Nuove intuizioni su Aurora A e trattamento del cancro
La ricerca sugli inibitori di Aurora A mostra buone prospettive per la terapia contro il cancro.
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Indice
- Importanza di Aurora A nel trattamento del cancro
- Il ruolo di TPX2 nella funzione di Aurora A
- Sviluppo di Inibitori per Aurora A
- Utilizzo di altre strategie per inibire Aurora A
- Scoperta di farmaci basata su frammenti
- Screening per inibitori
- Miglioramenti e ottimizzazioni
- Composto principale: CAM2602
- Valutazione di CAM2602
- Studi sui tumori nei topi
- Combinare CAM2602 con altri trattamenti
- Prossimi passi nella ricerca
- Conclusione
- Fonte originale
Aurora A è una proteina che aiuta a controllare le prime fasi della divisione cellulare, in particolare la mitosi. Questo include processi importanti come assicurarsi che i centri delle cellule (centrosomi) siano pronti a separarsi, garantendo che la cellula si prepari a dividersi e contribuendo a formare la struttura che separa la cellula in due. Nelle cellule cancerose, Aurora A può diventare più attiva a causa di cambiamenti nel DNA o nel modo in cui i geni sono espressi. Quando c'è troppa Aurora A nelle cellule tumorali, è stata collegata a diversi tipi di Cancro, inclusi quelli al seno, ovarico, prostatico e pancreatico. Questa sovraattività può portare a problemi come DNA instabile, che può peggiorare il cancro.
Importanza di Aurora A nel trattamento del cancro
Molti studi hanno scoperto che quando Aurora A è sovraattiva, può ridurre l'efficacia dei trattamenti. Ad esempio, può aiutare le cellule tumorali a resistere a trattamenti che dovrebbero colpirle, come alcuni farmaci usati per il cancro ai polmoni. I ricercatori stanno esaminando da vicino come fermare Aurora A per creare nuovi farmaci contro il cancro. Ecco perché Aurora A è un obiettivo per ricerche e sviluppo di farmaci in corso.
Il ruolo di TPX2 nella funzione di Aurora A
Un partner importante di Aurora A è una proteina chiamata TPX2, che è necessaria per assemblare le strutture che aiutano la cellula a dividersi. TPX2 aiuta Aurora A ad andare nei posti nella cellula dove è necessaria e la mantiene attiva. Quando sia Aurora A che TPX2 sono presenti in alte quantità nei Tumori, lavorano insieme in un modo che può promuovere il cancro. Questa interazione tra Aurora A e TPX2 è un nuovo campo di focus per creare trattamenti contro il cancro.
Sviluppo di Inibitori per Aurora A
I ricercatori hanno fatto molta fatica per sviluppare farmaci che possano inibire (o bloccare) Aurora A. Alcuni di questi farmaci sono già passati alla fase di sperimentazione clinica, mostrando promesse nel trattamento di vari tipi di cancro. Molti inibitori di Aurora A si concentrano su un sito specifico (sito di legame dell'ATP) dove solitamente si lega a molecole di energia. Tuttavia, poiché Aurora A è molto simile ad altre proteine nella stessa famiglia, può essere difficile creare un inibitore che colpisca solo Aurora A senza influenzare le altre.
Utilizzo di altre strategie per inibire Aurora A
Alcuni ricercatori stanno esplorando modi diversi per inibire Aurora A che non si concentrano solo sul sito di legame dell'ATP. Ad esempio, ci sono sforzi per bloccare le interazioni di Aurora A con altre proteine come N-Myc o TPX2. Facendo questo, c'è potenziale per una maggiore selettività dei farmaci e minori possibilità di resistenza ai farmaci, poiché alcune interazioni potrebbero essere meno probabili da cambiare anche se la proteina bersaglio muta.
Scoperta di farmaci basata su frammenti
Un metodo chiamato design di farmaci basato su frammenti è stato usato per sviluppare inibitori per l'interazione tra Aurora A e TPX2. I ricercatori hanno iniziato con piccoli pezzi (frammenti) che si legherebbero ad Aurora A. Questi frammenti sono stati studiati attentamente per vedere quanto bene si legano a Aurora A e come possono essere migliorati per creare farmaci più efficaci.
Screening per inibitori
In questo processo, una libreria di 600 piccoli frammenti è stata testata per vedere se potevano legarsi ad Aurora A. Alcuni di questi frammenti hanno mostrato promesse, portando i ricercatori ad analizzarli ulteriormente utilizzando varie tecniche sperimentali per confermare il loro legame. In questo modo, i ricercatori potrebbero identificare e perfezionare potenziali composti farmacologici che potrebbero interrompere l'interazione tra Aurora A e TPX2.
Miglioramenti e ottimizzazioni
Attraverso diversi cicli di modifiche chimiche basate sui dati di legame, i ricercatori hanno migliorato significativamente la forza del legame di alcuni di questi frammenti con Aurora A. Questi miglioramenti hanno permesso ai composti di mostrare interazioni molto più forti con Aurora A, portando a inibitori più efficaci in grado di interrompere la sua funzione.
