um sistema linfático - Chengdu Armazenamento Criogênico Co., Ltd

Nature Communications volume 13, Número do artigo: 4730 (2022) Citar este artigo

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A ativação de nós de sinalização compensatória no câncer geralmente requer terapias combinadas que são frequentemente afetadas por toxicidades limitantes de dose. A absorção linfática intestinal do fármaco raramente é explorada, embora a toxicidade reduzida e os níveis sustentados do fármaco possam melhorar a biodisponibilidade sistêmica. Um potente inibidor de quinase multifuncional oralmente biodisponível (LP-182) é descrito com partição linfática intrínseca para o direcionamento combinado de vias de sinalização de fosfoinositídeo 3-quinase (PI3K) e proteína quinase ativada por mitógeno (MAPK) sem toxicidade observável. Demonstramos seletividade e eficácia terapêutica através da redução da ativação da quinase a jusante, melhora dos fenótipos da doença e melhora da sobrevida em modelos animais de mielofibrose. Nossa caracterização adicional de propriedades sintéticas e físico-químicas para a absorção linfática de pequenas moléculas apoiará os avanços contínuos na terapia linfatrópica para alterar as trajetórias de doenças de uma miríade de indicações de doenças humanas.

Vias de sinalização aberrantes no câncer podem escapar da terapia por meio de resistência intrínseca ou mecanismos compensatórios que conduzem a um estado de resistência. A ativação da sinalização oncogênica de PI3K e MAPK inspirou o desenvolvimento de drogas direcionadas molecularmente, facilitando as estratégias de tratamento combinadas projetadas para superar tais adaptações devido à comunicação cruzada de sinalização e ativação de efetores downstream1,2,3. No entanto, os tratamentos que usam combinações de inibidores de quinase permanecem um desafio clínico, pois os ensaios têm lutado para criar um equilíbrio positivo entre ganhos na sobrevida, eficácia terapêutica e toxicidade limitante da dose4,5. Os inibidores de quinase multifuncionais de agente único podem fornecer taxas de dosagem consistentes e sinérgicas contra vários alvos simultaneamente, bloqueando assim as vias de sinalização oncogênica compensatória e minimizando a perspectiva de efeitos adversos6,7.

Evitar o metabolismo hepático de primeira passagem por sequestro e transporte através dos vasos linfáticos gastrointestinais tem potencial para melhorar a exposição ao medicamento, ao mesmo tempo em que reduz as toxicidades limitantes da dose frequentemente observadas em terapias combinadas8. Apesar das vantagens potenciais, esta via de administração de fármacos permaneceu pouco explorada pela indústria farmacêutica, provavelmente devido em parte à compreensão limitada em torno das propriedades químicas e farmacocinéticas necessárias para a absorção linfática, em vez da absorção venosa portal de pequenas moléculas. Exemplos anteriores de pequenas moléculas demonstradas para atingir a absorção linfática incluem vitaminas D3 e E, halofantrina e canabinóides sintéticos9,10,11,12,13,14. Embora conjugados anfifílicos ou macromoleculares e formulações de liberação controlada tenham sido avaliados para absorção linfática de cargas terapêuticas, esta estratégia resulta em uma maioria da composição molecular geral sendo terapeuticamente inerte15,16,17,18,19,20,21,22. Superar as barreiras químicas, físicas e biológicas da absorção linfática de pequenas moléculas diminuirá a escassez de futuros esforços de descoberta de drogas dirigidos linfaticamente.

Usando química medicinal sintética juntamente com estudos de ancoragem computacional, relatamos o desenvolvimento de um potente e seletivo inibidor de quinase multifuncional de molécula única oralmente biodisponível (LP-182) contra as vias de sinalização PI3K e MAPK. As qualidades físico-químicas únicas do LP-182 divergem de estudos anteriores em que a estrutura química em massa é terapeuticamente ativa, alcançando a absorção linfática após a administração oral. O sequestro de LP-182 no sistema linfático mesentérico resulta em níveis estendidos de drogas e metabólitos ativos na circulação sanguínea sistêmica, melhorando a biodisponibilidade geral e diminuindo a toxicidade observável. A eficácia pré-clínica de LP-182 no oncogene de leucemia mieloproliferativa (MPLW515L) modelo de camundongo de mielofibrose (MF)23, uma neoplasia hematológica com envolvimento acentuado de órgãos linfoides secundários, como o baço24, foi demonstrada pela melhora dos fenótipos de esplenomegalia e doença fibrótica , e maior sobrevida global. A mielofibrose surge predominantemente de mutações nas células-tronco hematopoiéticas e progenitoras (HSPCs) que ativam a Janus quinase 2 (JAK2), e a resistência aos inibidores JAK2 padrão (Ruxolitinib, Fedratinib) foi demonstrada como consequência da ativação concomitante de PI3K compensatório e sinalização de sobrevivência MAPK25,26,27. O tratamento oral de camundongos MPLW515L com LP-182 também resultou na renormalização das populações de células sanguíneas e na atenuação da atividade de sinalização da proteína quinase B (PKB/AKT) e da proteína quinase regulada por sinal extracelular 1/2 (ERK1/2) na medula óssea e esplenócitos isolados. A demonstração adicional de um esquema sintético para gerar classes de inibidores de quinase multi-alvo linfáticos e a caracterização de características físico-químicas centrais para a absorção linfática fornecem um caminho para avançar na aplicação de terapias linfáticas de moléculas pequenas no tratamento de doenças humanas.

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>