuungeneesmiddelen afbraaktechnologieën nodig heeft

De ontwikkeling van auto-immuungeneesmiddelen staat al lange tijd voor een uitdaging: een doelwit kan biologisch belangrijk zijn, maar conventionele remming kan de ziektegerelateerde functies ervan mogelijk niet adequaat controleren.

Interleukine-1-receptor-geassocieerde kinase 4 (IRAK4) heeft bijvoorbeeld kinase-activiteit en neemt ook deel aan de Myddosome-assemblage en Toll-like receptor/interleukine-1-receptor (TLR/IL-1R)-signalering. Het alleen remmen van de kinase-activiteit kan de ondersteunende functie ervan niet volledig aanpakken. In een gepubliceerde fase 1-studie toonde de IRAK4-degrader KT-474 (SAR444656) IRAK4-depletie in bloed en huid aan, functionele onderdrukking van TLR/IL-1R-signalering en vroege klinische activiteitssignalen bij hidradenitis suppurativa (HS) en atopische dermatitis (AD). Het patiëntencohort was open-label, dus deze vroege klinische signalen vereisen bevestiging. [4]

Figuur 3. IRAK4 functioneert bij TLR/IL-1R-signalering en de contrasterende werking van KT-474- en IRAK4-kinaseremmers. Meegeleverd uittreksel van Ackerman et al. [4], Uitgebreide gegevens Figuur 1a. © 2023 Kymera Therapeutics, Inc.

 

De betekenis van dit voorbeeld is de noodzaak om eiwituitputting, remming van de route en verbetering van weefselontsteking met elkaar te verbinden, in plaats van uitsluitend te vertrouwen op in vitro enzymremmingstesten. [4,13]

Bruton's tyrosinekinase (BTK) illustreert een soortgelijke redenering. BTK neemt deel aan de B-celreceptor, Fc-receptor (FcR) en enkele aangeboren immuunsignaleringsroutes, waardoor het relevant is voor systemische lupus erythematosus (SLE), reumatoïde artritis (RA) en door antilichamen gemedieerde ontstekingen. Conventionele BTK-remmers blokkeren voornamelijk de kinase-activiteit, terwijl BTK-degraders zowel katalytische als niet-katalytische functies kunnen verwijderen. Gepubliceerd preklinisch werk heeft melding gemaakt van verminderde ontstekingen bij collageen-geïnduceerde artritis (CIA) en verminderingen van auto-antilichaamgerelateerde maatregelen in lupusachtige ziektemodellen. Het hier aangehaalde bewijs van de CIA omvat een samenvatting van de conferentie, terwijl de lupusachtige modelbevindingen werden gerapporteerd in een collegiaal getoetst onderzoek. [5–7]

Representatieve moleculaire-lijmbenaderingen bij auto-immuniteit omvatten cereblon E3-ligasemodulatoren. Iberdomide bevordert de afbraak van de transcriptiefactoren Ikaros (IKZF1) en Aiolos (IKZF3), die verband houden met de ontwikkeling van immuuncellen, de productie van auto-antilichamen en de genetische gevoeligheid voor SLE. Een fase 2-SLE-studie, gepubliceerd in de New England Journal of Medicine, rapporteerde een hoger SLE Responder Index 4 (SRI-4)-responspercentage in een specifieke dosisgroep dan bij placebo. [8,9]

Deze klinische bevindingen ondersteunen de afbraak van transcriptiefactoren als een potentiële therapeutische benadering voor SLE en aanverwante ziekten. Ze betekenen niet dat alle moleculaire lijmen geschikt zijn voor auto-immuunziekten, of dat een uitgebreidere afbraak noodzakelijkerwijs veiliger is.

De waarde van PROTAC's en moleculaire lijmen bij auto-immuniteit gaat daarom verder dan nieuwigheid. Ze kunnen drie problemen aanpakken die moeilijk zijn voor conventionele remmers: het ontbreken van een ideale katalytische pocket voor remming, de aanwezigheid van niet-enzymatische doelfuncties en ziektemechanismen die een diepere of meer aanhoudende controle op eiwitniveau vereisen. [1,2,10,12]

Ze introduceren ook ontwikkelingsuitdagingen: moeilijke weefseldistributie, beperkte celpermeabiliteit, verschillen in E3-ligase-expressie, onbedoelde substraatafbraak, onzekere eiwitherstelkinetiek en een onvolledig gedefinieerde marge voor langdurige immuunsuppressie. Er zijn geschikte preklinische modellen nodig om deze problemen vroegtijdig te onderzoeken. [10,11]

03 Lijn de weefsels en eindpunten van de doelcellen uit voordat u een model kiest

Voor een PROTAC- of moleculair lijmprogramma is de eerste vraag niet: 'Moeten we CIA, dextraansulfaatnatrium (DSS) of imiquimod (IMQ) gebruiken?', maar 'In welke immuuncellen veroorzaakt dit doelwit ziekten? In welke zieke weefsels bevinden zich die cellen? Kan de kandidaat-afbreker deze cellen en weefsels bereiken?

