Par Stéphane Turcotte, Senior Principal Scientist

Si le lien est éternel, il doit être sûr.

Les médicaments covalents se sont révélés être des thérapies efficaces pour diverses indications. Toutefois, pour des raisons de sécurité, les composés covalents ne sont pas toujours envisagés lors du lancement d'un projet de découverte de médicaments ciblés. Des méthodes permettant d'évaluer avec précision la réactivité des ogives covalentes irréversibles et réversibles dès le début d'un projet seraient précieuses pour limiter les risques liés au développement de médicaments en aval. Nous avons récemment publié un perspective dans ACS Chem Biol sur les approches actuelles de la technologie DEL covalente et les étapes futures pour faire avancer le domaine.

Dans le cadre d'un projet de découverte de médicaments, pour s'assurer que les inhibiteurs covalents puissants ne sont pas promiscuités, on teste la réactivité des composés électrophiles avec les thiols. Cette mesure est effectuée à l'aide d'un test de réactivité au glutathion (GSH), dans lequel un composé est incubé avec un excès de GSH, et la consommation du composé est mesurée par chromatographie liquide-spectrométrie de masse afin de déterminer une constante de vitesse de pseudo-premier ordre.¹ La demi-vie du GSH peut alors être déterminée à partir de cette constante de vitesse. Les médicaments plus sûrs ont généralement une demi-vie de GSH plus longue.

Le test de réactivité du GSH actuellement utilisé par l'industrie présente plusieurs limites. Il traite les ogives covalentes irréversibles et réversibles de la même manière. Il dépend de la concentration, il est difficile de reproduire les mêmes résultats dans différents laboratoires et il n'est pas toujours prédictif de la toxicité. Chez X-Chem, nous avons développé un nouveau test GSH pour répondre à certaines de ces limitations (Fig. 1).

Figure 1. (A) L'essai de réactivité du GSH standard de l'industrie est utilisé pour mesurer la réactivité par le biais de la demi-vie du GSH, comparé à (B) l'essai de réactivité du GSH de X-Chem pour les ogives covalentes réversibles, qui mesure la demi-vie du GSH. k_éteint plutôt que la réactivité, et (C) le test de réactivité du GSH de X-Chem pour les ogives covalentes irréversibles, qui est utilisé pour comparer la réactivité du GSH par rapport à la cible protéique avec la même constante de vitesse du second ordre, k_inactif/K_I.

Notre nouveau test GSH est similaire à la norme industrielle en termes de procédures impliquées dans le travail humide, et est également à haut débit, mais nous prenons en compte des paramètres supplémentaires lors de l'analyse des données, de sorte que nous pouvons résoudre la cinétique de la réactivité de l'ogive.

Par exemple, pour les ogives covalentes réversibles, nous utilisons le taux de désactivation et non le taux de réactivité comme prédicteur de la toxicité. Nous mesurons la concentration d'équilibre de l'adduit GSH à différentes concentrations de GSH, puis nous déterminons K_d et le taux de chômage (k_éteint) pour la réaction réversible. Nous évaluons la toxicité par la différence entre le temps de séjour (1/k_éteint) sur la cible protéique et sur le GSH.

Pour les ogives covalentes irréversibles, nous mesurons l'augmentation de la concentration de l'adduit GSH en fonction du temps à différentes concentrations de GSH. Nous traçons ensuite les différentes constantes de vitesse observées ensemble pour résoudre la question suivante k_inactif et K_I. Cette méthode d'évaluation de la réactivité s'apparente à l'exigence de la FDA en matière d'inhibition du CYP et est également la méthode que les chercheurs en médicaments covalents utilisent déjà pour évaluer la réactivité sur la cible. Nous évaluons la toxicité par la différence entre k_inactif/K_I pour la protéine cible et le GSH.

En modifiant la façon dont nous extrayons les constantes cinétiques des données de réactivité, nous pouvons générer des prédicteurs de toxicité et différencier la cinétique des ogives réversibles et irréversibles. En outre, nos résultats sont conformes aux meilleures pratiques en matière d'analyse des adduits des protéines covalentes. Cet essai nous aide non seulement à concevoir et à incorporer des blocs de construction covalents plus raffinés (dont les structures sont basées sur des médicaments approuvés et en phase avancée de développement qui ciblent Cys, Lys, Ser) pour nos bibliothèques codées sur ADN pour le criblage, mais il fournit également à nos partenaires de meilleurs outils pour optimiser et dérisquer leurs hits et leurs leads covalents.

Référence

1. Boike, L. et al. Progrès dans la découverte de médicaments covalents.Nat Rev Drug Discov, 2022, 21, 881-898.

Lecture complémentaire :

1. Gai, C. et al. Approches avancées du développement de médicaments covalents ciblés.RSC medicinal chemistry, 2022, 13(12), 1460-1475.
2. Faridoon, Ng R. et al. Mise à jour sur la découverte et le développement d'inhibiteurs covalents réversibles.Medicinal Chemistry Research, 2023, 32(6), 1039-1062.
3. Strelow, J.M. Une perspective sur la cinétique de l'inhibition covalente et irréversible. SLAS Discovery, 2017, 22(1), 3-20.
4. Brum, L. In Vitro Études d'interactions médicamenteuses - Interactions médicamenteuses médiées par les enzymes du cytochrome P450 et les transporteurs Guide pour l'industrie.