лимфатический

Jun 21, 2023

Nature Communications, том 13, номер статьи: 4730 (2022 г.) Цитировать эту статью

5584 Доступа

4 цитаты

171 Альтметрика

Подробности о метриках

Активация компенсаторных сигнальных узлов при раке часто требует комбинированной терапии, которая часто страдает дозолимитирующей токсичностью. Кишечная лимфатическая абсорбция лекарств редко исследуется, хотя можно ожидать, что снижение токсичности и устойчивые уровни лекарств улучшат системную биодоступность. Описан мощный биодоступный при пероральном приеме многофункциональный ингибитор киназы (LP-182) с внутренним лимфатическим разделением для комбинированного воздействия на сигнальные пути фосфоинозитид-3-киназы (PI3K) и митоген-активируемой протеинкиназы (MAPK) без заметной токсичности. Мы демонстрируем селективность и терапевтическую эффективность за счет снижения активации последующих киназ, улучшения фенотипов заболевания и улучшения выживаемости на животных моделях миелофиброза. Наша дальнейшая характеристика синтетических и физико-химических свойств малых молекул лимфатического захвата будет способствовать дальнейшему развитию лимфатропной терапии для изменения траекторий заболевания при множестве заболеваний человека.

Аберрантные сигнальные пути при раке могут ускользать от терапии за счет внутренней резистентности или компенсаторных механизмов, которые приводят к резистентному состоянию. Активация онкогенной передачи сигналов PI3K и MAPK вдохновила на разработку молекулярно-таргетных препаратов, облегчающих стратегии комбинированного лечения, предназначенные для преодоления такой адаптации из-за перекрестной передачи сигналов и активации нижестоящих эффекторов1,2,3. Тем не менее, лечение с использованием комбинаций ингибиторов киназ остается клинически сложной задачей, поскольку в исследованиях пытались создать положительный баланс между увеличением выживаемости, терапевтической эффективностью и дозолимитирующей токсичностью4,5. Однокомпонентные многофункциональные ингибиторы киназ могут обеспечивать согласованные и синергические соотношения доз против нескольких целей одновременно, тем самым блокируя компенсаторные онкогенные сигнальные пути и сводя к минимуму вероятность побочных эффектов6,7.

Предотвращение метаболизма первого прохождения через печень путем секвестрации и транспорта через желудочно-кишечные лимфатические сосуды потенциально может улучшить воздействие лекарственного средства и одновременно снизить дозолимитирующую токсичность, часто наблюдаемую при комбинированной терапии8. Несмотря на потенциальные преимущества, этот путь доставки лекарств остается недостаточно изученным в фармацевтической промышленности, вероятно, отчасти из-за ограниченного понимания химических и фармакокинетических свойств, необходимых для лимфатической, а не портальной венозной абсорбции небольших молекул. Предыдущие примеры малых молекул, продемонстрировавших способность к лимфатической абсорбции, включают витамины D3 и E, галофантрин и синтетические каннабиноиды9,10,11,12,13,14. Хотя амфифильные или макромолекулярные конъюгаты и составы с контролируемым высвобождением оценивались на предмет лимфатического поглощения терапевтических нагрузок, эта стратегия приводит к тому, что большая часть общей молекулярной композиции оказывается терапевтически инертной15,16,17,18,19,20,21,22. Преодоление химических, физических и биологических барьеров лимфатической абсорбции малых молекул уменьшит скудность будущих усилий по открытию лекарств, направленных на лимфу.

