Профиль

Протидная подход технология представляет собой пролекарства , используемый в молекулярной биологии и дизайне лекарств . Он предназначен для доставки нуклеотидных аналогов (в качестве монофосфата) в клетку (Protide: пролекарство + нуклеотид). Эта технология была изобретена профессором Крисом Макгиганом из Школы фармацевтических и фармацевтических наук в Университете Кардиффа в начале 1990 -х годов. Протиды образуют критическую часть противовирусных препаратов, таких как Софосбувир , Тенофовир Алафенамид и Ремдесивир . ^{[ 1 ]}

Разработка

Первая демонстрация профильного подхода была сделана в 1992 году, когда была отмечена эффективность арилокси фосфатов и фосфорамидатов . ^{[ 2 ]} В частности, дневные фосфаты готовили из зидовудина (AZT) с использованием простой фосфорохлоридатской химии. Впервые анти-ВИЧ-активность этих производных фосфатов AZT превысила активность родительского нуклеозида в некоторых случаях. Более того, в то время как AZT был почти неактивен ( ЕС ⁵⁰ 100 мкм) В клеточной линии JM замещенное дневное фосфат был в 10 раз более активен (ЕС ⁵⁰ 10 мкм). В то время JM считался ацт-нечувствительным из-за плохого фосфорилирования. Позже выяснилось, что насос ацт-эфлюкса был источником этой плохой чувствительности ацт. Тем не менее, вывод остается действительным, что дневник фосфата был более способен сохранять активность в линии клеток JM и что это может означать (небольшую) степень внутриклеточной доставки фосфатов. В качестве основной движущей силы этого SAR была предложена мощность электронов в групп P-NITRO и предполагаемые улучшения в групповой способности арила.

Впоследствии серия арилокси фосфорамидатов AZT готовили с различными P-ариловыми заместителями и несколькими аминокислотами . ^{[ 3 ]} Эти соединения были изучены исключительно в аЗТ-резистентной линии клеток JM, чтобы исследовать потенциальный (подразумеваемый) высвобождение ац-монофосфата, а аланин фосфорамидат оказывается исключительно эффективным. Во всех инфицированных ВИЧ-1 культурах JM AZT ингибировали при концентрации 100 мкМ, в то время как фенил метокси аланинилфосфорамидат был активен при 0,8 мкм. Это было принято как первое свидетельство успешной доставки нуклеотидов . Также было отмечено, что в других сериях было заметное предпочтение аланина перед лейцином (10 раз) и глицином (> 100 раз). Кроме того, хотя арильная замена электронов оказалась очень эффективной в дневнических системах, в этом контексте это наносило вред. Пара Флуоро замена имела небольшой случайный эффект, но не существенно так, в то время как замена пара-нитро приводила к 100-кратной потере активности. В последующем исследовании диапазон арильных заместителей был расширен, и соединения были протестированы как в TK+ ( тимидинкиназы компетентных клеточных линиях ), так и в TK- (дефицит дефицита тимидин-киназы). Ни один из фосфорамидатов не сохранял высокую (2–4 нм) эффективность AZT в TK-компетентных клеточных линиях (CEM и MT-4) против ВИЧ-1 или ВИЧ-2 . ^{[ 4 ]} Однако в то время как AZT теряет всю свою активность в TK-дефицитной клеточной линии CEM/TK-, большинство фосфорамидатов сохраняют противовирусную активность, таким образом, в этом анализе, более 10–35 раза, чем AZT. Опять же, аланин стал важным компонентом, а аналог глицина неактивен в ВИЧ-инфицированном CEM/TK-всех культурах. В этом анализе лейцин и фенилаланин были такими же эффективными, как аланин, хотя они были менее в анализах CEM/TK+. Таким образом, родительская аланилофосфорамидата фенил -метокси стала важным соединением свинца.

Ставудин (D4T) был ранним применением протежного подхода. ^{[ 5 ]} Это был рациональный выбор, основанный на известной кинетике фосфорилирования D4T. Таким образом, в то время как второе фосфорилирование (ац-монофосфат к ацт-дифосфату), но не первое фосфорилирование (Ацт-ац-монофосфат) считается ограничивающим скоростью для активации AZT до трихосфата, первый шаг (D4T-к монофосфату D4T) считается трифосфатом, первый шаг (D4T до монофосфата D4T). В целом быть медленным шагом для D4T. Таким образом, внутриклеточная (моно) доставка нуклеотидов должна иметь максимальное воздействие на D4T и аналогичные нуклеозиды. В первую очередь (Halo) алкилокси фосфорамидаты D4T были получены и обнаружили, что сохраняют активность в D4T-устойчивых к клеткам JM. Активность зависела от галоалкильной группы; Родительская пропильная система была плохо активной. Последующие исследования в ВИЧ-инфицированных культурах CEM/TK-клеток выявили арилокси фосфорамидаты D4T, чтобы быть высокоэффективными и, в частности, сохранить свою полную активность в CEM/TK-клетках. В этом исследовании бензиловый эфир стал немного более сильным, чем родительский метильный соединение, почти в 10 раз более активен, чем D4T в анализах CEM/TK+, и, следовательно, в 300-500 раз более активными, чем D4T, в CEM/TK-анализах.

