VVD-844

10月9日，拜耳的子公司Vividion Therapeutics在《科学》杂志上发表一篇文章，通过特异性阻断RAS和PI3Kα之间的相互作用来抑制RAS依赖性PI3Kα致癌信号传导的小分子的发现和临床前表征， 不会破坏稳态信号传导。名为 VVD-699 等化合物可以有效抑制 RAS 突变肿瘤和 HER2 过表达肿瘤的生长，且不会引起与传统 PI3Kα 抑制剂相关的高血糖等毒性。 RAS突变存在于约20%的人类癌症中，通过同时激活丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）和磷脂酰肌醇3-激酶（PI3K）两条关键通路，导致疾病极具侵袭性。虽然在RAS驱动的癌症细胞和动物模型中，同时抑制MAPK和PI3K通路效果更佳，但由于传统PI3Kα抑制剂会抑制RAS依赖性和非依赖性PI3K信号传导，导致严重的剂量限制性毒性，最常见的是高血糖和皮疹，从而限制了其临床应用。这些毒性尤其会严重破坏胰岛素对葡萄糖稳态的调控。然而，研究表明，对PI3Kα的RAS结合域（RBD）进行基因破坏，可以在不影响葡萄糖稳态的情况下，阻碍RAS驱动的肿瘤生长。基于此，选择性地阻断RAS-PI3Kα相互作用，成为治疗RAS依赖性癌症的潜在策略。 研究人员开发了一系列新型小分子，它们能够与PI3K p110α RBD中独有的半胱氨酸242 (Cys242) 共价结合，从而阻断RAS对PI3Kα活性的激活。通过靶向化学蛋白质组学筛选，发现了多种能够选择性地与Cys242形成共价键的化合物，包括VVD-442、VVD-699、VVD-844和VVD-579等阻断剂。 这些化合物与p110α-Cys242的结合效力达到了纳米摩尔 (nM) 级别。通过X射线共晶结构分析发现，VVD-442结合在Cys242旁边的疏水槽中，并诱导了p110α RBD构象变化，使第4螺旋N端和Tyr246侧链发生位移。这种构象上的改变使得p110α的结合状态与RAS的结合状态不兼容，从而破坏了RAS-p110α的相互作用，而非通过直接的空间位阻。 VVD-699作为代表性分子，在KRAS突变的H358肺癌细胞裂解物中有效结合Cys242。在细胞水平上，VVD-699成功抑制了PI3Kα的下游靶标——AKT蛋白的磷酸化（pAKT），但它在生化分析中对PI3Kα的脂质激酶活性没有影响，证实了其作用机制是通过阻断相互作用。无论癌细胞携带何种KRAS或HRAS突变，VVD-699都能以相似的效力和程度抑制RAS与p110α的相互作用，并在多种RAS突变或KRAS/p110α共突变癌细胞系中抑制了pAKT的激活。 尽管VVD-699对KRAS突变细胞的体外生长影响较小，但人表皮生长因子受体2 (HER2) 过表达的细胞系却表现出独特的敏感性，pAKT抑制程度甚至高于RAS突变环境。在HER2过表达细胞N87中，VVD-699（阻断剂）和VVD-484（沉默配体，不影响RAS互动）均能强烈抑制pAKT，暗示Cys242配体对HER2信号传导的抑制可能通过RAS非依赖性机制发生。这一机制与直接抑制所有RAS异构体的分子（如RMC-6236）不同：在HER2OE细胞中，RMC-6236对pAKT的抑制效果高度可变，而VVD-699几乎可以完全抑制pAKT。研究进一步排除了该机制涉及非经典RAS亚型（如MRAS和RRAS）的可能性，因为VVD-484对这些相互作用没有强烈抑制作用。 在体内模型中，这些共价抑制剂展现了不错的效果。在FaDu（KRAS扩增）异种移植瘤小鼠模型中，VVD-699实现了与临床剂量alpelisib相当的肿瘤生长抑制。高剂量（30或100 mg/kg）的VVD-699在小鼠体内没有影响正常的血糖调节或胰岛素分泌，成功避免了传统PI3K抑制剂带来的高血糖这一限制性毒性。除了KRAS突变，这些化合物在HER2OE PDX模型 (BR10564) 中也抑制了肿瘤生长，并且VVD-844在对第三代EGFR抑制剂（osimertinib）产生耐药性的EGFR突变PDX模型 (CTG-3196) 中也显示出肿瘤抑制作用。 鉴于单独靶向RAS效应通路效果有限，联合治疗策略至关重要。将VVD-699与MEK抑制剂binimetinib联合使用，在A549和H1975异种移植瘤中实现了比单药治疗显著改善的持久肿瘤控制。此外，这些阻断剂在克服KRASG12C抑制剂的耐药性方面也显示出前景。例如，H2122细胞在sotorasib治疗24小时后，PI3K/AKT信号通路会恢复激活。但VVD-699能维持对pAKT的抑制，并且与sotorasib联合使用时，能在24小时内持续抑制PI3K/AKT和MAPK通路。 