IRAK4-afbraakproducten

Focus op inflammatoire instellingen aangedreven door TLR/IL-1R-signalering. Huidontsteking, HS-gerelateerde ontsteking, AD-achtige ontsteking en inflammatoire darmziekte (IBD)-geassocieerde slijmvliesontsteking kunnen informatief zijn, op voorwaarde dat het model aantoonbare activatie van de TLR/IL-1R-route heeft en het meten van IRAK4-eiwitafbraak en stroomafwaartse ontstekingsmediatoren zoals IL-6, IL-8 en tumornecrosefactor (TNF) mogelijk maakt. Uitlezingen moeten geschikt zijn voor de soort; Muizen hebben bijvoorbeeld geen directe IL-8/CXCL8-ortholoog, dus in plaats daarvan moeten relevante chemokine-uitlezingen worden geselecteerd. [14]

BTK-afbrekers

Selecteer modellen die zijn afgestemd op B-cel-, FcR- en auto-antilichaamgestuurde ziektebiologie. CIA-, collageen-antilichaam-geïnduceerde artritis (CAIA) en SLE- of lupus-nefritis-modellen kunnen informatiever zijn dan een generiek acuut ontstekingsmodel, wanneer hun mechanismen overeenkomen met het programma. Eindpunten moeten zich verder uitstrekken dan de gezamenlijke scores tot subsets van B-cellen, plasmacellen, auto-antilichamen, immuuncomplexen en FcR-geassocieerde myeloïde celactivatie.

Moleculaire lijmen gericht op IKZF1 en IKZF3

Focus op B-cellen, plasmacellen, plasmacytoïde dendritische cellen (pDC's), T-cellen en type I interferonsignalering. SLE, cutane lupus en modellen van afwijkende B-celactivatie bieden een grotere translationele relevantie voor deze mechanismen. Omdat deze doelwitten de ontwikkeling van immuuncellen en transcriptionele regulatie beïnvloeden, zou preklinische evaluatie de samenstelling van immuuncellen, interferon-gensignaturen, auto-antilichamen en hematologische veiligheid naast ziektescores moeten onderzoeken.

04 Validatie van in vivo degraders moet verder gaan dan de werkzaamheidsscores

Voor conventionele remmers van kleine moleculen onderzoeken ontwikkelingsteams doorgaans plasmaconcentraties van geneesmiddelen, doelremming, stroomafwaartse signalering en ziektescores. PROTAC's en moleculaire lijmen vereisen een aanvullende kernmeting: of het doeleiwit daadwerkelijk is afgebroken, en hoe lang die afbraak aanhoudt.

Dit vraagt ​​om een ​​gedetailleerder farmacokinetisch/farmacodynamisch (PK/PD) ontwerp. Blootstelling aan plasma veroorzaakt geen afbraak in het weefsel. Doel-mRNA-niveaus hoeven niet parallel te lopen met het eiwit, dus transcriptmetingen alleen kunnen over het algemeen geen afbraak aantonen. Idealiter zouden de doeleiwitniveaus rechtstreeks in relevante compartimenten moeten worden gemeten, zoals bloed, milt, lymfeklieren, huid, darmen en gewrichtssynovium. [1,10,11]

De relatie tussen blootstelling en respons kan ook verschillen van die van conventionele remmers. PROTAC's en moleculaire lijmafbrekers hebben een gebeurtenisgestuurde farmacologie: zodra het doelwit is uitgeput, hangt het functionele herstel af van de snelheid van de eiwitresynthese. Biologische effecten kunnen daarom aanhouden nadat de concentraties van geneesmiddelen zijn afgenomen. In een in vivo proof-of-concept (PoC)-studie is het bereiken van maximale doeldegradatie (Dmax) in ziek weefsel en het behouden van dat effect vaak belangrijker dan alleen het nastreven van een hoge plasmablootstelling. [1,10]

Soortverschillen zijn een andere overweging. Sterke afbraak in van mensen afkomstige cellen garandeert geen activiteit in een muismodel. Vóór een onderzoek naar de werkzaamheid bij dieren moet de afbraak van doeleiwitten eerst worden bevestigd in cellen van de beoogde testsoort. [10,11]

Veiligheid staat net zo centraal. Afbrekers verwijderen het eiwit in plaats van simpelweg één functie te remmen, en moleculaire lijmen kunnen afbraak van onbedoelde neosubstraten veroorzaken. In vivo validatie moet daarom naast de werkzaamheid ook de hematologie, longitudinale veranderingen in de immuuncellen, immunoglobulinen, infectierisico-gerelateerde indicatoren en histopathologie evalueren.

