Mendobrak penghalang mulut（3）

Penemuan, optimasi, dan modifikasi selanjutnya dari PN-235 (icotrokinra, JN-2113)

Keuntungan dari peptida siklik yang diberikan secara oral telah dijelaskan secara rinci dalam artikel sebelumnya, dengan PN-235 menerima perhatian yang signifikan sebagai salah satu dari sedikit obat peptida siklik yang saat ini tersedia untuk pemberian oral. Pada tanggal 21 Juli 2025, Protagonis dan Janssen mengumumkan bahwa mereka telah mengajukan Permohonan Obat Baru (NDA) ke FDA untuk Icotrokinra, untuk pengobatan psoriasis plak sedang hingga berat pada orang dewasa dan anak-anak berusia 12 tahun ke atas. Jika disetujui, Icotrokinra diharapkan menjadi obat oral pertama di dunia yang menargetkan IL-23R untuk pengobatan psoriasis. Artikel ini berfokus pada proses penemuan dan strategi optimasi sistematis molekul ini, menggunakan tanggal publikasi paten sebagai garis waktu, dan juga merangkum arahan potensial untuk optimasi lebih lanjut.

Pada awal tahun 2007, Valorisation Hsj, Societe En Commandite mengajukan permohonan paten untuk antagonis peptida IL-23R (WO2009007849). Ini adalah salah satu paten paling awal yang melibatkan antagonis peptida IL-23R dalam informasi yang tersedia untuk umum. Paten ini menjelaskan serangkaian peptida yang menargetkan IL-23R, termasuk agonis APG-2301 dan antagonis APG-2303, APG-2305, APG-2307, dan APG-2309 (urutan ditunjukkan pada gambar di bawah). Tim menggunakan rangkaian asam amino IL-23R sebagai dasar, dikombinasikan dengan teknik pemodelan komputer, untuk menghasilkan peptida linier yang sesuai dengan daerah engselnya (meniru IL-23 dan bertindak sebagai antagonis IL-23R). Di antaranya, APG-2305 dan APG-2309 secara efektif menghambat fosforilasi STAT3 pada splenosit tikus secara in vitro, dengan nilai IC50 masing-masing 1 nM dan 2 nM. Selain itu, pada model IBD tikus, pengobatan dengan APG-2309 secara signifikan mengurangi edema dan kemerahan akibat peradangan, dan secara signifikan mengurangi infiltrasi leukosit mukosa dan kemacetan pembuluh darah, sehingga menunjukkan potensi anti-inflamasi dan terapeutik yang baik.

Pada tahun 2013, Medical Diagnostic Laboratories (MDL) menerbitkan paten (US20130029907) yang menjelaskan penemuan peptida pengikat IL-23R-menggunakan teknologi tampilan fag, yang berhasil mengidentifikasi beberapa rangkaian peptida yang secara spesifik mengikat IL-23R. Penelitian ini membuat pustaka tampilan fag M13 yang berisi rangkaian peptida 12{23}}mer acak dan melakukan beberapa putaran penyaringan menggunakan IL-23R rekombinan terlarut berdurasi penuh dan varian sambungannya sebagai target. Pada akhirnya, 27 peptida dengan aktivitas pengikatan diidentifikasi. Khususnya, urutan peptida ini menunjukkan kemiripan yang rendah dengan struktur kristal IL-23 yang dilaporkan oleh Beyer et al. (ID PDB: 3D85). Melalui penyelarasan urutan, para peneliti menemukan bahwa 66,7% peptida mengandung urutan pengenalan yang dilestarikan: -WX1X2X3W-, yang dihipotesiskan sebagai motif fungsional utama untuk mengikat IL-23R dan memblokir transduksi sinyal hilirnya (urutan representatif ditunjukkan pada gambar di bawah). Selanjutnya, para peneliti mengevaluasi aktivitas penghambatan peptida pada pengikatan IL-23 ke IL-23R menggunakan eksperimen ELISA kompetitif, mengidentifikasi Peptida 23 (peptida 12-mer) sebagai peptida paling aktif, yang secara signifikan menghambat pengikatan IL-23 ke IL-23R (IC50=0.85 µM).