Используя синтетическую медицинскую химию и компьютерные исследования стыковки, мы сообщаем о разработке мощного и селективного, биодоступного при пероральном приеме одномолекулярного многофункционального ингибитора киназы (LP-182) против сигнальных путей PI3K и MAPK. Уникальные физико-химические свойства LP-182 отличаются от предыдущих исследований тем, что его основная химическая структура является терапевтически активной и обеспечивает лимфатическую абсорбцию после перорального приема. Секвестрация LP-182 в мезентериальной лимфатической системе приводит к увеличению уровней лекарственного средства и активных метаболитов в системном кровообращении, улучшая общую биодоступность и уменьшая наблюдаемую токсичность. Доклиническая эффективность LP-182 на мышиной модели онкогена миелопролиферативного лейкоза (MPLW515L) миелофиброза (MF)23, гематологического новообразования с выраженным поражением вторичных лимфоидных органов, таких как селезенка24, была продемонстрирована улучшением фенотипов спленомегалии и фиброза. и увеличили общую выживаемость. Миелофиброз возникает преимущественно в результате мутаций в гемопоэтических стволовых клетках и клетках-предшественниках (HSPC), которые активируют янус-киназу 2 (JAK2), а устойчивость к стандартным ингибиторам JAK2 (руксолитиниб, федратиниб) показана как следствие сопутствующей активации компенсаторного PI3K. и передача сигналов выживания MAPK25,26,27. Пероральное введение мышам MPLW515L LP-182 также приводило к ренормализации популяций клеток крови и ослаблению сигнальной активности нижележащей протеинкиназы B (PKB/AKT) и регулируемой внеклеточными сигналами протеинкиназы 1/2 (ERK1/2) в костном мозге и изолированные спленоциты. Дальнейшая демонстрация синтетической схемы создания классов лимфатических ингибиторов многоцелевых киназ и характеристика физико-химических особенностей, важных для лимфатического захвата, открывают путь к продвижению применения низкомолекулярной лимфатропной терапии в лечении заболеваний человека.

5-fold increase in inhibition of cellular proliferation (IC50 0.73 ± 0.071 µM) as compared to treatment with LP-182, or >2-fold increase as compared to each individual metabolite in isolation (Fig. 2d). Thus, the balance among potencies, plasma concentrations, and prolonged systemic oral bioavailability of LP-182 and its metabolites may contribute to reduced toxicity and an overall net therapeutic benefit in vivo./p> LP-182 > LP-616), however the lymph node to blood ratio was most pronounced for LP-182 suggesting that chemical tuning of cLogP may provide opportunities to control directly lymphatic absorption and/or partitioning (Fig. 6f). In contrast, LP-65 active metabolite and short-lived precursor levels (AZD8055 & LP-622) were elevated in both blood and lymph node as compared to LP-616 and LP-182 metabolic equivalents (AZD2014CA & LP6-26 and LP-527 & LP-622, respectively) (Supplementary Fig. 12c). Together, these data suggest that both LP-65 and LP-616 undergo lymphatic uptake, and that release into systemic circulation from lymphatic reservoirs influences overall oral bioavailability and first-pass drug metabolism of lymphatropic kinase inhibitors (Supplementary Fig. 12a–c). As metabolic decomposition of LP5-37 generates two equivalents of the PD315209 metabolite due to its chemical symmetry, the reciprocal levels of both LP5-37 and PD315209 observed among lymph node and blood (Supplementary Fig. 12d) further supports the lymphatic system as a controlled form of lymphatropic drug release into the systemic circulation. We propose this mode of absorptive drug release would reduce dose-limiting toxicities, providing for a diverse range of single-agent, combination and multi-targeted lymphatropic therapies capable of sustaining efficacious dosing ratios, to overcome compensatory signaling and resistance mechanisms in human diseases including cancer and autoimmune disorders./p>50 ng mL−1, levels that were maintained for PD0316684 over 24 h upon LP-182 oral administration49. Likewise, sustained 20 ng mL−1 plasma levels of LP-527 were also observed following LP-182 oral dosing, concentrations which have been shown to down modulate PI3K signaling by the archetype GSK2126458 in breast cancer xenograft models28. By avoiding potential off-target effects and toxicity profiles associated with initial maximum serum concentrations (Cmax), these consistent and stable plasma concentrations within the therapeutic window are anticipated to extend the overall efficacy and therapeutic benefits of this class of lymphatically-directed inhibitors. Similar physiochemical and pharmacokinetic characteristics of additional multi-functional kinase inhibitors LP5-37, LP-616, and LP-65 to those of LP-182 signifies a generalized route for synthesis of lymphatropic small molecule kinase inhibitors with considerable therapeutic potential./p>96% chemical purity by reversed-phase gradient HPLC analysis./p>

