Abstract 1377: Volume scanning, a rational approach to covalent PI3Kα inhibitors
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Inhibitors of the phosphatidylinositol 3-kinase (PI3K) - protein kinase B (PKB/Akt) - mechanistic target of rapamycin (mTOR) axis are considered valuable assets in cancer therapy. A considerable effort has been dedicated to the development of drugs targeting class I PI3Ks, which are evaluated in preclinical and clinical studies.[1-5] Here we present a strategy to convert a phase II clinical candidate, a pan-PI3K inhibitor (PQR309, bimiralisib)[5,6], into a highly selective, covalent PI3Kα inhibitor with the aim to minimize off-target and on-target metabolic side effects of PI3K inhibitor cancer therapy. We exploited a rational approach to increase target selectivity by covalently targeting PI3Kα at the non-conserved nucleophilic Cys862. A combination of warhead activity design, proximity screening and an optimized orientation allowed a tight control of reversible inhibitor binding in combination with an isoform-specific covalent reaction. To avoid off-target reactions, all warheads' reactivities were determined and optimize for selectivity and of Cys862 modification. An extensive Structure Activity Relationship (SAR) study was performed and a wide range of linear and restricted rotation linkers were introduced. A comprehensive understanding of the kinetics of irreversible inhibition acquired by kinetic TR-FRET assays and subsequent determination of kchem, kinact and calculated Ki allowed the establishment of a SAR, for compound selection with minimal off-target reactivity and high PI3Kα selectivity. X-ray crystallography and MS-based proteomics validated the covalent modification of Cys862. Our pilot compounds exceed specificity and potency over an experimental dimethyl-substituted enone, CNX-1351.[7] Moreover, our compounds display increased stability in rat liver microsomal assays and outperform the rapidly metabolized CNX-1351. Our strategy to investigate and tune warheads' reactivity represents a major step forward in the rational design of covalent chemical tools, overcoming the serendipity in the discovery of irreversible compounds. Moreover, we provide highly selective chemical tools to dissect PI3K isoform signaling in physiology and disease. A clarification of the role of the different PI3K isoforms in insulin signaling allows to address the challenges in isoform selectivity and to develop PI3K inhibitors showing ideal isoform specificity. [1] Rageot D et. al. J Med Chem. 2019, 62 (13), 6241-6261. [2] Borsari C et. al. ACS Med Chem Lett. 2019, 10 (10), 1473-1479. [3] Marone R et al. Biochim Biophys Acta 2008, 1784 (1), 159-185. [4] Wymann MP and Schneiter R Nat Rev Mol Cell Biol. 2008, 9 (2), 162-176. [5] Beaufils F et. al. J Med Chem. 2017, 60 (17), 7524-7538. [6] Wicki A et. al. Eur J Cancer. 2018, 96, 6-16. [7] Nacht M et. al. J Med Chem. 2013, 56 (3), 712-721. Citation Format: Chiara Borsari, Erhan Keles, Jacob McPhail, Alexander Schäfer, Rohitha Sriramaratnam, Martina De Pascale, Matthias Gstaiger, John Burke, Matthias P. Wymann. Volume scanning, a rational approach to covalent PI3Kα inhibitors [abstract]. In: Proceedings of the American Association for Cancer Research Annual Meeting 2021; 2021 Apr 10-15 and May 17-21. Philadelphia (PA): AACR; Cancer Res 2021;81(13_Suppl):Abstract nr 1377.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,004 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».