Komentar industrije HKeyBio

PROTAC in molekularna lepila pri avtoimunskih boleznih

Serija modalnosti 03 | Kako izbrati predklinične modele

Prvotno objavljeno v kitajščini 23. julija 2026.

Posnetek HKeyBio. V zadnjih nekaj letih se ciljna razgradnja beljakovin (TPD) širi iz onkologije v imunsko posredovane vnetne in avtoimunske bolezni.

Za razliko od običajnih zaviralcev z majhnimi molekulami, himere, ki ciljajo na proteolizo (PROTAC) in razgradniki molekularnega lepila, uporabljajo lastne mehanizme za razgradnjo beljakovin celice, da odstranijo ciljni protein, namesto da bi se zanašali zgolj na trajno zasedenost njegovega aktivnega žepa. Tipičen PROTAC obsega ligand, ki veže tarčo, povezovalec in ligand ubikvitin ligaze E3. Tvorba ternarnega kompleksa tarča-razgradnik-E3 ligaza spodbuja ubikvitinacijo in proteasomsko razgradnjo tarče. Molekularni razgradniki lepila so na splošno manjše, monovalentne spojine, ki inducirajo ali stabilizirajo novo interakcijo med ciljnim proteinom in ligazo E3.

Zakaj to pritegne zanimanje za razvoj avtoimunskih zdravil? Številne ključne avtoimunske tarče imajo poleg encimske aktivnosti vlogo pri oblikovanju odra, transkripcijski regulaciji ali sestavljanju imunskih signalnih kompleksov. Običajni zaviralci lahko blokirajo le nekatere od teh funkcij, medtem ko lahko razgradniki odstranijo celotno beljakovino, kar lahko povzroči globljo in trajnejšo modulacijo poti.

Povzetek. Bralni vodnik

01 Avtoimunski degradatorji zahtevajo povezano verigo dokazov

02 Zakaj razvoj avtoimunskih zdravil potrebuje tehnologije razgradnje

03 Preden izberete model, poravnajte cilj, celice, tkiva in končne točke

04 Validacija degradatorja in vivo mora presegati ocene učinkovitosti

01 Avtoimunski degradatorji zahtevajo povezano verigo dokazov

 

Slika 1. Mehanizem ciljne razgradnje beljakovin, ki jo posreduje PROTAC. Reproducirano iz Cardna, Kennedyja in Lindona [11], slika 1, pod CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/ ). © Avtor(ji) 2025. Ustvarjeno v BioRender. Cardno, A. (2025), https://BioRender.com/7ggcsvs . POI, zanimiva beljakovina; Ub, ubikvitin.

To je ravno razlog, zakaj mora izbira modela za programe avtoimunske razgradnje preseči vprašanje: 'Kateri model kaže največje zmanjšanje ocene bolezni?' Bolj temeljna vprašanja so na prvem mestu: Ali je ciljni protein dejansko prisoten v modelu? Ali je ligaza E3 izražena na zadostni ravni v ciljnih celicah? Ali zdravilo dejansko razgradi beljakovine v tkivih, pomembnih za bolezen? Ali se degradacija spremeni v koristne spremembe v imunskih mehanizmih in končnih točkah bolezni? [1,3,10,11]

Brez jasnih odgovorov bo celo učinkovitost, opaženo v modelu bolezni, težko pripisati predvidenemu mehanizmu ciljne razgradnje.

Izbira modela na prvi pogled

Tabela 1. Okvir izbire modela za PROTAC in molekularna lepila pri avtoimunskih boleznih.

IHC, imunohistokemija.

 Slika 2. Primerjava molekularnih razgradnikov lepila in PROTAC-ov ter njihovih mehanizmov razgradnje. Dobavljen kompozit na osnovi Sasso et al. [12]; plošče mehanizma reproducirajo sliko 2 tega članka, © 2022 Avtorji, pod CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/ ). Primerjava povzema tipične značilnosti in ne zahteve univerzalnega oblikovanja. Razponi molekulske mase, skladnost s pravilom petih, ciljna predvidljivost in zahteve vezavne afinitete se razlikujejo glede na spojino. PROTAC-ji zahtevajo ustrezne vezavne ligande, vendar ne nujno ligande na katalitskem mestu; pomembna je tudi tvorba produktivnega ternarnega kompleksa.

