【原】成功降解KARS，PROTAC之后，CHAMP來了！

醫(yī)藥魔方 2021-04-23

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近幾年，靶向蛋白降解劑（targeted protein degraders ）已成為新藥研發(fā)領(lǐng)域的大熱門。在代表性技術(shù)PROTAC取得突破性進(jìn)展的同時(shí)，多種其它蛋白降解技術(shù)也涌現(xiàn)出來，如LYTAC（溶酶體靶向嵌合體）、AUTAC（自噬靶向嵌合體）、ATTEC（自噬小體綁定化合物）、ENDTAC（核內(nèi)體靶向嵌合體）等。

來源：AACR

近日，在第112屆美國癌癥研究協(xié)會年會（AACR2021）上，致力于開發(fā)新型蛋白降解劑的生物制藥公司Ranok Therapeutics公布了其分子伴侶介導(dǎo)的蛋白降解劑（Chaperone-mediated protein degradation, CHAMP)的最新研究進(jìn)展。

分子伴侶是蛋白質(zhì)穩(wěn)態(tài)的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子（來源：Ranok官網(wǎng)）

分子伴侶（Chaperone）又稱侶伴蛋白，參與一半以上的哺乳動物蛋白的折疊。分子伴侶包含許多不同的家族，如HSP60家族、HSP70家族、HSP90家族等，每個(gè)家族以不同的方式幫助蛋白質(zhì)折疊。

除了參與蛋白質(zhì)折疊，在某些情況下，分子伴侶還可以識別錯(cuò)誤折疊的蛋白質(zhì)，并引導(dǎo)它們通過泛素-蛋白酶體系統(tǒng)(UPS)降解。UPS是負(fù)責(zé)處理細(xì)胞中不需要的蛋白質(zhì)的主要系統(tǒng)，其促進(jìn)“垃圾”蛋白降解的功能由E3泛素連接酶介導(dǎo)。在細(xì)胞中，E3泛素連接酶可通過將一種叫做泛素的小蛋白貼在底物蛋白上將其標(biāo)記為缺陷或受損蛋白。之后，細(xì)胞內(nèi)的蛋白粉碎機(jī)（即，蛋白酶體）會降解被標(biāo)記的靶蛋白。一些分子伴侶，如熱休克蛋白90 (HSP90)，可直接與許多不同的E3泛素連接酶相互作用，從而輔助蛋白質(zhì)降解完成，阻礙錯(cuò)誤折疊的蛋白質(zhì)的正常定位，防止它們干擾細(xì)胞的正常功能。

HSP90有數(shù)百種底物蛋白，包括激酶、轉(zhuǎn)錄因子、類固醇激素受體和E3泛素連接酶等。HSP90不僅可以調(diào)節(jié)很多底物蛋白和突變致癌蛋白的折疊，也可以引導(dǎo)其底物蛋白被蛋白酶體系統(tǒng)降解。相對于正常組織，在腫瘤組織中，HSP90復(fù)合物處于高度激活狀態(tài)，這導(dǎo)致結(jié)合HSP90的小分子化合物顯示出獨(dú)特的腫瘤選擇性藥代動力學(xué)。

為了利用HSP90的這些特性，以腫瘤選擇性的方式降解轉(zhuǎn)錄因子BRD4，Ranok Therapeutics的團(tuán)隊(duì)開發(fā)出了同時(shí)靶向BRD4和HSP90的異雙功能小分子，也就是前文提到的分子伴侶介導(dǎo)的蛋白降解劑（CHAMP)。

CHAMP是一種異雙功能分子，可誘導(dǎo)靶蛋白和分子伴侶復(fù)合物之間拉近距離，而分子伴侶復(fù)合物與UPS系統(tǒng)有關(guān)，可導(dǎo)致靶蛋白泛素化從而被蛋白酶體降解（來源：AACR）

如上圖所示，CHAMP分子由3部分組成：目標(biāo)蛋白binder、linker以及分子伴侶binder。在體外，用靶向BRD4的CHAMP處理MV-4-11白血病細(xì)胞導(dǎo)致了BRD4:CHAMP:HSP90三元復(fù)合物的形成，之后BRD4以依賴于蛋白酶體的方式被降解，白血病細(xì)胞增殖受到抑制。

BRD4:CHAMP:HSP90三元復(fù)合物的形成（來源：AACR）

研究還證實(shí)，BRD4-CHAMP分子可誘導(dǎo)BRD4的選擇性降解，對HSP90其它底物蛋白影響很小。此外，研究還發(fā)現(xiàn)，利用CHAM技術(shù)也能夠降解非HSP90底物蛋白，如突變的KRAS。

CHAMP能夠降解依賴于HSP90和不依賴于HSP90的靶蛋白（來源：AACR）

在體內(nèi)，也就是MV-4-11小鼠異種移植模型中，選擇性BRD4-CHAMP化合物在腫瘤中的藥代動力學(xué)較血漿和正常組織延長，單次給藥后，其腫瘤濃度至少持續(xù)7天高于體外細(xì)胞毒性EC50值，這導(dǎo)致腫瘤中BRD4的持續(xù)降解，且超過90%的BRD4被降解，同時(shí)，BRD4調(diào)控的MYC基因的表達(dá)下降。

知識卡：BRD4屬于BET家族蛋白一員，是多種血癌（如多發(fā)性骨髓瘤、急性髓系白血病和急性淋巴細(xì)胞白血病）中MYC和其它致癌基因表達(dá)所需的。臨床前數(shù)據(jù)表明，抑制BRD4對一系列急性髓系白血?。ˋML）亞型均有療效。

BRD4-CHAMP能夠在體內(nèi)持續(xù)降解BRD4（來源：AACR）

以最大耐受劑量（100 mg/kg；1X/wk）BRD4-CHAMP治療，單次給藥后就導(dǎo)致顯著的腫瘤消退，3 weekly doses后，BRD4-CHAMP誘導(dǎo)了腫瘤消退，大多數(shù)（6/8）腫瘤無法檢測到了。相比每日給藥（100 mg/kg；1X/day）的處于臨床階段的泛BET抑制劑MK-8628，BRD4-CHAMP顯示出了療效方面的潛在優(yōu)勢。