这可能是由于野生型H/NRAS参与了KRASG12C失活后的PI3Kα反馈再激活。在免疫健全的小鼠KRASG12C肺癌模型中，VVD-844与adagrasib联合治疗，实现了100%小鼠的完全且持久缓解，显著延长了生存期。VVD-699、sotorasib和binimetinib的三联疗法，在H2122异种移植瘤中更是实现了持久的肿瘤消退。 这些结果再次强调了RAS与p110α RBD相互作用在癌症细胞PI3Kα活性调控中的重要性。这项工作不仅证实了阻断RAS-PI3Kα相互作用可以有效抑制广泛RAS依赖性肿瘤的生长，还意外揭示了其在HER2过表达癌症中的独特疗效。尽管VVD-699（通过稳定不兼容构象阻断）与结构不同的BBO-10203（通过直接空间冲突阻断）在作用机制上有所区别，但两者对PI3Kα信号传导的影响惊人地相似，且均避免了传统PI3K抑制剂引起的高血糖问题。 PI3Kα激活是人类癌症中最常见的致癌事件之一。这种选择性靶向RAS和HER2介导的PI3Kα激活的新策略，有望克服传统PI3Kα激酶抑制剂治疗窗口窄的局限性。目前，基于这项研究进一步优化的分子（VVD-159642）已经进入临床I期试验 (NCT06804824)，为RAS通路激活和HER2过表达癌症患者带来了新的希望。 参考文献：Covalent inhibitors of the PI3Kα RAS binding domain impair tumor growth driven by RAS and HER2 推文用于传递知识，如因版权等有疑问，请于本文刊发30日内联系医药速览。 原创内容未经授权，禁止转载至其他平台。 ©2021 医药速览 保留所有权利 往期链接 “小小疫苗”养成记 | 医药公司管线盘点  人人学懂免疫学| 人人学懂免疫学（语音版） 综述文章解读 | 文献略读 | 医学科普|医药前沿笔记 PROTAC技术| 抗体药物| 抗体药物偶联-ADC 核酸疫苗 | CAR技术| 化学生物学 温馨提示 医药速览公众号目前已经有近12个交流群（好学，有趣且奔波于医药圈人才聚集于此）。进群请扫描上方二维码，备注“姓名/昵称-企业/高校-具体研究领域/专业”，此群仅为科研交流群，非诚勿扰。 简单操作即可星标⭐️医药速览，第一时间收到我们的推送 ①点击标题下方“医药速览”   ②至右上角“...”  ③点击“设为星标

上期谈到首个RAS:PI3Kα PPI抑制剂临床分子BBO-10203可能的发现过程。目前这类分子的发现过程尚未完全披露，据前些天AACR的报道，相关文章已被接收，等待发表。今年初披露了相关glue分子的三元复合物结构 (如下图)，也足够看个大概。图中绿色为PI3Kα p110α亚基，红色为KRAS，紫红色小分子glue D927。如何将glue转换成breaker (或者说inhibitor) 呢，这里其实主要做了两部分工作。一是引入与KRAS的steric clashes，破坏PPI；二是共价临近的cysteine，进一步增强与PI3Kα的binding。如下图。目前还有一类RAS:PI3Kα PPI抑制剂报道，来自Vividion公司，相关分子也已进入临床。从2D结构可以看出，两家公司的分子还是很不一样，不过都带有一个covalent warhead。两类临床分子正是都与cysteine 242共价。进一步结构叠合可以看出二者结合在同一口袋，但占据的空间不尽相同。值得注意的是，不同于BBO-10203，从复合物结构来看，VVD-442与KRAS并没有直接的steric clash，其破坏PPI的机制更微妙一些，据分析是由于扰动了口袋附近几个 (原本) 与KRAS作用的残基，而且在Vividion系列，同样发现有glue或者silent分子，详情可见他们去年发的预印本文章 (Covalent inhibitors of the RAS binding domain of PI3Kα impair tumor growth driven by RAS and HER2)。https://doi.org/10.1038/s41467-024-55766-xhttps://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.17.629001v2声明：发表/转载本文仅仅是出于传播信息的需要，并不意味着代表本公众号观点或证实其内容的真实性。据此内容作出的任何判断，后果自负。若有侵权，告知必删！长按关注本公众号   粉丝群/投稿/授权/广告等请联系公众号助手 觉得本文好看，请点这里↓