02 Zakaj razvoj avtoimunskih zdravil potrebuje tehnologije razgradnje

Razvoj avtoimunskih zdravil se že dolgo sooča z izzivom: tarča je lahko biološko pomembna, vendar običajna inhibicija morda ne bo ustrezno nadzorovala njenih funkcij, povezanih z boleznijo.

Na primer, z receptorjem interlevkina-1 povezana kinaza 4 (IRAK4) ima kinazno aktivnost in sodeluje tudi pri sestavljanju Myddosoma in signalizaciji Toll-podobnega receptorja/receptorja interlevkina-1 (TLR/IL-1R). Samo zaviranje njegove aktivnosti kinaze morda ne bo v celoti obravnavalo njegove funkcije ogrodja. V objavljeni študiji 1. faze je degradator IRAK4 KT-474 (SAR444656) pokazal zmanjšanje IRAK4 v krvi in ​​koži, funkcionalno zatiranje signalizacije TLR/IL-1R in zgodnje klinične signale aktivnosti pri hidradenitis suppurativa (HS) in atopijskem dermatitisu (AD). Kohorta bolnikov je bila odprta, zato je za te zgodnje klinične znake potrebna potrditev. [4]

Slika 3. Funkcije IRAK4 pri signalizaciji TLR/IL-1R in kontrastni učinki zaviralcev kinaze KT-474 in IRAK4. Priložen izvleček iz Ackerman et al. [4], razširjeni podatki, slika 1a. © 2023 Kymera Therapeutics, Inc.

 

Pomen tega primera je potreba po povezovanju izčrpanosti beljakovin, zaviranja poti in izboljšanja vnetja tkiva, namesto da bi se zanašali samo na teste inhibicije encimov in vitro. [4,13]

Brutonova tirozin kinaza (BTK) ponazarja podobno utemeljitev. BTK sodeluje pri receptorju B-celic, receptorju Fc (FcR) in nekaterih prirojenih imunskih signalnih poteh, zaradi česar je pomemben za sistemski eritematozni lupus (SLE), revmatoidni artritis (RA) in vnetje, posredovano s protitelesi. Običajni zaviralci BTK primarno blokirajo aktivnost kinaze, medtem ko lahko razgradniki BTK odstranijo katalitične in nekatalitske funkcije. Objavljeno predklinično delo je poročalo o zmanjšanem vnetju pri artritisu, povzročenem s kolagenom (CIA), in zmanjšanju ukrepov, povezanih z avtoprotitelesi, pri modelih bolezni, podobnih lupusu. Dokazi Cie, navedeni tukaj, vključujejo povzetek s konference, medtem ko so bile ugotovitve modela, podobnega lupusu, opisane v strokovno pregledani študiji. [5–7]

Reprezentativni pristopi molekularnega lepila pri avtoimunosti vključujejo modulatorje ligaze cereblon E3. Iberdomid spodbuja razgradnjo transkripcijskih faktorjev Ikaros (IKZF1) in Aiolos (IKZF3), ki sta povezana z razvojem imunskih celic, proizvodnjo avtoprotiteles in genetsko dovzetnostjo za SLE. Faza 2 preskušanja SLE, objavljenega v New England Journal of Medicine, je poročala o višji stopnji odziva SLE Responder Index 4 (SRI-4) v skupini z določenim odmerkom kot pri placebu. [8,9]

Te klinične ugotovitve podpirajo razgradnjo transkripcijskega faktorja kot potencialni terapevtski pristop za SLE in sorodne bolezni. Ne pomenijo, da so vsa molekularna lepila primerna za avtoimunske indikacije ali da je obsežnejša razgradnja nujno varnejša.

Vrednost PROTAC-jev in molekularnih lepil pri avtoimunosti torej presega novost. Lahko obravnavajo tri težave, ki so težavne za običajne zaviralce: pomanjkanje idealnega katalitičnega žepa za inhibicijo, prisotnost neencimskih ciljnih funkcij in mehanizme bolezni, ki zahtevajo globlji ali trajnejši nadzor na ravni beljakovin. [1,2,10,12]

Predstavljajo tudi razvojne izzive: težka porazdelitev tkiv, omejena prepustnost celic, razlike v izražanju ligaze E3, nenamerna razgradnja substrata, negotova kinetika obnavljanja beljakovin in nepopolno definirana meja za podaljšano imunsko supresijo. Za zgodnje raziskovanje teh vprašanj so potrebni ustrezni predklinični modeli. [10,11]

