zoals vermeld, is de CCR5-receptor een G-protein coupled receptor (GPCR). Vóór de ontdekking van de rol van CCR5 in HIV-infectie, hadden veel farmaceutische bedrijven al een aanzienlijke verzameling van verbindingen die gericht zijn op GPCRs gebouwd. Sommige van deze samenstellingen zouden een uitgangspunt voor CCR5-antagonist geneeskrachtige chemie blijken te zijn, maar zouden optimalisatie nodig hebben om de selectiviteit en de potentie van CCR5 te verbeteren, en om Farmacokinetische eigenschappen te verbeteren. Een significant probleem was de affiniteit van beschikbare screeningshits voor het Herg-ionkanaal; remming van hERG leidt tot verlenging van het QT-interval, wat het risico op het ontwikkelen van fatale ventriculaire aritmieën kan verhogen. Veel CCR5-antagonisten zijn bestudeerd door farmaceutische bedrijven, maar weinig van hen hebben daadwerkelijk bereikt menselijke werkzaamheid studies; AstraZeneca, Novartis, Merck en Takeda hebben bijvoorbeeld hun samengestelde collecties GPRC-targeting gebruikt om een krachtige CCR5-antagonist te ontwikkelen, maar geen van hen heeft klinische studies bereikt. Drie farmaceutische bedrijven concurreerden om als eerste een CCR5-antagonist met een klein molecuul goedgekeurd te krijgen: GlaxoSmithKline (GSK) met hun verbinding aplaviroc, Schering-Plough met vicriviroc en Pfizer met maraviroc. Alle verbindingen bereikten klinische proeven bij mensen; alleen maraviroc is goedgekeurd door de Amerikaanse Food and Drug Administration (FDA). CytoDyn ‘ s CCR5-antagonist leronlimab (PRO 140) zal mogelijk worden goedgekeurd in het eerste kwartaal van 2020 na de volledige indiening van hun BLA in September/oktober 2019. In het volgende hoofdstuk zal de ontwikkeling van deze drie verbindingen worden besproken.
Leronlimab (PRO 140)Edit
Leronlimab (voorheen: PRO 140) is een gehumaniseerd monoklonaal antilichaam gericht tegen de CCR5 receptor gevonden op T-lymfocyten van het menselijk immuunsysteem en vele soorten kankers. Het wordt onderzocht als een potentiële therapie bij de behandeling van HIV-infectie, graft versus host disease (NCT02737306) en gemetastaseerde kanker (NCT03838367). De Amerikaanse Food and Drug Administration heeft PRO 140 aangewezen voor fast-track goedkeuring. In februari 2008, ging de drug Fase 2 klinische proeven in en een fase 3 proef werd begonnen in 2015. In februari 2018 meldde CytoDyn Inc dat het primaire eindpunt werd bereikt in het pro 140 pivotale combinatietherapie onderzoek bij HIV infectie.
PRO 140 wordt ontwikkeld door CytoDyn Inc. In Mei 2007, de resultaten van de fase I klinische proef van het geneesmiddel aangetoond “krachtige, snelle, verlengde, dosis-afhankelijke, zeer significante antivirale activiteit” voor PRO 140. Deelnemers in de groep met de hoogste dosering kregen 5 milligram per kilogram en vertoonden een gemiddelde daling van de virale belasting van -1,83 log10. Gemiddeld werden verlagingen van meer dan -1 log10 per milliliter gehandhaafd gedurende twee tot drie weken, vanaf slechts een enkele dosis van het geneesmiddel. De grootste individuele HIV RNA reducties varieerden tot -2,5 log10 bij patiënten die zowel de 2 als 5 mg/kg doses kregen.
