Development and Characterization of Small Molecule Chemical Probes for Alzheimer's Disease‐associated Human RNA Helicases
Notice bibliographique
Résumé
BACKGROUND: To diversify Alzheimer's Disease (AD) drug targets, a bioinformatics core is established to provide an unbiased ranking of AD risk-associated genes by integrating multiple lines of genetic and multi-omic evidence. From which, several RNA helicases, including RIG-I-like receptor 3 (LGP2), melanoma differentiation-associated protein 5 (MDA5) and Dead Box 1 (DDX1) have been identified as high priority targets differentially expressed in AD brains. All three helicases play a role in the innate immune response pathway against viral RNA. Given the previous link between viral infection and AD pathology, this prompted the development of small molecule chemical probe against these targets to further elucidate their roles in AD. METHOD: Purified proteins were used for ATPase assay development and compound screening. The ATPase assay was performed in the presence of annealed 24mer RNA, double-stranded RNA (dsRNA) with a 25-nt 3' overhang, or single-stranded DNA (ssDNA). We employed DNA-encoded chemical library (DEL) and computational methods for small molecule hit discovery. Hit confirmation was carried out by ATPase assay, Surface Plasmon Resonance (SPR), Differential Scanning Fluorimetry (DSF) and 19Fluorine- Nuclear Magnetic Resonance (19F-NMR). Hit expansion was carried out for the most promising hits to increase potency and selectivity. RESULT: We describe the development and optimization of a bioluminescence assay to kinetically characterize the activity of three human RNA helicases involved in innate immune response pathway, including MDA5, LGP2, and DDX1. Through DEL-ML screening, we identified a selective hit for MDA5, and characterized its activity by ATPase assay with IC50 of 8 µM, and orthogonally confirmed by F-NMR. Ongoing studies aim to elucidate the ligand binding site using X-ray crystallography. CONCLUSION: We present a robust high-throughput in vitro assay designed for small molecule screening in a 384-well format, enabling hit optimization and facilitating the discovery of inhibitors for MDA5, LGP2, and DDX1. Through DEL-ML screen, we identified a selective MDA5 inhibitor that can be used to further interrogate its role in AD pathogenesis, and serve as a chemical starting point for future drug discovery efforts. This ligand represents first-in-class small molecule inhibitor for MDA5, a target that has been underexplored in the context of its role in AD.
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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 | 0,001 | 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 | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 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 ».