03 Preden izberete model, poravnajte tkiva ciljnih celic in končne točke

Za PROTAC ali program molekularnega lepila prvo vprašanje ni 'Ali naj uporabimo CIA, natrijev dekstran sulfat (DSS) ali imikvimod (IMQ)?' Je 'V katerih imunskih celicah ta tarča povzroči bolezen? V katerih obolelih tkivih se nahajajo te celice? Ali lahko kandidat za degradacijo doseže te celice in tkiva? Katere funkcionalne končne točke bi se morale spremeniti po razgradnji ciljne beljakovine?'

Razgradniki IRAK4

Osredotočite se na vnetne nastavitve, ki jih poganja signalizacija TLR/IL-1R. Vnetje kože, vnetje, povezano s HS, vnetje, podobno AD, in vnetje sluznice, povezano z vnetno črevesno boleznijo (IBD), je lahko informativno, pod pogojem, da ima model dokazljivo aktivacijo poti TLR/IL-1R in omogoča merjenje razgradnje proteina IRAK4 in spodnjih vnetnih mediatorjev, kot so IL-6, IL-8 in faktor tumorske nekroze (TNF). Odčitki morajo ustrezati vrsti; na primer, miši nimajo neposrednega ortologa IL-8/CXCL8, zato je treba namesto tega izbrati ustrezne odčitke kemokinov. [14]

Razgradniki BTK

Izberite modele, ki so usklajeni z B-celicami, FcR in biologijo bolezni, ki jo poganjajo avtoprotitelesa. CIA, modeli artritisa, povzročenega s kolagenskimi protitelesi (CAIA) in SLE ali modeli lupusnega nefritisa so lahko bolj informativni kot generični model akutnega vnetja, če se njihovi mehanizmi ujemajo s programom. Končne točke bi morale presegati skupne ocene na podskupine celic B, plazemske celice, avtoprotitelesa, imunske komplekse in aktivacijo mieloidnih celic, povezano s FcR.

Molekularna lepila, ki ciljajo na IKZF1 in IKZF3

Osredotočite se na celice B, plazemske celice, plazmacitoidne dendritične celice (pDC), celice T in signalizacijo interferona tipa I. SLE, kožni lupus in modeli aberantne aktivacije B-celic nudijo večji translacijski pomen za te mehanizme. Ker te tarče vplivajo na razvoj imunskih celic in regulacijo transkripcije, mora predklinična ocena preučiti sestavo imunskih celic, podpise genov za interferon, avtoprotitelesa in hematološko varnost poleg rezultatov bolezni.

04 Validacija degradatorja in vivo mora presegati ocene učinkovitosti

Pri običajnih zaviralcih z majhnimi molekulami razvojne skupine običajno preučujejo koncentracije zdravil v plazmi, ciljno inhibicijo, signalizacijo navzdol in rezultate bolezni. PROTAC in molekularna lepila zahtevajo dodatno meritev jedra: ali je bila ciljna beljakovina dejansko razgrajena in kako dolgo ta razgradnja traja.

To zahteva podrobnejšo farmakokinetično/farmakodinamično (PK/PD) zasnovo. Izpostavljenost plazmi ne povzroči razgradnje v tkivu. Ni nujno, da ravni ciljne mRNA padajo vzporedno z beljakovino, zato same meritve transkripta na splošno ne morejo dokazati razgradnje. V idealnem primeru je treba ciljne ravni beljakovin izmeriti neposredno v ustreznih predelih, kot so kri, vranica, bezgavke, koža, črevesje in sinovij sklepov. [1,10,11]

Razmerje med izpostavljenostjo in odzivom se lahko razlikuje tudi od razmerja pri običajnih zaviralcih. PROTAC-i in razgradniki molekularnega lepila imajo farmakologijo, ki temelji na dogodkih: ko je tarča izčrpana, je obnovitev delovanja odvisna od stopnje ponovne sinteze beljakovin. Biološki učinki lahko torej vztrajajo tudi po zmanjšanju koncentracije zdravila. V študiji dokaza koncepta (PoC) in vivo je doseganje največje ciljne razgradnje (Dmax) v obolelem tkivu in vzdrževanje tega učinka pogosto pomembnejše kot samo prizadevanje za visoko izpostavljenost plazmi. [1,10]

