SY-5609

细胞周期蛋白依赖性激酶7 (CDK7) 是一种丝氨酸-苏氨酸激酶，与Cyclin H和CDK激活激酶 (MAT1) 的MNAT1组分形成三聚体CDK激活激酶 (CAK) 复合物，磷酸化下游细胞周期蛋白依赖性激酶CDK1、2、4和6。CDK1/2/4/6激活直接促进细胞周期进程。此外，CAK复合物作为转录因子IIH (TFIIH) 复合物的一部分发挥作用，并在Ser5和Ser7位点磷酸化RNA Pol II的C末端结构域 (CTD) ，这是转录起始和延伸的重要步骤。CDK7还可以直接磷酸化或调节几种关键致癌因子（如c-Myc）的表达。因此，这些功能使CDK7成为肿瘤适应症中具有吸引力的靶标。目前，几种CDK7抑制剂已进入临床试验阶段。正在进行的I/II期临床试验包括ICEC0942 (CT7001) 、SY-1365/SY-5609系列和LY3405105。其中SY-1365因静脉给药时临床活性和耐受性不佳而被停用；而SY-5609表现出较强烈的胃肠道反应和血液毒性。 为了改善上述问题，英矽智能公司以化合物SY-5609为先导化合物，经过广泛的构效关系研究和ADME优化，成功获得了强效大环非共价CDK7抑制剂化合物13，在异种移植模型中表现出优越的体外活性、良好的ADME特性和出色的体内抗肿瘤活性。更重要的是，化合物13表现出较好的Caco-2通透性，降低了大鼠的肠道分布和血液/血浆比率；从而减轻胃肠道影响和血液毒性副作用。 研究内容 1. 化合物设计及构效关系研究 作者以选择性高，药效显著但具有胃肠道反应和血液毒性等副作用的SY-5609为先导化合物，基于公开获得的来自PDB (PDB ID: 7B5O) 的CDK7晶体结构重建了同源模型。通过CDK7与SY-5609的结合模式（图1A）发现，SY-5609的氨基嘧啶和吲哚之间的二面角稳定分布在30°和40°之间。然而，SY-5609本身在其最低能量构象中具有90°的二面角。因此，作者构建了大环分子以实现与结合构象一致的低能量构象。通过大环化策略用酰胺将SY-5609的氰基位置和哌啶基连接，通过改变linker类型，形成了一系列大环化合物（图1B-D），其中化合物2和3的最低能量构象的二面角分别为38.6°和41.7°，与它们的结合模式构象的二面角分别为22.9°和41.0°相当（图1E-F）。化合物2和3均显示出有效的CDK7酶抑制活性（IC50为11 nM和4.6 nM，表1）和HCC70细胞抗增殖活性（IC50为1821 nM和207 nM），但均比SY-5609活性差。 图1 (A) SY-5609与CDK7复合物的结合方式；(B) 构建大环的连接位点; (C) linker结构；(D) 大环骨架具有最短的连接子；(E) 化合物2的最低能构象与结合构象的比较；(F) 化合物3的最低能构象与结合构象的比较[1] 为进一步提高抑制活性，在化合物3上引入二甲基氧化膦作为非典型氢键受体设计并合成化合物4（表1）。与化合物3相比，化合物4表现出高结合亲和力 (CDK7 Kd= 0.16 nM) 和更优的细胞活性 (HCC70 IC50= 33 nM) 。随后，进一步探索大环linker长度和类型。相较于化合物4，具有醚链的化合物7表现出更高的结合亲和力 (SPR Kd= 0.06 nM) 和相当的抗增殖活性 (HCC70 IC50= 29 nM) 。 表1  CDK7抑制剂的体外酶活性、结合亲和力和细胞活性[1] 进一步评估化合物4和7的体外ADME和体内小鼠PK特性（表2）。化合物4在小鼠体内的清除率中等 (49.3 mL/min/kg) ，而化合物7在小鼠体内的清除率要高得多 (95.9 mL/min/kg) ，表明它们有可能发生肝外代谢。在小鼠口服PK分析中，化合物4和7的口服生物利用度都很低（分别为0.7%和23%），可能是由于亲脂性不理想（cLogD = -0.29和0.08）、氢键供体过多以及碱性胺的pKa过高导致口服渗透性低，影响口服后的肠道吸收。 表2  化合物4和7的体外ADME和体内小鼠PK特性[1] 为了进一步优化体外ADME和体内PK特性，设计了一系列具有较高亲脂性、更少氢键供体 (HBD) 和碱性胺pKa更低的化合物（表3）。其中二氟化合物13显示出更好的Caco-2的渗透性 (3.69 × 10-6 cm/s，ER = 5.1) ，在HCC70细胞中表现出有效的细胞抑制作用（IC50= 24.6 nM）和OVCAR3 (IC50= 57.0 nM) 。 表3  CDK7抑制剂的体外结合亲和力、细胞活性和Caco-2通透性[1] 2. 体内外PK研究 与化合物1相比，化合物13表现出较低的分布容积 (VSS= 0.24 – 2.6 L/kg) 以及较短的T1/2 (0.6 ~ 3.4 h) ，且化合物13的碱度降低会降低肠道分布、保留时间和血浆比率。这些特征可以防止潜在的胃肠道副作用和血液毒性（图2A）。在多个不同物种（大鼠、狗和小鼠）中，化合物13也显示出良好的血浆暴露和口服生物利用度（图2C）。此外，化合物13的肠道和血浆浓度下降速度比化合物1快很多，这可能是由于其T1/2 较短，可能有利于减轻药物不良反应（图2D）。在体外ADME和安全性方面（图2B），化合物13表现出良好的理化特性，具有足够的PBS溶解度 (917 μg/mL) 。体外微粒体代谢稳定性表明，化合物13在人、小鼠和大鼠的清除率相对较高，人的血浆稳定性良好 (T1/2 > 289 min) 。体外安全性分析表明，在所有测试的CYP同工酶中，都没有强效的CYP抑制作用，且hERG风险较低 (IC50= 9.94 μM) 。