Composto principale: CAM2602
Uno dei composti più promettenti sviluppati attraverso questo processo è chiamato CAM2602. Questo composto mostra una forte capacità di legarsi ad Aurora A, bloccando l'interazione con TPX2. È stato testato in colture cellulari e mostra potenziale per uccidere le cellule tumorali mantenendo effetti limitati sulle cellule normali.
Valutazione di CAM2602
CAM2602 è stato testato accuratamente per la sua sicurezza e efficacia. Nei test di laboratorio, è stato trovato in grado di interrompere la normale funzione di Aurora A nelle cellule tumorali, portando alla morte cellulare. Esperimenti ulteriori su organismi vivi hanno mostrato che poteva ridurre efficacemente la crescita delle cellule tumorali nei tumori senza tossicità significativa.
Studi sui tumori nei topi
Per valutare ulteriormente CAM2602, i ricercatori hanno condotto esperimenti sui topi con tumori. I risultati hanno mostrato che il trattamento con CAM2602 ha portato a cambiamenti nelle cellule tumorali simili a quelli osservati in laboratorio, come la presenza di marcatori specifici che indicano che il farmaco stava funzionando. Questo trattamento ha anche ridotto significativamente la dimensione dei tumori nei topi rispetto a quelli non trattati.
Combinare CAM2602 con altri trattamenti
C'è speranza che combinare CAM2602 con altri farmaci, come il paclitaxel, possa migliorare le sue capacità di combattere il cancro. Questo è particolarmente importante per i tipi di cancro in cui la resistenza al trattamento è comune. I test iniziali hanno mostrato che usare CAM2602 insieme al paclitaxel potrebbe portare a risultati migliori rispetto all'uso di entrambi i farmaci da soli.
Prossimi passi nella ricerca
I risultati degli studi su CAM2602 suggeriscono che potrebbe essere un trattamento utile per vari tipi di cancro. Ulteriori ricerche sono necessarie per confermare la sua efficacia nelle prove cliniche e per esplorarne il potenziale nelle terapie combinate. C'è ottimismo sul fatto che CAM2602 porterà a nuove opzioni di trattamento efficaci per i pazienti con tumori attualmente con terapie limitate.
Conclusione
In sintesi, Aurora A svolge un ruolo cruciale nella divisione cellulare e nella progressione del cancro. Mirare all'interazione tra Aurora A e TPX2 rappresenta una strategia promettente per sviluppare nuovi trattamenti contro il cancro. Il composto CAM2602 ha mostrato un potenziale significativo negli studi preclinici, dimostrando la sua capacità di inibire efficacemente Aurora A e ridurre la crescita tumorale. Ricerca e trial clinici continuati saranno essenziali per determinare la sua efficacia nel trattamento dei pazienti oncologici e per esplorarne la combinazione con terapie esistenti. Il lavoro su CAM2602 rappresenta un passo avanti nella ricerca di terapie mirate per il cancro che potrebbero fornire opzioni migliori con meno effetti collaterali.
Titolo: Selective inhibitors of the Aurora A-TPX2 protein-protein interaction exhibit in vivo efficacy as targeted anti-mitotic agents
Estratto: The protein kinase Aurora A, and its close relative, Aurora B, regulate human cell division. Aurora A is frequently overexpressed in cancers of the breast, ovary, pancreas and blood, provoking genome instability and resistance to anti-mitotic chemotherapy. Intracellular localization and enzymatic activity of Aurora A are regulated by its interaction with the spindle assembly factor TPX2. Here, we have used fragment-based, structure-guided lead discovery to develop small-molecule inhibitors of the Aurora A-TPX2 protein-protein interaction (PPI). These compounds act by novel mechanism compared to existing Aurora A inhibitors and they are highly specific to Aurora A over Aurora B. Our biophysically, structurally and phenotypically validated lead compound, CAM2602, exhibits oral bioavailability, favourable pharmacokinetics, pharmacodynamic biomarker modulation, and arrest of growth in tumour xenografts. Consistent with our original finding that Aurora A overexpression drives taxane-resistance in cancer cells, inhibition of Aurora A-TPX2 PPI synergizes with paclitaxel to suppress the outgrowth of pancreatic cancer cells. Our results provide a blueprint for targeting the Aurora A-TPX2 PPI for cancer therapy and suggest a promising clinical utility for this mode of action.
Autori: Ashok R. Venkitaraman, S. R. Stockwell, D. E. Scott, G. Fischer, E. Guarino, T. P. C. Rooney, T.-S. Fang, T. Moschetti, R. Srinivasan, E. Alza, A. Asteian, C. Dagostin, A. Alcaide, M. Rocaboy, B. Blaszczyk, A. Higueruelo, X. Wang, M. Rossmann, T. R. Perrior, T. L. Blundell, D. R. Spring, G. McKenzie, C. Abell, J. Skidmore, M. Hyvönen
Ultimo aggiornamento: 2024-02-04 00:00:00
Lingua: English
URL di origine: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2023.03.22.533679
Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2023.03.22.533679.full.pdf
Licenza: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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