Drug dejavnik so razlike med vrstami. Močna razgradnja v celicah človeškega izvora ne zagotavlja aktivnosti v mišjem modelu. Pred študijo učinkovitosti na živalih je treba najprej potrditi ciljno razgradnjo beljakovin v celicah predvidene preskusne vrste. [10,11]

Varnost je prav tako osrednjega pomena. Degradatorji odstranijo beljakovino, namesto da preprosto zavirajo eno funkcijo, molekularna lepila pa lahko povzročijo razgradnjo nenamernih neosubstratov. Validacija in vivo mora zato poleg učinkovitosti oceniti tudi hematologijo, vzdolžne spremembe imunskih celic, imunoglobuline, kazalnike, povezane s tveganjem okužbe, in histopatologijo.

Perspektiva HKeyBio

Ko tehnologije razgradnje vstopijo v razvoj avtoimunskih zdravil, mora izbira modela preseči dokazovanje učinkovitosti v smeri povezovanja razgradnje, mehanizma in bolezni. Vidimo osrednjo spremembo namena predklinične validacije: modeli morajo pomagati razložiti, ali razgradnja povzroči mehanično korist in kaže tudi terapevtski učinek.

Bolj informativna validacijska pot se začne s potrditvijo razgradnje in funkcionalne supresije v predvidenih človeških imunskih celicah, čemur sledi preverjanje, ali sta ciljni protein in ligaza E3 primerna za živalsko vrsto. Modele bolezni je treba nato izbrati glede na ciljni mehanizem. Med in vivo PoC skupaj izmerite izpostavljenost, ciljno razgradnjo beljakovin, inhibicijo spodnje poti, histopatologijo in končne točke bolezni. Nazadnje dodajte dolgoročno odmerjanje, modele ponovitve in varnostna opažanja glede na predvideno klinično uporabo.

Za degradator IRAK4 povežite dokaze o vnetju, ki ga poganja TLR/IL-1R. Za degradator BTK povežite biologijo celic B, avtoprotitelesa, signalizacijo FcR in vnetno poškodbo tkiva. Za molekularno lepilo IKZF1/IKZF3 povežite imunske celice, pomembne za SLE, interferonsko signalizacijo in hematološko varnost. Različni cilji zahtevajo različne modele; univerzalnega modela avtoimunskega degradatorja ni.

Dolgoročni prispevek tehnologij razgradnje k avtoimunskemu zdravljenju je odvisen od dokazovanja natančnejšega nadzora ravni beljakovin v ustreznih celicah, tkivih in stopnji bolezni, poleg močnejše inhibicije same.

PROTAC in molekularna lepila odpirajo nove možnosti za razvoj avtoimunskih zdravil, te možnosti pa zahtevajo strogo validacijo. Nove modalitete zahtevajo popolnejše dokaze in vivo. Izbira modela za avtoimunski degradator pomeni izbiro modela, ki lahko pojasni, zakaj je degradacija učinkovita, kje deluje, za koga deluje in ali je varna.

Reference

[1] Békés M, Langley DR, Crews CM. PROTAC ciljni razgradniki beljakovin: preteklost je prolog. Nat Rev Drug Discov. 2022; 21: 181–200. doi:10.1038/s41573-021-00371-6. Vir

[2] Zhao L, et al. Ciljna razgradnja beljakovin: mehanizmi, strategije in uporaba. Signal Transduct Target Ther. 2022; 7: 113. doi:10.1038/s41392-022-00966-4. Vir

[3] Tan X, et al. Ciljna razgradnja beljakovin, posredovana z molekularnim lepilom: Nova strategija pri razvoju zdravil z majhnimi molekulami. iScience. 2024;27(9):110712. doi:10.1016/j.isci.2024.110712. Vir

[4] Ackerman L, et al. Degradator IRAK4 pri hidradenitis suppurativa in atopičnem dermatitisu: preskušanje 1. faze. Nat Med. 2023; 29: 3127–3136. doi:10.1038/s41591-023-02635-7. Vir

[5] Pesem Y, et al. Ciljna razgradnja beljakovin pri avtoimunskih boleznih: od mehanizmov do terapevtskih prebojev. J Avtoimunska. 2025;156:103475. doi:10.1016/j.jaut.2025.103475. Vir