HKeyBio-perspectief

Wanneer afbraaktechnologieën hun intrede doen in de ontwikkeling van auto-immuungeneesmiddelen, moet de modelselectie verder gaan dan het aantonen van de werkzaamheid en zich richten op het koppelen van afbraak, mechanisme en ziekte. We zien een centrale verandering in het doel van preklinische validatie: modellen moeten helpen verklaren of degradatie zowel een mechanistisch voordeel oplevert als een therapeutisch effect vertoont.

Een meer informatief validatietraject begint met het bevestigen van degradatie en functionele onderdrukking in de beoogde menselijke immuuncellen, gevolgd door verificatie dat het doeleiwit en E3-ligase geschikt zijn voor de diersoort. Ziektemodellen moeten vervolgens worden geselecteerd op basis van het doelmechanisme. Meet tijdens in vivo PoC de blootstelling, de afbraak van doeleiwitten, de remming van de stroomafwaartse route, de histopathologie en de ziekte-eindpunten samen. Voeg ten slotte langetermijndosering, terugvalmodellen en veiligheidsobservaties toe volgens het beoogde klinische gebruik.

Voor een IRAK4-degrader verbind je het bewijsmateriaal rond TLR/IL-1R-aangedreven ontsteking. Voor een BTK-degrader verbind je B-celbiologie, auto-antilichamen, FcR-signalering en inflammatoire weefselbeschadiging. Voor een moleculaire lijm IKZF1/IKZF3 verbind je SLE-relevante immuuncellen, interferonsignalering en hematologische veiligheid. Verschillende doelen vereisen verschillende modellen; er bestaat geen universeel model voor auto-immuunafbraak.

De bijdrage van afbraaktechnologieën aan de auto-immuunbehandeling op de lange termijn hangt af van het aantonen van een nauwkeurigere controle op het eiwitniveau in de juiste cellen, weefsels en ziektestadia, die verder gaan dan alleen een sterkere remming.

PROTAC's en moleculaire lijmen openen nieuwe mogelijkheden voor de ontwikkeling van auto-immuungeneesmiddelen, en die mogelijkheden vereisen rigoureuze validatie. Nieuwe modaliteiten vragen om vollediger in vivo bewijs. Het selecteren van een model voor een auto-immuunafbraakmiddel betekent het kiezen van een model dat kan verklaren waarom afbraak effectief is, waar het werkt, voor wie het werkt en of het veilig is.

Referenties

[1] Békés M, Langley DR, Crews CM. PROTAC richtte zich op eiwitafbrekers: het verleden is een proloog. Nat Rev Drug Discov. 2022;21:181–200. doi:10.1038/s41573-021-00371-6. Bron

[2] Zhao L, et al. Gerichte eiwitafbraak: mechanismen, strategieën en toepassing. Signaaloverdrachtdoel Ther. 2022;7:113. doi:10.1038/s41392-022-00966-4. Bron

[3] Tan X, et al. Moleculaire lijm-gemedieerde gerichte eiwitafbraak: een nieuwe strategie bij de ontwikkeling van geneesmiddelen met kleine moleculen. iWetenschap. 2024;27(9):110712. doi:10.1016/j.isci.2024.110712. Bron

[4] Ackerman L., et al. IRAK4-degrader bij hidradenitis suppurativa en atopische dermatitis: een fase 1-studie. Nat Med. 2023;29:3127–3136. doi:10.1038/s41591-023-02635-7. Bron

[5] Lied Y, et al. Gerichte eiwitafbraak bij auto-immuunziekten: van mechanismen tot therapeutische doorbraken. J Auto-immuun. 2025;156:103475. doi:10.1016/j.jaut.2025.103475. Bron

[6] Zhu C, et al. PROTAC voor de afbraak van Bruton's tyrosinekinase verlicht ontstekingen bij auto-immuunziekten. Cel ontdekken. 2024;10:82. doi:10.1038/s41421-024-00711-x. Bron

