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KRAS G12D会是下一个KRAS G12C么?

Gru Minions的新药研发随笔 2022-06-15

KRAS G12C是最近两年大热的Me-Too靶点,公开的化合物专利茫茫多,也是目前热议的We-Too的典型代表。同家族的KRAS G12D靶点也逐渐引起了大家的兴趣,在去年10月份举办的 EORTC-NCI-AACR Molecular Targets and Cancer Therapeutics Symposium会议上,Mirati Therapeutics公司首次公开了KRAS G12D抑制剂MRTX1133的临床前进展。MRTX1133也是目前唯一公开的处于临床前开发阶段的KRAS-G12D抑制剂。


最近公开了多家公司的KRAS-G12D抑制剂专利,我们可以从中一窥KRAS G12D抑制剂的面目。

专利包括:

WO2021041671(Mirati Therapeutics)

WO2021106231/WO2021107160

(Taiho Pharmaceutical/Astex Therapeutics)

WO2021108683(Revolution Medicines)

WO2021081212(Amgen)考虑到其专利分子对于G12D都没啥活性,后文不再赘述


KRAS G12C是一种特定的KRAS突变,其第12位密码子的甘氨酸(G)被半胱氨酸(C)取代。研究表明,KRAS G12C抑制剂(Sotorasib /Adagrasib)结合在Switch-II口袋,并且分子中的弹头部分(丙烯酰胺片段)可以和半胱氨酸共价结合;这也是其对KRAS野生型具有高度选择性的原因。

KRAS G12D突变则是第12位密码子的甘氨酸(G)被末端为羧酸的天冬氨酸(D)取代;那KRAS G12D抑制剂会采用和G12C抑制剂相同的共价结合策略么?


Mirati Therapeutics公开的专利(WO2021041671)表明,不采用共价结合也可以。由于仅仅是一个关键位置氨基酸的不同,G12C和G12D抑制剂的骨架是相同的;Mirati的G12D抑制剂没有采用自家正在临床的Adagrasib的分子骨架,而是选择了其专利WO2020146613中的骨架结构;G12D抑制剂(WO2021041671)结构中最大的不同则是缺少了共价结合的弹头部分,G12C抑制剂中的哌嗪环变成了G12D抑制剂中的桥环哌嗪结构;从蛋白-配体作用力方面考虑,推测G12D抑制剂中桥环哌嗪中的氨基可以和天冬氨酸(D)的羧酸形成了盐桥作用。

推测Mirati Therapeutics公司的KRAS G12D抑制剂MRTX1133即来源于本篇专利。MRTX1133对野生型的KRAS蛋白具有非常好的选择性,并且对于KRAS G12D的失活/活化状态都有很好的抑制作用(Kras G12C抑制剂只作用于失活状态蛋白)。MRTX1133的成药性也很好,目前看唯一的问题是需要注射给药。不过,这也给了众多研发企业开发Me-Better药物的可能。Mirati Therapeutics计划在2022年进行MRTX1133的IND申报。

日本大冢制药株式会社旗下两家子公司Taiho Pharmaceutical/Astex Therapeutics共同递交的专利WO2021106231/WO2021107160也证实了KRAS G12D抑制剂中盐桥的结合策略。关键的盐桥作用,Taiho/Astex同样选择了桥环哌嗪结构;在分子骨架方面,他们选择了Mirati Therapeutics的Adagrasib的分子骨架。

Revolution Medicines的专利WO2021108683表明,他们选择了另外一种方向:和天冬氨酸(D)的羧酸进行共价结合。他们尝试了多种共价结合方式,包括:羧酸活化剂的碳二亚胺结构(化合物20),亲核取代的氯代烷烃(化合物34),硼酸结构(化合物52)和药物设计中的禁忌-氮杂环丙烷(化合物134/142)。分子骨架方面,他们除了选择Adagrasib的分子骨架(化合物20/34/52),也尝试了四环骨架(化合物134)和Sotorasib的分子骨架(化合物142)。

最后,回到标题的那个问题:KRAS G12D会是下一个KRAS G12C么?会和G12C一样做成We-Too的靶点么?虽然说,众多的KRAS G12C开发企业只要把中间体拿过来,接上桥环哌嗪就变成了Kras G12D抑制剂,非常的方便快捷。但是,考虑到

<1>G12D的适应症(胰腺癌和结直肠癌)明显没有G12C的适应症(非小细胞肺癌和结直肠癌)吸引力大;

<2>KRAS G12C的过热研发,会使得理性的研发人员回避Ras这个热门领域。

这个的答案是显而易见的,不过验证这个答案还要等到两年后了。




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