קולטן ה- Farnesoid X (FXR) הוא קולטן גרעיני של חומצת מרה הממלא תפקיד מכריע בוויסות חומצת המרה וסטרול מטבוליזם. חומצות מרה הן ליגנדים טבעיים של FXR, הנקשרים לכיס המחייב ליגנד (LBP) בתחום המחייב הליגנד (LBD) של FXR, מה שמביא לשינויים קונפורמציונליים המגייסים פעילים משותפים ומפעילים פעילות תעתיקית. אנטגוניסטים FXR אנדוגניים או סינטטיים נוכחיים, כמו חומצה גליקקו-ארסודוקסיכולה, מכוונים ל- LBP על ידי חסימת תחרותית של הכריכה של חומצות מרה המפעילות FXR כמו חומצה צ'נוודוקסיצ'ולית, ובכך מעכבת את פעילות ה- FXR. מחקרים אישרו כי אנטגוניסטים של FXR מעיים יכולים לשפר ביעילות את ההפרעות המטבוליות, במיוחד בטיפול בסטטוהפטיטיס הקשורה לתפקוד מטבולי (MASH). עם זאת, אנטגוניסטים FXR מסורתיים הם ברובם רגולטורים עקיפים של פעילות FXR, ועיכובם מושפע לעתים קרובות משיעור חומצות המרה עם תכונות אנטגוניסטיות ואגוניסטיות בבריכת חומצות המרה, מה שמוביל להשפעות חלשות ולא יציבות.
פפטידים מחזוריים, המשלבים מאפיינים של מולקולות קטנות וחלבונים כאחד, התגלו כמולקולות משמעותיות לוויסות אינטראקציות חלבון -חלבון (PPIs). מחקרים אחרונים אישרו את יעילותם בהשפעה על חילוף החומרים והרכב המיקרוביוטה של מעי. יתר על כן, פפטידים מחזוריים מראים ליפופיליות חזקה, מה שהופך אותם פחות לסביר לחדור לאפיתל המעי ומתאים יותר להתפתחות תרופות ממוקדת במעי. היציבות המבנית המובנית שלהם מבטיחה גם עמידות בפני השפלה פרוטאוליטית, ומשפרת את יציבותם ומשך הפעולה שלהם במעי. לפיכך, פיתוח פפטידים מחזוריים FXR-אנטגוניסטיים מחזיקים הבטחה ליצירת אנטגוניסטים FXR ממוקדים במעי.
מחקר שפורסם לאחרונה בפורסם ב מטבוליזם של החיים הציג פפטיד מחזורי חדשני, DC646, אשר נקשר באופן ספציפי לאתר הכריכה המשותף של FXR, ובכך חוסם את גיוס המפעילים המשותפים, הפחתת ייצור סרמיד מעיים, וקידום שחרור פפטיד -1 דמוי גלוקגון (GLP-1). גישה זו מחזיקה בפוטנציאל לטיפול במחית תוך שמירה על פרופיל בטיחות טוב.
במחקר זה, המחברים השתמשו לראשונה במבחן Alphascreen כדי לזהות סדרה של תרכובות פפטיד מחזוריות מבוססות טריפטופן עם פעילות אנטגוניסטית FXR, ובמיוחד אלה ששונו עם קבוצת מורפולין בעמדת C4. על ידי אופטימיזציה של גודל הפפטיד ומבנה השרשרת הצדדית, הם זיהו את DC646 כאנטגוניסט ה- FXR החזק ביותר, כאשר שיעור העיכוב יעלה על 70%. הדמיות עגינה מולקולריות ומוטגנזה מכוונת אתר של שאריות חומצות אמינו מרכזיות (Q296 ו- K303) אישרו עוד כי DC646 משבש ישירות אינטראקציות FXR-LBD ואינטראקציות משותפות על ידי כיבוש אתר הכריכה המשותף (AF2). בנוסף, המחברים עיצבו וסונתזו בדיקת פפטיד מחזורי ביו-טינילציה, ביוטין-DC646, כדי לאמת את תפקידה כמעכב PPI באמצעות ניסויים משותפים של חיסון.
FXR בא לידי ביטוי בעיקר בכבד ובמעיים. FXR הכבד עשוי לשמש כמדכא גידולים בקרצינומה של הפטוצלולרי (HCC) והוא קשור גם לפגיעה בכבד ולכולסטזיס. לפיכך, הימנעות מאנטגוניזם FXR של הכבד היא קריטית בעת פיתוח אנטגוניסטים FXR ממוקדים במעי. בניסויי סלקטיביות אורגנואידים ומטרה, DC646 הפך למעשה את הביטוי של GW4064 הגן FXR היעד של GW4064 הגן הטרודימר קטן (Shp) באופן תלוי FXR מבלי להשפיע באופן משמעותי על גני יעד לקולטנים גרעיניים אחרים, מה שמדגים את ספציפיות היעד הגבוהה שלה.
In vivo ניסויים הראו כי DC646 עיכב באופן סלקטיבי איתות FXR במעיים של עכברי מודל MASH מבלי להשפיע על איתות FXR של הכבד. מחקרי הפצת רקמות אישרו עוד יותר את תכונות מיקוד המעי החזקות של DC646, מכיוון שכמעט לא ניתן היה להבחין בה בכבד. בהשוואה לאנטגוניסט FXR אנטגוניסט אנדוגני GUDCA ו- FXR Agonist OCA, DC646 הראו יעילות מעולה בהקלת הפרעות מטבוליזם של השומנים בכבד, דלקת ופיברוזיס.
כדי לחקור עוד יותר את המנגנון העומד בבסיס השפעות DC646 על מחית, המחברים ערכו הערכות פרמקודינמיות ב Fxrעכברים חסרי. הפחתה ברמות Alanine aminotransferase (ALT) ובהשפעות נגד דיבוז שנצפו בעכברים מסוג פראי (WT) שטופלו ב- DC646 נעדרו ב- Fxrעכברים חסרי יסוד, המאשרים כי ההשפעות המועילות של DC646 על סטטוזיס והפחתת מחית מתווכות באמצעות המיקוד הספציפי שלה ל- FXR במעי. בנוסף, במודלים של עכברים עשירים (HFD), DC646 הוכח כמעכב FXR במעי, מפחית את ייצור הסרמיד המעי ומעורר ביטוי GLP-1, מה שמבהיר עוד יותר את המנגנונים המועילים שלו במחלות כבד שומניות הקשורות לתפקוד המטבולי (MAFLD). יתר על כן, מחקרי רעילות תת -חמורים הראו כי ל- DC646 יש מינון נסבל גבוה פי 20 מהמינון האפקטיבי המינימלי (200 מ"ג/ק"ג), מה שמצביע על פרופיל בטיחות חיובי.
לסיכום, מחקר זה פיתח אנטגוניסט פפטיד מחזורי חדש שממקד FXR במעי ומשבש אינטראקציות FXR-Co-Activator, המשמש כגישה טיפולית מבטיחה ל- MASH עם פרופיל בטיחות חזק.