PRO 140 is een in het laboratorium gemaakt antilichaam dat functioneert als een inhibitor. PRO 140 bindt zich aan de CCR5-receptor op de CD4-cellen en interfereert met het vermogen van HIV om de cel binnen te komen. PRO 140, een gehumaniseerde vorm van een pa14 antilichaam, is een chemokine-receptor CCR5 monoklonaal antilichaam en kan CCR5 troop HIV-1 remmen bij concentraties die de natuurlijke activiteit van CCR5 in vitro niet tegenwerken. HIV-1 ingang wordt gemedieerd door de hiv-1 envelop glycoproteïnen gp120 en gp41. De gp120 zal CD4 en het ccr5co-receptormolecuul binden, en dit triggert gp41-gemedieerde fusie van de virale en cellulaire membranen. CCR5 is dus nodig voor het binnendringen van het virus en deze infectie van gezonde cellen. PRO 140, het anti-CCR5 monoclonal antilichaam, kan HIV stoppen van het ingaan van de cel en virale replicatie stoppen. Het voorkomt de binding van viruscellen op een specifieke plaats in de CCR5-co-receptor zonder de natuurlijke activiteit ervan te verstoren. In tegenstelling tot andere inhibitors, is PRO 140 een monoklonaal antilichaam. Het mechanisme van remming is eerder concurrerend dan allosteric. Als zodanig moet het worden geïnjecteerd om effectief te zijn. Eenmaal in het lichaam bindt PRO 140 echter gedurende >60 dagen aan CCR5, waardoor het mogelijk is om deze eenmaal per twee weken toe te dienen. In vergelijking met hoogactieve antiretrovirale therapie waarvan is aangetoond dat deze behandelingsgerelateerde toxiciteit heeft voor HIV-geïnfecteerde patiënten, heeft PRO140 geen resistentie tegen meerdere geneesmiddelen of toxiciteit.
In februari 2018 meldde CytoDyn Inc dat het primaire eindpunt werd bereikt in het pivotale combinatietherapie-onderzoek PRO 140 bij HIV-infectie en dat dit onderzoek nog eens 24 weken zal worden voortgezet (eind augustus 2018) met wekelijkse subcutane injecties PRO 140 en geoptimaliseerd ART. Uit het rapport blijkt dat één enkele subcutane injectie van 350 mg PRO 140 resulteerde in een vermindering van de hiv-1 RNA viral load met meer dan 0,5 log of 68% binnen één week in vergelijking met degenen die een placebo kregen. De primaire werkzaamheidseindpuntresultaten werden gepresenteerd op ASM Microbe 2018. In het centrale onderzoek met Leronlimab in combinatie met standaard antiretrovirale therapieën bij HIV-geïnfecteerde eerder behandelde patiënten, bereikte 81% van de patiënten die het onderzoek voltooiden een HIV viral load suppressie van < 50 cp/mL. Recente goedgekeurde geneesmiddelen voor deze populatie variëren van 43% na 24 weken tot 45% na 48 weken met een virale belastingonderdrukking van < 50 cp/mL. In Maart 2019 diende CytoDyn bij de Amerikaanse FDA het eerste deel van de BLA voor leronlimab (PRO140) in als combinatietherapie met HAART bij HIV. In mei 2020, het bedrijf ingediend zijn BLA met potentiële FDA goedkeuring in 4Q ‘ 20. CytoDyn voert ook een onderzoek uit naar leronlimab (PRO140) voor HIV. Indien succesvol zou één keer per week zelf toegediend leronlimab een paradigmaverschuiving betekenen in de behandeling van HIV.
CytoDyn onderzoekt momenteel ook het gebruik van leronlimab (PRO140) in verschillende vaste tumoren. Op 18 februari 2019 kondigde CytoDyn aan dat het zal beginnen met 8 preklinische studies over melanoomkanker, alvleesklier -, borst -, prostaat -, colon -, long -, lever-en maagkanker. Dit kan leiden tot 8 fase 2 klinische studies met Leronlimab in de kankerarena. Op 23 November 2018 ontving CytoDyn de goedkeuring van de FDA voor de indiening van de IND en mocht een Fase 1b/2 klinische studie starten voor patiënten met gemetastaseerde triple-negatieve borstkanker (mTNBC). Op 20 februari 2019 kondigde CytoDyn aan dat Leronlimab in staat was om met Leronlimab (pro 140) de incidentie van metastase van borstkanker bij de mens met meer dan 98% te verminderen in een xenotransplantatiemodel bij muizen voor kanker gedurende zes weken. De temporele equivalentie van de murine 6 weken studie kan tot 6 jaar bij de mens zijn. In Mei 2019 verleende de Amerikaanse Food and Drug Administration (FDA) Fast Track-aanwijzing voor Leronlimab (PRO 140) voor gebruik in combinatie met carboplatine voor de behandeling van patiënten met CCR5-positieve mTNBC. In Juli 2019 kondigde CytoDyn de dosering aan van de eerste mTNBC-patiënt onder compassionate use. Tegelijkertijd is het P1B / 2-Onderzoek voor niet eerder behandelde mTNBC-patiënten actief en anticipeert het op top LINE-gegevens in 2020. Indien succesvol, zouden de gegevens van behandelingsnaïeve mTNBC-patiënten als basis kunnen dienen voor potentieel het zoeken van versnelde goedkeuring van de Amerikaanse FDA.