Текущие приложения

Протежные пропиточные лекарства полезны для доставки фосфоната, содержащих препараты для типов клеток с высокой экспрессией CTSA и CES1 , таких как иммунные клетки. Тенофовир алафенамид является успешным примером этой итерации. Протиды также полезны для аналогов нуклеозидов, которые не эффективно фосфорилируются эндогенными нуклеозидкиназами. Для нуклеозида GS-334750, родителя Софосбувира, фосфорилирование нуклеозидными киназами является эффективно, и единственный способ доставки активного нуклеотида-через протек. Основным ограничением протидов является то, что им требуется экспрессия эстераз, таких как CTSA и CES1, который очень высок в некоторых типах клеток, таких как гепатоциты, и играет с преимуществом лечения гепатита C софосбувира.

Обширные исследования последовали за этими многообещающими производными D4T и технологией протидной жизни успешно применены к широкому спектру аналогов нуклеозидов. ^{[ 6 ]}^{[ 7 ]} В частности, протетный подход использовался на нескольких клинически оцениваемых анти- HCV- нуклеозидных аналогах, в том числе FDA одобренном Sofosbuvir 2013 года , и одобренного FDA-соединения 2016 года, Tenofovir Alafenamide . Remdesivir Protide также использует технологию протяженной пролекарства (самосожжение является ключевым принципом протяженных нуклеотидных пролекарств ^{[ 8 ]}) Поскольку нуклеозид GS-441524 может быть фосфорилирован и активирован, некоторые исследователи утверждают, что применение протяжения является ненужным осложнением в дизайне Ремесивира и что родительский нуклеозид будет более дешевым и более эффективным препаратом Covid-19 . ^{[ 9 ]}^{[ 10 ]}

Протиды были протестированы для обеспечения ключевых фосфорилированных метаболитов при врожденных ошибках метаболизма, таких как фосфопантотекат для дефицита PANK2 , однако это была клиническая сбой. ^{[ 11 ]}

Ссылки

^ Mehellou Y, Rattan HS, Balzarini J (март 2018 г.). «Технология протяжения протяжения: от концепции до клиники» . Журнал лекарственной химии . 61 (6): 2211–2226. doi : 10.1021/acs.jmedchem.7b00734 . PMC 7075648 . PMID 28792763 .
^ McGuigan C, Pathirana RN, Mahmood N, Devine KG, Hay AJ (апрель 1992). «Производные арилфосфата AZT сохраняют активность против ВИЧ1 в клеточных линиях, которые устойчивы к действию AZT». Антивирусные исследования . 17 (4): 311–321. doi : 10.1016/0166-3542 (92) 90026-2 . PMID 1642482 .
^ McGuigan C, Pathirana RN, Mahmood N, Hay AJ (июль 1992 г.). «Производные арилфосфата AZT ингибируют репликацию ВИЧ в клетках, где нуклеозид плохо активен». Биоорганические и лекарственные химические письма . 2 (7): 701–704. doi : 10.1016/s0960-894x (00) 80395-9 .
^ МакГиган «Внутриклеточная доставка биологически активных ац -нуклеотидов производными арилфосфата AZT». Повеселиться 36 (8): 1048–1052. doi : 10.1021/ jm PMID 8478904 .
^ McGuigan C, Sheeka HM, Mahmood N, Hay A (июнь 1993 г.). «Производные фосфата D4T в качестве ингибиторов ВИЧ». Биоорганические и лекарственные химические письма . 3 (6): 1203–1206. doi : 10.1016/s0960-894x (00) 80315-7 .
^ Cahard D, McGuigan C, Balzarini J (май 2004 г.). «Арилокси фосформидатские триесты как пробуки». Мини -обзоры по лекарственной химии . 4 (4): 371–381. doi : 10.2174/1389557043403936 . PMID 15134540 .
^ McGuigan C, Harris SA, Daluge SM, Gudmundsson KS, McLean EW, Burnette TC, et al. (Май 2005 г.). «Применение фосформидатской пронуклеотидной технологии к абакавиру приводит к значительному усилению противовирусной активности». Журнал лекарственной химии . 48 (10): 3504–3515. doi : 10.1021/jm0491400 . PMID 15887959 .
^ ProCházková E, Shimon P, Straka M, Filo J, Májek M, Cigáň M, Baszczyňski O (январь 2021 г.). «Фосфатные линкеры с прослеживаемыми циклическими промежуточными продуктами для обнаружения и мониторинга самосожжения» . Химическая связь . 57 (2): 211–214. doi : 10.1039/d0cc06928k . PMID 33300900 . S2CID 228087795 .
^ Yan VC, Muller FL (14 мая 2020 г.). «Галаад должен отказаться от Ремдесивира и сосредоточиться на его более простом предке» . Статистика
^ Yan VC, Muller FL (июль 2020 г.). «Преимущества родительского нуклеозида GS-441524 по сравнению с Remdesivir для лечения Covid-19» . ACS лекарственная химия . 11 (7): 1361–1366. doi : 10.1021/acsmedchemlett.0c00316 . PMC 7315846 . PMID 32665809 .
^ Кеун А (22 августа 2019 г.). «Препарат PKAN в поздней стадии ретрофина терпит неудачу против плацебо» . Биография .

