Discovery of Tetrahydropyrazolopyrazine Derivatives as Potent and Selective MYT1 Inhibitors for the Treatment of Cancer
J. Med. Chem. | January 2024 | DOI: 10.1021/acs.jmedchem.3c01476
AI標的探索とSBDDの統合で、テトラヒドロピラゾロピラジン骨格を活用しWEE1に対し100倍以上の選択性を持つMYT1阻害薬(化合物21)を発見
(1) 背景と課題:CCNE1増幅腫瘍に対するMYT1合成致死

MYT1(PKMYT1)は Wee キナーゼ族で CDK1 の Thr14・Tyr15 をリン酸化して G2/M チェックポイントを維持する。CCNE1 増幅卵巣癌・子宮内膜癌・乳癌で MYT1 阻害が合成致死的に作用することが知られ、新規治療標的として注目される。

課題1: 既存薬 RP-6306 は MYT1 阻害薬として臨床試験中だが、近縁の WEE1 共阻害は骨髄毒性リスクを伴う。
課題2: 多くのキナーゼ阻害薬がフラットな hinge binder に収束し、WEE1 と MYT1 の選択性確保が難しい。

→ AI で標的を再評価し、3D 性の高いテトラヒドロピラゾロピラジン骨格で MYT1 選択性を確保することを目指す。

(2) 手法の概要:AI標的探索+SBDD統合フロー
創薬フロー:標的→設計→検証 PandaOmics 5適応症で MYT1 同定 SBDD PDB co-crystal参照 VS+最適化 THP環導入 X線共結晶 選択性根拠の確認 in vitro 評価 IC50 / KinomeSCAN PK / 異種移植 OVCAR-3 model 出口:化合物 21 テトラヒドロピラゾロピラジン環の sp3 炭素が MYT1 特有疎水サブポケットを占有 → WEE1 との gatekeeper 差異を活用
(3) 本研究で示したこと
  • PandaOmics 由来の MYT1 ターゲット仮説を実験的に検証
  • 非平面 sp3 リッチな THP 骨格で WEE1 vs MYT1 選択性を確保
  • X 線共結晶で gatekeeper 差異が選択性駆動因子であることを実証
  • 化合物 21 が CDK1 Thr14 リン酸化を細胞レベルで抑制
  • OVCAR-3 異種移植ラットで経口投与により TGI > 70%
(4a) MYT1 vs WEE1 選択性プロファイル
化合物21:MYT1 / WEE1 IC50 比較(log scale) 10000 nM 1000 nM 100 nM 10 nM 1 nM ≤10 nM MYT1 >1000 nM WEE1 >100× 選択性
WEE1 共阻害による骨髄抑制リスクを回避できる治療域
(4b) X線で見たTHP環と選択性の起源
ATPポケット模式図:MYT1 vs WEE1 MYT1 hinge THP sp3 サブポケット占有 gatekeeper WEE1 hinge 充填不全 大型 → gatekeeper残基差異とsp3形状認識が選択性の主要因
(4c) OVCAR-3 異種移植の腫瘍抑制効果
CCNE1増幅 OVCAR-3 移植ラット:腫瘍体積推移 1000 700 400 100 腫瘍体積 (mm³) 投与開始からの日数 0 7 14 21 Vehicle 21 (1 mg/kg) 21 (10 mg/kg) TGI > 70%(経口QD)
(4d) 化合物21のプロファイル一覧
項目
MYT1 IC50≤ 10 nM
WEE1 IC50> 1000 nM
WEE1 / MYT1 選択比> 100×
細胞 pCDK1-Thr14濃度依存的に阻害
OVCAR-3 TGI> 70%(10 mg/kg QD)
骨格テトラヒドロピラゾロピラジン (sp3-rich)
投与経路経口 (ラット PK 良好)
hERG・CYP誘導・代謝産物プロファイル等の安全性データは限定的
(5) テイクホームメッセージ
3D性で選択性を勝ち取る
sp3リッチな THP 環で平面 hinge binder の限界を突破し、WEE1 に対して 100倍超の選択性を実現。
合成致死の分子マーカー戦略
CCNE1 増幅という患者選択因子と MYT1 阻害を直結させ、精密医療型キナーゼ阻害設計を提示。
AIアシスト創薬の実例
PandaOmics による標的探索 → SBDD → in vivo 検証の統合フローが具体的に記述されている。
残された宿題
hERG・CYP・骨髄毒性などのADMETと PandaOmics スコアリングの透明性は今後の論点。
応用補足:計算化学パイプラインへの提案
  • lib/docking: WEE1/MYT1 選択性予測スコアラー(gatekeeper残基ペアの差分相互作用)
  • lib/molgen: Fsp3 / 環フラットネス制約を MolgenYaml フィルタに組込み THP 様骨格を促進
  • lib/fep: MYT1↔WEE1 シーソー設計のための ΔΔG 評価(MMGBSAEngine 拡張)
  • lib/molgen: CCNE1 増幅腫瘍向け合成致死スコアラー(PandaOmicsライク標的優先付け)
インパクト
  • CCNE1 増幅卵巣癌における新規 MYT1 選択的リードを提示
  • 3D 性活用による近縁キナーゼ選択性確保の設計原則を実証
  • AI 標的探索 × SBDD のエンドツーエンド事例として参照価値が高い