Recent gepubliceerde studies toonden aan dat Leronlimab het aantal en de grootte van nieuwe metastasen bij de mens in een muismodel verminderde en de grootte van gevestigde metastasen verminderde, waardoor de overleving werd verlengd.
in Mei 2019 startte CytoDyn ook een preklinisch onderzoek van Leronlimab (pro 140) om NASH te voorkomen met de Dr.Daniel J. Lindner, M. D., Ph. D. van de Cleveland Clinic resultaten van deze studie worden verwacht in 4Q’2019.
gezien het uitzonderlijke veiligheids-en werkzaamheidsprofiel lijkt PRO 140 (leronlimab) de meest veelbelovende CCR5-antagonist te zijn en kan het een best-in-class-behandeling worden voor HIV en misschien andere indicaties.
AplavirocEdit
Aplaviroc is afkomstig uit een klasse van derivaten van spirodiketopiperazine. Figuur 2 toont de moleculaire structuur van de loodverbinding en de uiteindelijke verbinding aplaviroc. De loodverbinding vertoonde een goede potentie bij het blokkeren van CCR5 in een aantal R5 HIV-stammen en tegen multiresistente stammen. Het probleem met deze verbinding was niet de CCR5-selectiviteit, maar de orale biologische beschikbaarheid. Dit leidde tot verdere ontwikkeling van de molecule en het resultaat was een samenstelling genoemd aplaviroc. Helaas werd, ondanks de veelbelovende preklinische en vroege klinische resultaten, enige ernstige levertoxiciteit waargenomen bij de behandeling van niet eerder behandelde en eerder behandelde patiënten, wat leidde tot het staken van de verdere ontwikkeling van aplaviroc.
VicrivirocEdit
Schering-Plough identificeerde een actieve verbinding tijdens de screening. Figuur 3 toont de moleculaire structuur van de loodverbinding, de tussenverbinding en de uiteindelijke verbinding vicriviroc. De loodverbinding bevatte een piperazinesteiger en was een krachtige muscarine acetylcholinereceptor (M2) – antagonist met een bescheiden CCR5-activiteit. De veranderingen die aan de linkerkant van de loodverbinding werden aangebracht en de toevoeging van een methylgroep aan de piperazinegroep ((S)-methylpiperazine) resulteerden in de tussenverbinding die goede affiniteit voor CCR5-receptoren maar zeer weinig affiniteit voor muscarinic activiteit had, nochtans, toonde de verbinding affiniteit voor het ionenkanaal van hERG. Verdere reconstructie leidde tot de ontwikkeling van de uiteindelijke verbinding vicriviroc, toen Schering ontdekte dat het pyridyl-N-oxide op het tussenproduct kon worden vervangen door 4,6-dimethylpyrimidine carboxamide. Vicriviroc had een uitstekende selectiviteit voor CCR5-receptoren ten opzichte van muscarine en de Herg-affiniteit was sterk verminderd. Fase I klinisch onderzoek met vicriviroc leverde veelbelovende resultaten op, zodat een Fase II onderzoek naar de behandeling van niet eerder behandelde patiënten werd gestart. Het Fase II-onderzoek werd stopgezet omdat er een virale doorbraak was in de vicriviroc-groep in vergelijking met de controlegroep. Deze resultaten suggereren dat vicriviroc niet werkzaam was bij de behandeling van niet eerder behandelde patiënten in vergelijking met de huidige behandelingen. Een ander fase II klinisch onderzoek werd uitgevoerd bij eerder behandelde patiënten. De resultaten waren dat vicriviroc een sterke antivirale activiteit had, maar vijf gevallen van kanker onder de deelnemers werden gemeld, maar de studie werd voortgezet omdat er geen causaal verband was tussen de maligniteiten en vicriviroc. Eind 2009 werd door de firma gemeld dat vicriviroc was opgenomen in Fase II-onderzoeken naar behandeling van niet eerder behandelde patiënten en fase III-onderzoeken bij eerder behandelde patiënten.
