PROTAC技术_药效筛选-美迪西生物医药

PROTAC技术平台

美迪西PROTAC药物发现技术平台汇总了当前流行的热门的靶标蛋白配体；建立了广泛的热门靶向蛋白高度亲和力小分子及小分子片段化合物库（TPSM），广泛的E3连接酶，高度亲和力的小分子及小分子片段（E3SM）；建立了linker系统,包括收集大量具有广泛多样性的双官能团连接体（BF-Linker）。这些积累的化合物库可以帮助快速高效的合成大量高活性PROTAC双特异性小分子，极大地提高采用PROTAC技术进行的药物研发过程。除了快速合成之外，我们同时建立和完善的PROTAC生物筛选与测试平台，后续发展到临床前所有阶段。

PROTAC技术作用机制独特

1.PROTAC分子通过其一端的靶蛋白配体（POI Ligand）特异性识别并结合靶蛋白，通过其另一端的E3泛素连接酶配体（E3 Ligase Ligand）特异性识别并结合E3 Ligase；
2.形成P O I - P R O T A C - E3 ligase三元复合体；
3. 在此三元复合体中，靶蛋白POI被E3 ligase泛素化修饰，泛素化修饰了的POI随后被蛋白酶体识别并降解，由此抑制靶蛋白的功能。

PROTAC技术优势

改变靶点的“不可成药性”（undruggable）
PROTAC的作用分子机制是通过泛素-蛋白酶体系统降解靶蛋白，并非通过竞争结合以封闭靶蛋白功能区而发挥蛋白功能抑制作用，因此PROTAC对靶蛋白识别结合区不一定非得是活性区，结合力也不一定必须是高亲和力；这使得一些缺乏高亲和力小分子结合的“不可成药性”靶蛋白变成“可成药性”。
高效性
传统小分子抑制剂通过竞争结合靶蛋白活性功能域而抑制靶蛋白功能，所需小分子的量往往较大；而PROTAC通过泛素-蛋白酶体系统降解靶蛋白以解除靶蛋白功能，故具有可循环使用性、用量低和高效性的特点。
无免疫原性
与抗体药物相比，PROTAC不会引发抗药抗体产生。
综上，PROTAC已成为药物研发领域的新兴利器，在国内外备受科研单位及药企所追捧。

美迪西PROTAC技术服务

靶标蛋白PROTAC-POI的设计合成
美迪西汇总了当前流行的热门POI配体，不同组织类型的E3ligase配体，并且建立了含数百种连接分子的linker库。
此外，美迪西成熟的计算机辅助药物设计技术平台，大大提高PROTAC-POI的设计合成质量。
PROTAC-POI的体外筛选
细胞增殖实验（CCK-8或MTT法）
通过细胞增殖实验检测作用机制。
检测HiBiT-IRAK4 过表达 OCI-LY10 细胞中 HiBiT-IRAK4 的降解百分比
Western Blot（WB检测法）
通过WB实验检测初筛到的PROTAC-POI分子对靶蛋白的降解能力，分析DC₅₀值。
Western Blot检测用 IRAK4 degrader-1理的 OCI-LY10 细胞
IRAK4 degrader-1 是一种基于 Pomalidomide 的CRBN型PROTAC
MG132抑制实验表明IRAK4 degrader-1通过蛋白酶体途径降解IRAK4
Tumor cell proliferation inhibition effect test
IRAK4 Degrader-1对OCI-LY10细胞的生长抑制作用
ACBI1（BRM 降解剂）以剂量依赖性方式降解 BRM蛋白

