编辑推荐:
在药物研发中,准确测定 PROTACs 的血浆蛋白未结合分数(fu,p)颇具挑战。研究人员用预饱和技术等方法研究其血浆蛋白结合情况,发现不同 PROTACs 结合率在 0.03% - 3%,预饱和低温法有效。该研究为改进相关测定方法提供思路。
在药物研发的奇妙世界里,有一类新型分子正逐渐崭露头角,它就是靶向蛋白降解嵌合体(PROTACs)。PROTACs 就像一把神奇的 “分子剪刀”,与传统小分子药物只能抑制蛋白活性不同,它能够精准地 “剪断” 目标蛋白,让其失去活性 ,从而在疾病治疗领域展现出巨大的潜力。不过,这把 “剪刀” 也面临着不少麻烦。PROTACs 分子量大、脂溶性高,常常会超出 “类药五规则” 的范围。这一特性使得它们在体外药理活性、安全性以及药代动力学(ADME)等研究中状况百出,比如容易出现沉淀,还特别爱和实验器材 “黏” 在一起,产生非特异性结合,严重影响实验结果的准确性。
准确测定 PROTACs 在血浆中的蛋白结合情况至关重要。因为这不仅有助于预测药物 - 药物相互作用(DDIs),判断是否需要开展临床 DDIs 研究,还能校正体外药理活性试验中的游离分数,帮助理解药物在不同物种体内的差异,建立体内外相关性,评估药物安全性。但目前,针对 PROTACs 这类挑战性化合物,还缺乏系统的血浆蛋白结合测定方法评估。在这样的背景下,来自国外(文中作者均为辉瑞公司员工)的研究人员决心开展一项研究,试图攻克这一难题。该研究成果发表在《Drug Metabolism and Disposition》上,为该领域带来了新的曙光。
研究人员开展的这项研究,主要围绕如何准确测定 PROTACs 的血浆蛋白结合率展开。他们选取了 4 种具有代表性的 PROTACs,分别是基于 cereblon 的 ARV - 110 和 dTAG - 13,以及基于 Von Hippel - Lindau(VHL)的 ARV - 771 和 ERRα - degrader - 3,采用平衡透析法及其改进的预饱和技术,并结合正交方法进行研究。
在研究过程中,主要运用了以下关键技术方法:一是平衡透析法,这是一种常用的测定血浆蛋白结合率的方法,具有高通量的优势;二是改进的预饱和技术,通过用不同浓度的化合物预孵育透析池的供体和受体隔室,多次重复预饱和并过夜孵育,减少非特异性结合,提高测定准确性;三是正交方法,用于对所得fu,p数据进行验证,增强结果的可信度 。
下面来看具体的研究结果:
- PROTACs 血浆蛋白结合率测定的复杂性:由于 PROTACs 的高脂溶性、低溶解性和稳定性问题,在早期体外 ADME 分析中准确测量其在人血浆中的未结合分数(fu,p)困难重重。
- 不同 PROTACs 的血浆蛋白结合率情况:研究发现这 4 种 PROTACs 的血浆蛋白结合率范围在 0.03% - 3%。其中 ARV - 110 和 dTAG - 13 与血浆蛋白的结合程度极高,fu,p ≤ 0.004。在标准平衡透析法下,除 ARV - 771 外,其他化合物的测定结果存在高变异性或不稳定的情况。经过预饱和处理并调整温度(37°C 或 4°C)后,成功获得了 ARV - 771(fu,p = 0.020,95% 置信区间 [CI]:0.019 - 0.021)、dTAG - 13(fu,p = 0.0028,95% CI:0.0024 - 0.0033)和 ARV - 110(fu,p = 0.00042,95% CI:0.00033 - 0.00054)的fu,p值,而 ERRα - degrader - 3 在所有条件下均不稳定。
- 不同技术测定结果的比较:通过对比不同技术测定 ARV - 110、dTAG - 13 和 ARV - 771 的结合值,发现所评估的方法之间具有良好的一致性(差异在 1.1 - 2.7 倍之间)。
综合研究结果,研究人员得出结论:利用低温预饱和技术能够有效地测定具有挑战性的不稳定降解剂的蛋白结合情况。预饱和技术可以确保系统达到平衡,减少因化合物与实验设备的非特异性结合导致的实验失败。这项研究详细阐述了利用当代结合分析方法评估复杂 PROTACs 分子血浆蛋白结合情况的过程,针对 PROTACs 这类化合物蛋白结合测定失败率较高的问题,提出了有效的改进策略,提高了测定 PROTACs 血浆蛋白结合率的效率,为优化目前药物研究中广泛使用的蛋白结合测定方法提供了宝贵的见解,推动了 PROTACs 在药物研发领域的进一步发展,为未来开发更安全、有效的药物奠定了重要基础。