MaravirocEdit
Pfizer wendde zich tot high-throughput screening in hun zoektocht naar een goed beginpunt voor een kleine molecule CCR5-antagonist. Hun onderzoek resulteerde in een samenstelling die zwakke affiniteit en geen antivirale activiteit presenteerde maar een goed uitgangspunt voor verdere optimalisatie vertegenwoordigde. Verbindingen 1-9 in Tabel 1 laten de ontwikkeling van maraviroc in enkele stappen zien. De chemische structuur van het beginnende molecuul (UK-107,543) wordt voorgesteld als samenstelling 1. Hun eerste focus was het minimaliseren van de CYP2D6-activiteit van het molecuul en het verminderen van de lipofiliciteit ervan. Ze vervingen de imidazopyridine door benzimidazol en de benzhydrilgroep werd vervangen door een benzamide. Het resultaat was compound 2. Die verbinding vertoonde een goede bindingskracht en het begin van een antivirale activiteit. Verdere structuur-activiteit relatie (SAR) optimalisatie van het amide gebied en het identificeren van de enantiomere voorkeur leidde tot de cyclobutyl amide structuur in verbinding 3. Het probleem met de CYP2D6-activiteit van de verbinding was echter nog steeds onaanvaardbaar, zodat ze verdere SAR-optimalisatie moesten uitvoeren die bepaalde dat de-azabicycloamine (tropaan) de aminopiperidine-groep kon vervangen. Deze verandering in de chemische structuur leidde tot verbinding 4. Verbinding 4 had geen CYP2D6-activiteit met behoud van uitstekende bindingsaffiniteit en antivirale activiteit. Hoewel verbinding 4 veelbelovende resultaten vertoonde, vertoonde het 99% remming op het Herg-ionkanaal. Deze remming was onaanvaardbaar omdat het kan leiden tot verlenging van het QTc-interval. Het onderzoeksteam deed toen een paar wijzigingen om te zien welk deel van het molecuul een rol in de affiniteit van hERG speelde. Compound 5 toont een analoog dat zij synthetiseerden die een zuurstofbrughoofd in de tropaanring bevatte; echter, die reconstructie had geen effect op de Herg affiniteit. Zij concentreerden zich toen op het polaire oppervlakte in de molecule om de affiniteit van hERG uit te bellen. Deze inspanningen resulteerden in compound 6. Die verbinding behield de gewenste antivirale activiteit en was selectief tegen de Herg-remming, maar het probleem was de biologische beschikbaarheid. Vermindering van de lipofiliciteit door vervanging van de benzimidazolgroep door een gesubstitueerde triazoolgroep leverde verbinding 7 op. Verbinding 7 vertoonde een significante vermindering van lipofiliciteit en handhaafde de antivirale activiteit, maar opnieuw, met de introductie van een cyclobutylgroep, vertoonde de verbinding Herg-remming. Het veranderen van de ringgrootte in verbinding 7 van een cyclobutyleenheid naar een cyclopentyleenheid in verbinding 8 leidde tot een significante toename van de antivirale activiteit en verlies van Herg-affiniteit. Verdere ontwikkeling leidde tot de ontdekking van een 4,4′-difluorcyclohexylamide ook bekend als maraviroc. Maraviroc behield een uitstekende antivirale activiteit, terwijl er geen significante Herg-bindingsaffiniteit werd aangetoond. Het ontbreken van hERG-bindingsaffiniteit werd voorspeld vanwege de grote omvang van de cyclohexylgroep en de hoge polariteit van de fluorsubstituenten. In August 2007 the FDA approved the first CCR5 antagonist, maraviroc, discovered and developed by Pfizer.
 |
 |
 |
| Compound 1 | Compound 2 | Compound 3 |
 |
 |
 |
| Compound 4 | Compound 5 | Compound 6 |
 |
 |
 |
| Compound 7 | Compound 8 | Compound 9 (maraviroc) |