PROTAC-POI的动物体内药效筛选

CDX小鼠肿瘤模型

将相应癌种细胞系移植到裸鼠或NSG小鼠体内，建立皮下瘤或原位瘤模型，通过口服、灌胃或静脉给药，检测体外筛到的PROTAC-POI对鼠体内肿瘤生长的抑制效果。

Cancer Type	Orthotopic Model	Orthotopic Model (Luc Cell Line)
胶质母细胞瘤	U87-MG	U87-MG-luc
肺癌	NCI-H1650, A549, NCI-H1975, NCI-H460, LLC1	A549-luc, LLC1-luc,NCI-H1975-luc
结肠癌	HCT-116, LoVo	HT29-luc
胃癌	Hs 746T
胰腺癌	Mia-Paca 2	Mia-Paca 2-luc
乳腺癌	MDA-MB-231	4T1-luc
卵巢癌	SK-OV-3	SK-OV-3-luc
前列腺癌	PC3	PC-3-luc
肾癌	A498
膀胱癌	UM-UC-3
黑色素瘤		B16-F10-luc
肝癌	H22
骨癌

PDX小鼠肿瘤模型

将肿瘤组织以组织块的形式移植到NSG小鼠体内，这些肿瘤组织在NSG小鼠体内保持了原始肿瘤的生物学特征，与临床特征相似度更高。利用PDX小鼠模型检测PROTAC-POI对体内肿瘤生长的抑制效果。

癌症类型	细胞系
结肠癌	PDXM-008C, PDXM-016C, PDXM-020C, PDXM-021C, PDXM-057C, PDXM-060C, PDXM-075C, PDXM-076C, PDXM-087C, PDXM-104C, PDXM-095C, PDXM-084C, PDXM-072C, PDXM-069C, PDXM-057C, PDXM-015C, PDXM-002C,
肺癌	PDXM-054Lu, PDXM-050Lu, PDXM-047Lu, PDXM-053Lu, PDXM-028Lu,
胃癌	PDXM-092Ga, PDXM-091Ga,
乳腺癌	PDXM-201B, PDXM-202B, PDX-203B
肝癌	PDXM-211Li, PDXM-212Li
胰腺癌	PDXM-221Pa, PDXM-222Pa
膀胱癌	PDXM-231U, PDXM-232U
淋巴瘤	PDXM-241Ly, PDXM-242Ly

一站式临床前研究服务
PK/PD研究、药学分析、药物代谢动力学研究和安全性评价
对动物体内药效检测筛选得到的理想的PROTAC-POI进行PK/PD研究、药学分析、药物代谢动力学研究和安全性评价，并汇总实验结果和材料进行IND申报，以助力客户加快PROTAC-POI药物的研发进程。
五种高效雄激素受体 (AR) 降解剂在小鼠中静脉和口服给药的药代动力学 (PK) 数据，其中最优化合物为ARD-2128。PK 数据显示，ARD-2128具有出色的整体 PK 曲线：低清除率 (1.2 mL/min/kg) 和中高稳态分布容积 (V_ss为2.7 L/kg)。ARD-2128 按 2 mg/kg 剂量静脉给药后的 T_1/2为 27.6 小时，按 5 mg/kg 剂量口服给药后T_1/2 为 18.8 小时。ARD-2128 (5 mg/kg) 在小鼠体内达到 67% 的口服生物利用度，通过口服给药有效降低 AR 蛋白并抑制肿瘤组织中的 AR 调节基因，从而有效抑制小鼠肿瘤生长且无毒性迹象。
五种化合物在雄性 ICR 小鼠中的 PK 数据汇总^[1]
ARD-2128 在小鼠、大鼠、犬、猴和人五种属中的血浆稳定性。数据显示，ARD-2128 在所有五种属中都具有稳定的血浆稳定性。
ARD-2128 在五种属中的肝微粒体中代谢稳定性和血浆稳定性^[1]
参考文献：
[1].Xin Han,et al. Strategies toward Discovery of Potent and Orally Bioavailable Proteolysis Targeting Chimera Degraders of Androgen Receptor for the Treatment of Prostate Cancer.J Med Chem. 2021 Sep9;64(17):12831-12854. doi: 10.1021/acs.jmedchem.1c00882. Epub 2021 Aug 25.