Optimization and In Vivo Characterization of a Series of Cbl-b Inactive-State Inhibitors
ゴール: Cbl-b inactive-state バインダーを 78-82% TGI 達成可能な経口剤に最適化 (化合物16)
1背景と課題
Cbl-b は T 細胞活性化の RING 型 E3 リガーゼで、ノックアウトマウスは腫瘍を自発排除。癌免疫療法の有望標的だが c-Cbl と高相同性 (TKB 83%, RING-helix 90%) で選択性が困難。
- 初期 SH2 binder (化合物1) は低浸透性で ADME 課題
- Nurix NX-1607 (化合物2) は非リン酸化型の alternative pocket に結合
- 化合物2は化学空間が異なる (+1 vs -1, logD7.4 +1.5, TPSA 63 vs 154)
2手法の概要
2軸最適化: ベンジルアミン部位 + 2 炭素リンカー部位の構造最適化。
- 3級→2級アミン化で Phe263 主鎖 NH H結合を獲得 (新規発見)
- β位 vs γ位フッ素化: γ位が塩基性維持 (化合物 6 → 7,8)
- Cyclobutyl 化で柔軟性低減 + pKa 約 0.5 低下 (化合物10)
- リンカー: oxetane → difluorocyclobutane で細胞活性ジャンプ (化合物16)
- 共結晶構造 1.77 Å (PDB 10ZJ) で SBDD ガイド
3本研究で示したこと
化合物 16 が CT26 マウス同系モデルで有意な腫瘍増殖阻害を達成。
- SPR off-rate 0.00961 → 6.6×10⁻⁴ s⁻¹ (14倍改善)
- マウス PK: 高 CL, t1/2=1.3h, 非線形 PO (5mpk: 9% F → 90mpk: 61% F)
- CT26 syngeneic: 45 mpk BID → 78% TGI、90 mpk QD → 82% TGI
- 体重減少なし、Cbl-b/c-Cbl 選択性は得られず (pan-Cbl 阻害剤として位置づけ)
4主な結果 (図解)
A. 化合物16 スキャフォールド
4 つの主要薬効団
2級アミン+CF2+cyclobutyl+diF-cyclobutane 構造の組み合わせ。
B. SAR ファネル
SPR off-rate 14倍改善
SAR ファネル: 3 → 8 → 10 → 16 で SPR off-rate と細胞活性が同時改善。
C. 結合相互作用
4 点接触 (PDB 10ZJ)
2級アミンのNHが Phe263 主鎖CO と新規H結合形成。
D. CT26 in vivo 効力
Tumor Growth Inhibition
化合物16は45 mpk BID と 90 mpk QD で同等の TGI 達成。
5テイクホームメッセージ
1. 2級アミン化が鍵: 文献構造 (Kimani 2023) の3級アミンを2級に変えるだけで Phe263 主鎖CO との新規 H結合が形成され、SPR off-rate を 14倍改善。
2. γ位フッ素化 + cyclobutyl 化で塩基性 (Glu268 イオン結合) を維持しつつ浸透性向上、リンカー difluorocyclobutane で細胞活性が大幅ジャンプ。
3. マウス CT26 syngeneic で 78-82% TGI 達成 (45 mpk BID / 90 mpk QD)。Cbl-b/c-Cbl 完全保存サイトのため pan-Cbl 阻害剤として位置づけ。
4. 社内応用: PDB 10ZJ を lib/docking SBVS テンプレートに、化合物 3→16 系列を lib/fep ΔΔG ベンチに、residence time 予測を MD で実装。