[1] Mehellou Y, Rattan HS, Balzarini J (март 2018 г.). «Технология протяжения протяжения: от концепции до клиники» . Журнал лекарственной химии . 61 (6): 2211–2226. doi : 10.1021/acs.jmedchem.7b00734 . PMC 7075648 . PMID 28792763 .

[2] McGuigan C, Pathirana RN, Mahmood N, Devine KG, Hay AJ (апрель 1992). «Производные арилфосфата AZT сохраняют активность против ВИЧ1 в клеточных линиях, которые устойчивы к действию AZT». Антивирусные исследования . 17 (4): 311–321. doi : 10.1016/0166-3542 (92) 90026-2 . PMID 1642482 .

[3] McGuigan C, Pathirana RN, Mahmood N, Hay AJ (июль 1992 г.). «Производные арилфосфата AZT ингибируют репликацию ВИЧ в клетках, где нуклеозид плохо активен». Биоорганические и лекарственные химические письма . 2 (7): 701–704. doi : 10.1016/s0960-894x (00) 80395-9 .

[4] МакГиган «Внутриклеточная доставка биологически активных ац -нуклеотидов производными арилфосфата AZT». Повеселиться 36 (8): 1048–1052. doi : 10.1021/ jm PMID 8478904 .

[5] McGuigan C, Sheeka HM, Mahmood N, Hay A (июнь 1993 г.). «Производные фосфата D4T в качестве ингибиторов ВИЧ». Биоорганические и лекарственные химические письма . 3 (6): 1203–1206. doi : 10.1016/s0960-894x (00) 80315-7 .

[6] Cahard D, McGuigan C, Balzarini J (май 2004 г.). «Арилокси фосформидатские триесты как пробуки». Мини -обзоры по лекарственной химии . 4 (4): 371–381. doi : 10.2174/1389557043403936 . PMID 15134540 .

[7] McGuigan C, Harris SA, Daluge SM, Gudmundsson KS, McLean EW, Burnette TC, et al. (Май 2005 г.). «Применение фосформидатской пронуклеотидной технологии к абакавиру приводит к значительному усилению противовирусной активности». Журнал лекарственной химии . 48 (10): 3504–3515. doi : 10.1021/jm0491400 . PMID 15887959 .

[8] ProCházková E, Shimon P, Straka M, Filo J, Májek M, Cigáň M, Baszczyňski O (январь 2021 г.). «Фосфатные линкеры с прослеживаемыми циклическими промежуточными продуктами для обнаружения и мониторинга самосожжения» . Химическая связь . 57 (2): 211–214. doi : 10.1039/d0cc06928k . PMID 33300900 . S2CID 228087795 .

[9] Yan VC, Muller FL (14 мая 2020 г.). «Галаад должен отказаться от Ремдесивира и сосредоточиться на его более простом предке» . Статистика

[10] Yan VC, Muller FL (июль 2020 г.). «Преимущества родительского нуклеозида GS-441524 по сравнению с Remdesivir для лечения Covid-19» . ACS лекарственная химия . 11 (7): 1361–1366. doi : 10.1021/acsmedchemlett.0c00316 . PMC 7315846 . PMID 32665809 .

[11] Кеун А (22 августа 2019 г.). «Препарат PKAN в поздней стадии ретрофина терпит неудачу против плацебо» . Биография .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]