Par Shawn Johnstone, directeur de la chimie
Les ligands du récepteur 2 activé par la protéase révèlent des mécanismes orthostériques et allostériques d'inhibition du récepteur
Les RCPG sont des cibles importantes à étudier, non seulement en raison de leur potentiel thérapeutique élevé, mais aussi d'un point de vue mécanique, en raison de la complexité de la signalisation en aval et de la diversité des modes de modulation. PAR2 est un RCPG particulièrement intéressant car son activation est inhabituelle. Après qu'une protéase extracellulaire a clivé l'extrémité N-terminale de PAR2, le peptide tronqué se rétracte, se lie et s'active. PAR2 occupe également une place historique importante dans notre compréhension croissante de la relation entre la signalisation biaisée et les résultats thérapeutiques. Ce peptide tronqué se rétracte, se lie et s'active lui-même. Communication de la nature L'article de recherche met en lumière plusieurs de ces phénomènes mécanistiques passionnants et décrit ensuite comment les outils modernes de découverte de médicaments peuvent être utilisés pour définir et détailler les interactions complexes entre les RCPG et les ligands, en indiquant de nouvelles directions pour contrôler les résultats thérapeutiques.
La précédente cristallographie aux rayons X de PAR2, combinée à des ligands nouvellement identifiés, a révélé des mécanismes d'inhibition distincts.
Avant ce rapport, l'emplacement exact du site orthostérique de PAR2 était inconnu. Une équipe d'experts de Heptares et AstraZeneca a cristallisé PAR2 avec trois nouveaux ligands et a identifié deux sites de liaison distincts, mais n'a pas identifié définitivement le site orthostérique. Dans ce rapport, l'équipe d'Heptares et d'AstraZeneca a utilisé un essai de déplacement de radioligand, l'analyse de Schild (avec un agoniste endogène et des concentrations croissantes de ligand) et la cinétique de liaison à partir d'expériences SPR pour élucider les mécanismes d'antagonisme. Un ligand de PAR2, l'AZ8838, a bloqué la liaison de l'agoniste endogène dans la SPR et a déplacé vers la droite les courbes concentration-réponse sans modifier la réponse maximale (pente de Schild de 1), ce qui indique que le site de liaison de l'AZ8838 (identifié par cristallographie) et le site orthostérique de PAR2 se chevauchent.
L'un des avantages des bibliothèques d'ADN dans le processus de découverte de médicaments à base de petites molécules est une plus grande exploration de l'espace chimique pour l'identification de nouveaux candidats non apparentés avec des mécanismes distincts.
Un second ligand, AZ3451, découvert par X-Chem à partir d'un criblage DEL sur PAR2, se lie à PAR2 de manière non compétitive avec un antagonisme saturable et une pente de Schild <1, présentant un profil chimique complètement différent de celui de l'AZ8838. La “dépendance à l'égard de la sonde”, dans laquelle les ligands allostériques et orthostériques influencent réciproquement la puissance, le biais du signal et la cinétique de liaison, était évidente dans les essais de liaison, les essais cellulaires et les essais biophysiques. Il s'agissait notamment d'une réponse biphasique inhabituelle, dépendante de la sonde, et d'une augmentation de l'activité de la sonde. ksur en présence d'un agoniste. La coopérativité allostérique a été quantifiée en ajustant les données de Schild au modèle allostérique opérationnel. La coopérativité allostérique de l'AZ3451 penche plus fortement vers l'affinité que vers l'efficacité. Au fur et à mesure que la sonde changeait, la coopérativité changeait mais restait pondérée par l'affinité. Combinées, ces données établissent fermement que l'AZ3451 est un modulateur allostérique négatif (NAM) de PAR2.
Une démonstration réussie de la complémentarité de la DEL avec le processus de découverte de médicaments
Les deux ligands ont été efficaces dans un modèle anti-inflammatoire in vivo, malgré leurs différences de mécanismes d'antagonisme. Ils ont réduit l'inflammation de la patte induite par l'agoniste PAR2 à des doses de 10 mg/kg et ont inhibé l'activation et la dégranulation des mastocytes et des neutrophiles dans un modèle de rat.
En résumé, deux mécanismes distincts d'inhibition de PAR2 ont été identifiés, révélant différentes méthodes de modulation potentielle. La modulation de PAR2 continuera d'évoluer en tant que stratégie thérapeutique pour traiter la douleur et l'inflammation. Communication de la nature L'article présente des méthodes et des stratégies qui peuvent être utilisées pour étudier les effets du biais du signal, de la cinétique de liaison et de la coopérativité allostérique sur les résultats thérapeutiques.
