L'idea che gli inibitori irreversibili aderiscano permanentemente a una proteina bersaglio ha guadagnato crescente attenzione per l'applicazione nel potenziale sviluppo di farmaci. Tuttavia, uno dei tanti ostacoli è la possibilità che mutazioni proteiche rendano farmacologicamente inattivi farmaci altrimenti efficaci.
Gli attuali inibitori covalenti hanno gruppi reattivi noti per indurre una singola reazione nelle proteine bersaglio, disattivandole in modo irreversibile. A volte, però, possono verificarsi più facilmente mutazioni con aminoacidi specifici, interferendo con questa disattivazione.
Ora, un team di ricercatori dell'Università di Kyoto ha sviluppato un nuovo reagente che dimostra efficacia sulle proteine che hanno acquisito mutazioni resistenti ai farmaci.
"Nella tirosina chinasi di tipo Bruton (BTK), un importante bersaglio farmacologico, è nota una mutazione che coinvolge gli aminoacidi da cisteina a serina, chiamata C481S, ma non ne abbiamo ancora vista alcuna per il nostro bersaglio lisina," osserva Tomonori Tamura del Graduate Scuola di Ingegneria.
"Tuttavia, è significativo che il nostro inibitore irreversibile possa almeno risolvere il problema C481S", aggiunge Tamura.
Gli inibitori irreversibili convenzionali utilizzati nella pratica clinica reagiscono solo con i residui proteici di cisteina.
Inoltre, la cisteina, il più reattivo tra i 20 aminoacidi, non è abbondante nei siti di reazione o di legame. Questo amminoacido può essere mutato in un amminoacido diverso, rendendo gli inibitori irreversibili che mirano alla cisteina inefficaci contro le proteine resistenti ai farmaci.
Al contrario, la N-acil-N-arilsulfonamide, o ArNASA, può reagire con i residui di lisina ed è altamente stabile nei mezzi contenenti siero e in altri ambienti fisiologici.
"Sfruttando questa proprietà di reazione, abbiamo sviluppato il primo inibitore irreversibile di BTK, che presenta mutazioni resistenti ai farmaci", aggiunge Tamura.
La ricerca del team Tamura di utili gruppi reattivi potrebbe concretizzarsi con l'ArNASA. È importante sottolineare che i suoi elettrofili rimuovono i fattori limitanti riducendo al minimo l'inattivazione idrolitica e le reazioni indesiderate con proteine fuori bersaglio.
Una volta che il bersaglio si impegna con l'inibitore irreversibile, il gruppo reattivo reagisce chimicamente con gli amminoacidi della proteina per formare un legame covalente. Ne risulta un sito di legame inesorabile, che inibisce irreversibilmente l'attività della proteina.
Il team di Tamura ha migliorato un precedente gruppo della NASA, simile in efficacia all'ArNASA ma inefficace nei terreni contenenti siero, sintetizzando il nuovo gruppo reattivo utilizzando ammine aromatiche come materiali di partenza. I ricercatori hanno applicato il gruppo ArNASA alla BTK, un importante bersaglio terapeutico per i tumori del sangue come la leucemia linfocitica cronica.
"Il nostro studio si estenderà oltre la ricerca basata sulle cellule fino a quella in vivo, aprendo la strada allo sviluppo di farmaci con diversi gruppi reagenti che agiscono su amminoacidi specifici", conclude Tamura.
La ricerca è pubblicata sul Journal of American Chemical Society .
Ulteriori informazioni: Masaharu Kawano et al, Testate N-Acil-N-aril Sulfonammide reattive alla lisina:proprietà di reazione migliorate e applicazione nell'inibizione covalente di un mutante BTK resistente a Ibrutinib, Journal of the American Chemical Society (2023). DOI:10.1021/jacs.3c08740
Informazioni sul giornale: Giornale dell'American Chemical Society
Fornito dall'Università di Kyoto