[6] Zhu C, et al. PROTAC za razgradnjo Brutonove tirozin kinaze blaži vnetja pri avtoimunskih boleznih. Cell Discov. 2024;10:82. doi:10.1038/s41421-024-00711-x. Vir

[7] Robbins D, et al. POS0006 NX-5948, selektivni razgrajevalec BTK, znatno zmanjša vnetje v modelu avtoimunske bolezni. Ann Rheum Dis. 2021; 80 (dodatek 1): 204–205. Konferenčni povzetek. doi:10.1136/annrheumdis-2021-eular.1675. Vir

[8] Merrill JT, et al. Faza 2 preskušanja iberdomida pri sistemskem eritematoznem lupusu. N Engl J Med. 2022; 386: 1034–1045. doi:10.1056/NEJMoa2106535. Vir

[9] Schafer PH, et al. Cereblonov modulator iberdomid inducira degradacijo transkripcijskih faktorjev Ikaros in Aiolos: imunomodulacija pri zdravih prostovoljcih in pomen za sistemski eritematozni lupus. Ann Rheum Dis. 2018; 77: 1516–1523. doi:10.1136/annrheumdis-2017-212916. Vir

[10] Tsai JM, et al. Ciljna razgradnja beljakovin: od mehanizmov do klinike. Nat Rev Mol Cell Biol. 2024; 25: 740–757. doi:10.1038/s41580-024-00729-9. Vir

[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. Vir

[12] Sasso JM, Tenchov R, Wang DS, et al. Molekularna lepila: lepilo, ki povezuje ciljno razgradnjo beljakovin s kliniko. Biokemija. 2023; 62 (3): 601–623. doi:10.1021/acs.biochem.2c00245. Vir

[13] Ferguson FM. PROTAC dosežejo klinični razvoj pri vnetni kožni bolezni. Nat Med. 2023; 29: 3006–3007. doi:10.1038/s41591-023-02622-y. Vir

[14] Shibata K, Nomiyama H, Yoshie O, Tanase S. Mehanizem diverzifikacije genoma kemokinskih genov glodalcev in Lagomorpha. Biomed Res Int. 2013;2013:856265. doi:10.1155/2013/856265. Vir

Avtor: HKeyBio Marketing Department | Znanstveni pregled: Jing Yan | Urednik: Wang Shuyan

O HKeyBio

HKeyBio, specialist za modele avtoimunskih bolezni, je predklinična pogodbena raziskovalna organizacija (CRO), ki se osredotoča na avtoimunske in alergijske bolezni ter zagotavlja storitve ocenjevanja učinkovitosti in vivo od konca do konca. Njegova glavna tehnična ekipa ima več kot 20 let izkušenj v procesu razvoja avtoimunskih zdravil. Podjetje ima certifikat ISO 9001 in upravlja integrirano raziskovalno ustanovo v industrijskem parku Suzhou, ki zajema molekularne in celične raziskave, patologijo, študije na malih živalih in analitično testiranje, poleg dveh raziskovalnih lokacij nečloveških primatov v Suzhouju in Guangxiju. HKeyBio ima skoraj 80 zaposlenih, vsi vodje projektov pa imajo magisterij ali doktorat. Ekipa si je nabrala izkušnje s podporo več kot 500 preiskovanim aplikacijam novih zdravil (IND) pri avtoimunskih boleznih, kar ji omogoča učinkovito reševanje kompleksnih izzivov skozi razvoj avtoimunskih zdravil in regulativno predložitev.

·  50+ modelov avtoimunskih in alergijskih bolezni nečloveških primatov

·  500+ živalskih modelov avtoimunskih in alergijskih bolezni

·  Izkušnje s podporo več kot 500 aplikacijam IND pri avtoimunskih boleznih

Zavrnitev odgovornosti. Ta članek je na voljo kot referenca in ne predstavlja naložbenega nasveta. Vlagatelji, ki ukrepajo na njem, to storijo na lastno odgovornost. Založnik ne zavzema nobenega stališča do predstavljenih izjav in sodb ter ne daje nobenega izrecnega ali implicitnega jamstva glede točnosti, zanesljivosti ali popolnosti vsebine. Bralci naj ga uporabljajo kot referenco in prevzamejo odgovornost za svoje odločitve. Članki se delijo v informativne namene. Če katera koli vsebina krši vaše pravice, se obrnite na nas in odstranili jo bomo.