Razvoj novih nizkomolekularnih modulatorjev Tollu podobnih receptorjev 7 in 8 za imunoterapijo raka

Znotrajcelične tarče prirojenega imunskega sistema, ki jih lahko moduliramo z majhnimi molekulami, ki imajo številne prednosti v primerjavi z biofarmacevtiki, predstavljajo veliko priložnost v farmaciji ter omogočajo inovativen pristop za spreobrnitev imunske tolerance pri zdravljenju bolnikov z rakom. Ena izmed bolj pomembnih zgoraj omenjenih tarč so Tollu podobni receptorji. TLR so receptorji za prepoznavanje vzorcev, ki se pogosto in selektivno izražajo v številnih celicah vključno z imunskimi celicami, kjer služijo kot senzorji za uravnavanje imunosti. Ta lastnost TLR je omogočila klinični razvoj novih cepiv in imunoterapevtikov za zdravljenje raka. Endosomski TLR, še posebno tip 7 in 8, so pomembne tarče pri odkrivanju protitumornih učinkovin. Agonist TLR7 imikvimod se uporablja za zdravljenje bradavic in tumorjev kože, vendar pa se lahko uporablja le lokalno na koži zaradi slabih farmakokinetičnih lastnosti, ki povzročijo močne lokalne in sistemske vnetne reakcije. Poleg tega so številni agonisti TLR v kliničnih študijah manj učinkoviti ali imajo resne neželene učinke. Omenjeni problematiki se je mogoče izogniti z razvojem novega kemijskega razreda nizkomolekularnih imunomodulatorjev, ki ciljajo TLR7 ali TLR8, kar bi lahko rešilo pomanjkanje učinkovitosti in odpravilo težave z varnostjo in toksičnostjo. Glavni cilj projekta je razvoj nizkomolekularnih modulatorjev TLR7/8 z novimi kemijskimi skeleti, ki bodo vključevali fragmente in funkcionalne skupine učinkovin z namenom povečanja jakosti in izboljšanja varnostnega profila. Uporabili bomo tako imenovani krožen proces odkrivanja novih učinkovin, ki je sestavljen iz načrtovanja, sinteze in biološkega vrednotenja; vsi cilji pa bodo doseženi s sodelovanjem 4 med seboj povezanih raziskovalnih skupin (RS). Želene spojine bomo načrtovali na osnovi našega nedavnega odkritja z delovanjem na TLR7 in/ali TLR8. Kemijsko-vodena optimizacija skupaj z naprednimi računalniškimi pristopi odkrivanja učinkovin (RS1) bo vodila do močneje-delujočih spojin z novimi skeleti. Poleg tega bomo filtrirali vse vgrajene spremembe (npr. funkcionalne skupine, bioizosterne zamenjave), da se izognemo kemijski reaktivnosti/toksičnosti in lažno pozitivnim spojinam. Analoge teh spojin bomo pripravili s kemijsko sintezo, ki bo vključevala moderne sintezne pristope (RS1). Modulatorno delovanje na TLR7/8 bomo ovrednotili s HEK-BlueTMhTLR7(8) reporterskim testom (RS2). Citotoksičnost, imunomodulatorne in protitumorne lastnosti na izbranih 3 do 5 najbolj obetavnih spojinah bomo ovrednotili s celičnimi funkcijskimi testi (RS2). Z merjenjem izločanja citokinov in eksperimenti na dendritičnimi celicami (fenotip in funkcija) bomo preverili vpliv sposobnost spojin na tvorbo citokinov in proliferacijo celic T, kar je nujno za učinkovit imunski odziv. S testi bomo natančno definirali obseg in hkrati kvaliteto modulatorjev TLR7/8 v smislu njihove sposobnosti indukcije efektorskih celic, ki sodelujejo pri celični ali humoralni (s protitelesi posredovani) imunosti. Za najbolj obetavne spojine iz funkcijskih testov pa bomo določili tudi in vivo protitumorno delovanje na mišjem kolorektalnem tumorskem modelu (RS3). Testirali bomo zaviranje rasti tumorja v miših z vstavljenim CT-26 tumorjem. Celotno raziskovalno delo pa bo skrbno vodeno in usklajeno s strani vodje projekta in RS4 skozi celotno obdobje trajanja projekta. Rezultati raziskav bodo razširjeni in dostopni znanstveni skupnosti. Če na koncu povzamemo, naše načrtovane, sintetizirane in optimizirane spojine z novimi kemijskimi skeleti z delovanjem imunomodulatorne tarče TLR bodo predstavljale pomembno izhodišče pri iskanju spojine vodnice ali potencialnega kliničnega kandidata za zdravljenje rakavih obolenj. Raziskave projekta bomo objavili v visoko rangiranih revijah in patentnih prijavah. Raziskovalni dosežki in obsežno znanje vodje projekta in ostalih članov ter dostopnost celotne potrebne opreme kažejo na izvedljivost tega projekta.