Berdasarkan hal ini, tim mengoptimalkan struktur Peptida 23, termasuk memperpanjang atau memperpendek ujung C/N, mengganti asam amino internal dengan asam amino asam/netral/basa, dan modifikasi siklisasi. Hasil ELISA kompetitif menunjukkan bahwa perluasan asam amino di kedua ujung Peptida 23 memiliki pengaruh yang kecil terhadap aktivitas penghambatannya, namun pemendekan menyebabkan penurunan aktivitas penghambatan. Memodifikasi sifat muatan residu "X" dalam motif inti -WX1X2X3W- (misalnya, mengganti residu bermuatan negatif dengan residu lain yang bermuatan negatif, tidak bermuatan polar, atau bermuatan positif) tidak memengaruhi aktivitas penghambatannya secara signifikan, yang menunjukkan bahwa karakteristik muatan residu di wilayah ini bukanlah penentu utama aktivitas pengikatan. Mengganti salah satu residu triptofan (W) dalam struktur inti dengan fenilalanin (F) atau tirosin (Y) mempertahankan kemampuan penghambatannya, sedangkan menggantinya dengan alanin (A) mengurangi aktivitas, yang konsisten dengan karakteristik urutan yang diperoleh dari penyaringan tampilan fag sebelumnya.

Selain itu, memperpendek Peptida 23.15 sambil mempertahankan struktur inti -WQDYW-, meskipun motif inti dipertahankan, secara signifikan melemahkan aktivitas penghambatannya. Selain itu, memasukkan sistein (Cys) di kedua ujungnya untuk membentuk peptida siklik menghasilkan aktivitas yang sebanding dengan peptida linier; namun, mengurangi ukuran peptida siklik menjadi 7 atau 9 peptida sambil mempertahankan struktur inti secara signifikan melemahkan kemampuannya untuk menghambat IL-23R.

Dalam dua paten berikutnya yang diterbitkan oleh MDL (US20130172272 dan US20160039878), peneliti menggunakan struktur inti -WX1X2X3W- sebagai perancah dan membuat serta menyaring pustaka peptida yang ditargetkan menggunakan teknologi tampilan ribosom (urutan pustaka peptida: XXXWXXYWXXXX). Setelah delapan putaran penyaringan, peptida tersebut dibagi lagi berdasarkan struktur -WX1X2YW-: Grup A berisi -WVDYW-, Grup B berisi -WQDYW-, dan Grup C berisi peptida dengan rangkaian inti lainnya. Uji aktivitas ELISA menunjukkan bahwa Peptida No. 2/7 di Grup A memiliki aktivitas yang lebih unggul dibandingkan Peptida No. 23.19 yang diungkapkan dalam paten sebelumnya. Dalam pengujian ELISA kompetitif, Peptida No. 7 memiliki IC50 sebesar 58,0 nM, dan Peptida No. 2 memiliki IC50 sebesar 34,6 nM.

Selanjutnya, dengan menggunakan Peptida NO.2 dan Peptida NO.7 sebagai titik awal, tiga peptida siklik dirancang dan disintesis: 2HT-AA, 7-CC, dan 7HT-AA. Di antaranya, molekul 2HT-AA, berdasarkan siklisasi kepala-ke-ekor residu alanin di kedua ujung Peptida NO.2, menunjukkan aktivitas terbaik (struktur ditunjukkan pada gambar di bawah), dengan ELISA IC50 kompetitif sebesar 8,1 nM dan aktivitas reporter sebesar 341,8 nM (metode pengujian: IL-23 menstimulasi garis sel DB ditransfeksi dengan gen reporter STAT3, dan aktivitas penghambatan diukur dengan mendeteksi ekspresi gen reporter). Hal ini menunjukkan peningkatan aktivitas sebesar 4-6 kali lipat dibandingkan dengan peptida linier. Dalam uji aktivitas in vitro, 2HT-AA secara efektif menghambat sekresi IL-17F yang diinduksi IL-23 pada sel Th17 manusia dengan cara yang bergantung pada konsentrasi dan memblokir produksi IL-22 pada PBMC manusia dan splenosit tikus. Secara bersamaan, peptida siklik ini juga menurunkan regulasi level mRNA IL-17F pada splenosit tikus. Sayangnya, meskipun aktivitas farmakologis 2HT-AA menjanjikan, tidak ada laporan optimasi selanjutnya dari struktur peptida siklik dan turunannya oleh MDL yang ditemukan.