Les agonistes de la voie GLP-1 tels que le sémaglutide et les nouveaux multi-agonistes ont transformé les soins pour l'obésité et le diabète, mais les développeurs se battent toujours avec la durabilité, le ciblage des tissus et le « biais » du signal. La macrocyclisation, qui consiste à lier une partie d'un peptide dans un anneau, peut protéger les médicaments de la dégradation et favoriser les formes bioactives, mais la chimie conventionnelle peut être coûteuse et difficile à appliquer en fin de développement.
Une équipe de recherche de Sethera Therapeutics et du Bandarian Lab de l'Université de l'Utah a montré qu'une enzyme radicale peut « attacher » des peptides thérapeutiques en anneaux compacts sans les exigences habituelles en matière de séquence leader.
Une étude récemment publiée dans la revueACS Bio & Med Chem Au rapporte un raccourci biocatalytique : une enzyme qui assemble une liaison thioéther précise aux extrémités C du peptide sans les étiquettes leader dont de nombreuses enzymes modifiant les peptides ont généralement besoin. Dans les lectures analytiques, les analogues de type GLP-1 présentaient des changements caractéristiques indiquant la formation d'anneaux après un traitement enzymatique.
Les travaux se concentrent sur les maturases radicalaires S-adénosyl-L-méthionine (rSAM) de la famille des RiPP (peptides synthétisés par les ribosomes et modifiés post-traductionnellement). Les enzymes RiPP reconnaissent généralement une séquence « leader » N-terminale via un RRE (élément de reconnaissance RiPP) pour une liaison spécifique.
Ici, l'équipe a démontré une activité « indépendante du leader » : leur processus a proprement macrocyclisé les analogues de la voie GLP-1 conçus avec un motif de réticulation C-terminal, modifiant les peptides linéaires dans des conditions douces. L’enzyme l’a fait même sur des substrats contenant des résidus non canoniques communs aux incrétines commercialisées, soulignant une large tolérance.
« D'un point de vue de laboratoire, la surprise a été de voir jusqu'où nous pouvions pousser l'enzyme – pas de leader natif, leaders échangés, résidus non canoniques – et toujours voir des produits propres et à anneau unique. Cette combinaison de tolérance et de contrôle donne à PapB l'impression d'être un outil pratique, pas seulement un mécanisme sympa », explique Jake Pedigo, auteur principal de l'article.
Du point de vue enzymologique, l’œuvre chevauche une ligne inhabituelle, mécaniquement spécifique mais étonnamment promiscuité avec le substrat. Alors que la plupart des maturases RiPP nécessitent des interactions leader/RRE, le groupe Sethera et l'Université de l'Utah ont modifié un substrat chimérique portant un leader non apparenté et ont toujours montré une activité lorsque le domaine RRE a été supprimé, indiquant que ni la liaison du leader canonique ni le RRE intact ne sont strictement requis.
Cette contrainte minimale semble se réduire à un motif local Cys – Xⁿ – Asp/Glu sur le site de cyclisation, permettant une installation de macrocycle « plug-and-play » avec peu de réingénierie.
Pour le traitement, l’anneau C-terminal peut faire plus que simplement attacher la chaîne. En rigidifiant la queue, cela peut améliorer l'affinité du récepteur ou la signalisation biaisée ; en coiffant l'extrémité C-terminale, il peut bloquer les protéases ; et parce que le processus enzymatique accepte diverses séquences, l'anneau lui-même peut être conçu comme une « poignée » modulaire pour engager l'albumine, les transporteurs ou les récepteurs liés à la maladie – des voies vers une demi-vie plus longue, un ciblage tissulaire ou une activité sélective. Ensemble, ces données suggèrent une voie biocatalytique générale à un stade avancé vers les incrétines de nouvelle génération et d’autres médicaments peptidiques.
« Les squelettes GLP-1 des grandes sociétés pharmaceutiques sont déjà excellents ; ce que nous ajoutons est une étape enzymatique propre et avancée qui peut « attacher » l'extrémité C-terminale et faire travailler ces molécules encore plus dur. En installant un anneau thioéther précis sans étiquettes leader, nous pouvons ajuster la demi-vie, la stabilité et même le biais de signalisation du récepteur ou le ciblage des tissus, tout en restant compatible avec les résidus non canoniques utilisés dans les systèmes d'aujourd'hui. incrétines.
« En termes pratiques, cela signifie une itération plus rapide sur des échafaudages éprouvés et une voie plus claire vers des médicaments GLP-1 et multi-agonistes différenciés de nouvelle génération », déclare Karsten Eastman, PDG de Sethera Therapeutics.