[7] Robbins D, et al. POS0006 NX-5948, een selectieve afbreker van BTK, vermindert ontstekingen aanzienlijk in een model van auto-immuunziekten. Ann Rheum Dis. 2021;80(supplement 1):204–205. Samenvatting van de conferentie. doi:10.1136/anrheumdis-2021-eular.1675. Bron

[8] Merrill JT, et al. Fase 2-onderzoek met iberdomide bij systemische lupus erythematosus. N Engels J Med. 2022;386:1034–1045. doi:10.1056/NEJMoa2106535. Bron

[9] Schafer PH, et al. Cereblon-modulator iberdomide induceert afbraak van de transcriptiefactoren Ikaros en Aiolos: immunomodulatie bij gezonde vrijwilligers en relevantie voor systemische lupus erythematosus. Ann Rheum Dis. 2018; 77: 1516–1523. doi:10.1136/anrheumdis-2017-212916. Bron

[10] Tsai JM, et al. Gerichte eiwitafbraak: van mechanismen tot kliniek. Nat Rev Mol Celbiol. 2024; 25: 740–757. doi:10.1038/s41580-024-00729-9. Bron

[11] Cardno A, Kennedy B, Lindon C. Cellulaire parameters die routes van gerichte eiwitafbraak vormgeven. Gemeenschappelijke Biol. 2025;8:691. doi:10.1038/s42003-025-08104-w. Bron

[12] Sasso JM, Tenchov R, Wang DS, et al. Moleculaire lijmen: de lijm die gerichte eiwitafbraak verbindt met de kliniek. Biochemie. 2023;62(3):601–623. doi:10.1021/acs.biochem.2c00245. Bron

[13] Ferguson FM. PROTAC's bereiken klinische ontwikkeling bij inflammatoire huidziekten. Nat Med. 2023;29:3006–3007. doi:10.1038/s41591-023-02622-y. Bron

[14] Shibata K, Nomiyama H, Yoshie O, Tanase S. Genoomdiversificatiemechanisme van knaagdier- en Lagomorpha-chemokinegenen. Biomed Res Int. 2013;2013:856265. doi:10.1155/2013/856265. Bron

Auteur: HKeyBio Marketingafdeling | Wetenschappelijke beoordeling: Jing Yan | Redacteur: Wang Shuyan

Over HKeyBio

HKeyBio, de modelspecialist voor auto-immuunziekten, is een preklinische contractonderzoeksorganisatie (CRO) gericht op auto-immuunziekten en allergische ziekten, die end-to-end in vivo werkzaamheidsevaluatiediensten levert. Het technische kernteam heeft meer dan 20 jaar ervaring in het ontwikkelingsproces van auto-immuungeneesmiddelen. Het bedrijf is ISO 9001-gecertificeerd en exploiteert een geïntegreerde onderzoeksfaciliteit in het Suzhou Industrial Park voor moleculair en cellulair onderzoek, pathologie, studies bij kleine dieren en analytische tests, naast twee onderzoekslocaties voor niet-menselijke primaten in Suzhou en Guangxi. HKeyBio heeft bijna 80 medewerkers en alle projectleiders hebben een master- of doctoraatsdiploma. Het team heeft ervaring opgebouwd met het ondersteunen van meer dan 500 experimentele nieuwe geneesmiddelen (IND)-aanvragen voor auto-immuunziekten, waardoor het op efficiënte wijze complexe uitdagingen kan aanpakken tijdens de ontwikkeling van auto-immuungeneesmiddelen en de indiening ervan aan de regelgeving.

·  50+ niet-menselijke primatenmodellen van auto-immuun- en allergische ziekten

·  500+ diermodellen van auto-immuun- en allergische ziekten

·  Ervaring met het ondersteunen van meer dan 500 IND-aanvragen bij auto-immuunziekten

Vrijwaring. Dit artikel is bedoeld ter referentie en vormt geen beleggingsadvies. Beleggers die hierop handelen, doen dit op eigen risico. De uitgever neemt geen standpunt in over de gepresenteerde verklaringen en oordelen en geeft geen expliciete of impliciete garantie met betrekking tot de nauwkeurigheid, betrouwbaarheid of volledigheid van de inhoud. Lezers moeten het ter referentie gebruiken en de verantwoordelijkheid voor hun eigen beslissingen op zich nemen. Artikelen worden gedeeld voor informatieve doeleinden. Als inhoud inbreuk maakt op uw rechten, neem dan contact met ons op, dan zullen wij deze verwijderen.