与此相反，化合物1对CYP2D6有强效抑制作用 (IC50= 0.075 μM) ，表明可能存在药物间相互作用 (DDI) 风险。 图2  化合物13的体内外ADME及安全性[1] 此外，激酶谱显示，化合物13表现出16-3034倍的选择性抑制作用 (Kd= 0.18 nM) ，具有良好的选择性。在OVCAR3卵巢癌异种移植模型小鼠中，2、5、10和20 mg/kg剂量的化合物13能明显抑制肿瘤生长，相对于用vehicle治疗的小鼠，TGI（肿瘤生长抑制率）约为110%；在三阴性乳腺癌 (TNBC) HCC70异种移植模型中，化合物13具有剂量依赖性抗肿瘤活性，其终点TGI分别为36% (1 mg/kg) 、120% (3 mg/kg) 和175% (10 mg/kg) 。 总结 这项研究利用大环化策略，开发了一系列新型大环化合物作为非共价CDK7抑制剂，发现化合物13具有良好的体外活性、选择性、ADME特性和Caco-2渗透性，同时表现出较短的T1/2、较高的口服暴露量和良好的生物利用度，并且由于化合物碱性降低，分布容积变小，导致大鼠肠道分布减少，血液/血浆比率降低。这些特性可能会减轻现有CDK7抑制剂的胃肠道和血液毒性副作用。此外，化合物13作为单药在OVACR3和HCC70异种移植模型中表现出了强大的抗肿瘤活性，治疗耐受性良好。 参考文献  [1] Lu H, Zhang Y, Liu J, et al. Discovery of a Novel Macrocyclic Noncovalent CDK7 Inhibitor for Cancer Therapy. Journal of Medicinal Chemistry. 2024, 67(22):20580-20594 供稿：冷利敏 校稿：陈娜/耿小菊 编辑：汤荣凡 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↓

Syros Pharmaceuticals’ share price nosedived after its last drug candidate flunked a trial in hematological malignancies for the second time in recent months. In a 190-participant Phase 3 trial, the biotech’s tamibarotene plus azacitidine led to a 23.8% complete response rate in people with newly diagnosed higher-risk myelodysplastic syndromes and RARA gene overexpression versus 18.8% for azacitidine plus placebo. The result was not statistically significant with a p-value of 0.2084, according to a Tuesday release . Syros’ share price $SYRS was down 80% premarket Wednesday. The trial failure triggers a default event under the terms of Syros’ secured loan facility with Oxford Finance. The biotech plans to stop the trial, analyze the data and “evaluate the next steps,” CEO Conley Chee said in the release. The study flop comes just three months after an August disappointment for a tamibarotene triplet regimen in a Phase 2 study of newly diagnosed, unfit patients with acute myeloid leukemia and RARA gene overexpression. Tamibarotene is a retinoid acid receptor alpha agonist. “Tamibarotene’s demise brings to an end Syros’ last clinical program,” TD Cowen analysts said in a Wednesday note, adding the company is likely to end all development of the drug. The biotech previously stopped work on two other clinical candidates, SY-2101 and SY-5609, although it said on an earnings call last month it is looking for licensing opportunities for the latter. The company reported $58.3 million in cash and equivalents as of the end of September.