600 mg kg−1 so suspensions were administered for these concentrations. Urine and fecal samples were collected over 24 h at 24, 48 and 72 h intervals using metabolic cages, and quantitation of LP-182 in each sample was determined by the University of Michigan Pharmacokinetics Core. Briefly, water was added to fecal samples at an average ratio of 2.5 ± 1.6 (w/w) water:feces to generate fecal homogenates using a tissue homogenizer (Omni International TH), then approximately 200 mg of homogenate was diluted 5-fold with 20% (v/v) acetonitrile in water prior to analysis. All sample processing, chromatographic separation, MS, and MS/MS parameters used for analysis were determined by the core as outlined in the Methods section of the manuscript. Standard curves were generated from purified compounds and internal standard (CE302) spiked in equivalent biological matrices to determine sample analyte concentrations as above, with all curves displaying a correlation coefficient r2 ≥ 0.992 and a linear dynamic range in between 0.01 µg mL−1 and 100 µg mL−1 depending on the specific matrix, dosing, and time point analyzed (24, 48, or 72 h). The cumulative amount of compound recovered over 72 h in feces and urine was determined from sample analyte concentrations provided by the core, then converted to percent recovered by normalization to the amount of compound administered. Percent oral bioavailability was determined as the percent difference between the amount of compound administered to the amount of compound recovered over 72 h in feces. LP-182 dose (mg kg−1):LP-182 administered (mg) is 100:2.7; 200:5.4; 400:10.8; 600:16.2; 800:21.6; 1000:27.0. Data was generated from n = 4 individual animals per compound dose./p>600 mg kg−1) in Maisine CC was incomplete, so suspensions were administered for these compound dosages. Whole blood and mesenteric lymph nodes were collected either 30 min or 4 h following compound administration and stored at −20 °C until future processing and analysis by the University of Michigan Pharmacokinetics Core as above, or as outlined below, to determine compound concentrations in each tissue. For analyses performed by the core, sample processing, chromatographic separation, MS, and MS/MS parameters used were determined therein, and calculated sample analyte concentrations provided. Here, standard curves were generated from purified compounds and internal standard (CE302) spiked in equivalent biological matrices to determine sample analyte concentrations as above, with all curves displaying a correlation coefficient r2 ≥ 0.997 and a linear dynamic range in between 10 ng mL−1 and 20 µg mL−1 depending on the specific matrix, dosing, and compound analyzed. Data was generated from n ≥ 4 individual animals per compound per study group or dose. A single data set presented in Fig. 3b is also represented as a ratio in Fig. 6b (PD0316684, 100 mg kg−1, 4 h). One animal was excluded from blood and mesenteric lymph node analysis (LP-182, 400 mg kg−1, 4 h; Fig. 6e and associated figures) as an identified outlier based on testing by ROUT method (Q = 0.1%)./p>

3.0.CO;2-V" data-track-action="article reference" href="https://doi.org/10.1002%2F1520-6017%28200008%2989%3A8%3C1073%3A%3AAID-JPS12%3E3.0.CO%3B2-V" aria-label="Article reference 11" data-doi="10.1002/1520-6017(200008)89:83.0.CO;2-V"Article CAS PubMed Google Scholar /p>

Предыдущий: Ватсон Следующий: ОБНОВЛЕНО: песчаная тигровая акула, пойманная возле Вискассета, «особая встреча»

Отправить запрос

Отправлять