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CCR2をターゲットにした免疫療法の新しいアプローチ

CCR2をターゲットにした薬の開発が進んでて、健康向上に期待されてるよ。

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CCR2薬のデザインの進展CCR2薬のデザインの進展的なアプローチ。健康治療におけるCCR2を標的とした革新
目次

人間の免疫システムは、体を怪我や感染から守るために一緒に働く細胞の集まりなんだ。でも、時々このシステムがうまく働かなくて、炎症や自己免疫疾患みたいな問題が起こることがあるんだ。

ケモカイン受容体の役割

ケモカイン受容体は、細胞の表面にある特別なタンパク質で、免疫細胞を必要なところ、例えば怪我や感染の場所に導くのを助けるんだ。これらの受容体はケモカインと呼ばれる分子と相互作用して、免疫細胞に動くように信号を送るんだ。

特に、CCR2とCCR5という2つの重要な受容体が新しい薬のターゲットとして注目されているんだ。これらの受容体は、癌や心臓病を含むいろんな健康問題に関与しているんだ。研究によれば、CCR2をブロックすることで心臓病、糖尿病、関節炎みたいな状態に良い影響があることが示されているんだ。

CCR2阻害剤の開発

これまでの年も、多くの研究者がCCR2や似たような受容体をブロックできる薬の開発に取り組んできたんだ。何千もの候補薬が作られたけど、初期の臨床試験でうまくいかなかったものが多くて、まだ承認されたものはないんだ。課題には、これらの薬が体とどのように相互作用するかや、効果的に働くためにどのくらい体内にとどまる必要があるかが含まれているんだ。

CCR2薬の問題点

CCR2をターゲットにする薬の一つの問題は、体内で効果が持続しないことが多いことなんだ。薬がうまく働くためには、受容体をしばらくの間ブロックし続ける必要があるんだけど、CCR2は強い引力でケモカインと密接に働いているから難しいんだ。

特定の薬を使ってCCR2をブロックすると、CCR2に結合するケモカインであるCCL2が増えることがあるんだ。この増加は免疫反応を混乱させて、薬の効果を弱める可能性があるんだ。

選択性の重要性

効果的な薬を開発するもう一つの障害は、CCR2が人間とマウスみたいに異なる種で非常に似ていることなんだ。これが、一つの種でうまくいく薬を作るのが難しくするんだ。多くの場合、マウスでの有望な結果が人間の試験にうまく適用できないことがあるんだ。

薬の設計技術の進化

より良い薬を作るために、研究者たちは構造ベースの薬の設計(SBDD)みたいな高度な技術に目を向けているんだ。この方法は、分子レベルで受容体の形や相互作用を理解することに関わっているんだ。コンピューターモデルを使って、新しい薬がこれらの受容体にどのように結合するか、そして病気の治療にどれだけ効果的かを予測できるんだ。

最近、CCR2の構造が詳しく研究されて、異なる薬がどのように受容体に結合するかが観察されたんだ。この研究は、より効果的な薬の作り方の手がかりを提供しているんだ。

より良い拮抗薬の探索

より良いCCR2拮抗薬を探す中で、科学者たちは受容体の異なるモデルを作って、様々な化合物がどのように相互作用するかを見ているんだ。これらの相互作用を詳細に理解することで、CCR2により効果的で選択的に結合する化合物を開発できるんだ。

重要な相互作用の特定

科学者たちは異なる薬とCCR2の相互作用を分析したんだ。彼らは効果的な薬が特定の結合パターンを共有していることを発見したんだ。受容体の特定のアミノ酸が薬の相互作用にとって重要だということを認識したんだ。これらの洞察は、CCR2をより成功裏にターゲットにする新しい薬の開発を導いているんだ。

薬の設計における柔軟性の必要性

薬の設計における柔軟性も重要なんだ。研究者たちは、受容体の形が活性化状態か非活性化状態かによって変わることを発見したんだ。これは、薬が両方の状態に適切にフィットするように調整する必要があることを意味しているんだ。実験と計算のアプローチを組み合わせることで、受容体の形にうまく適応できる薬のような化合物を作ることができるんだ。

未来の方向性

今後、研究者たちはCCR2の相互作用をより深く理解することに注力して、薬の設計を洗練していく予定なんだ。彼らは、以前の薬の試験で見られた望ましくない効果を効果的に最小限に抑えつつ、治療効果を高める化合物を開発することを目指しているんだ。

結論

効果的なCCR2をターゲットにした薬の道は挑戦的だけど、期待が持てるんだ。これらの受容体がどのように働くかの秘密を解き明かして、新しい化合物の設計方法を見つけることで、科学者たちは免疫機能に関連するさまざまな病気のためのより良い治療法に向けて前進しているんだ。研究が進むにつれて、CCR2を正確にターゲットにできる新しい治療法が登場するかもしれないんだ。

オリジナルソース

タイトル: Molecular determinants of antagonist interactions with chemokine receptors CCR2 and CCR5

概要: By driving monocyte chemotaxis, the chemokine receptor CCR2 shapes inflammatory responses and the formation of tumor microenvironments. This makes it a promising target in inflammation and immuno-oncology; however, despite extensive efforts, there are no FDA-approved CCR2-targeting therapeutics. Cited challenges include the redundancy of the chemokine system, suboptimal properties of compound candidates, and species differences that confound the translation of results from animals to humans. Structure-based drug design can rationalize and accelerate the discovery and optimization of CCR2 antagonists to address these challenges. The prerequisites for such efforts include an atomic-level understanding of the molecular determinants of action of existing antagonists. In this study, using molecular docking and artificial-intelligence-powered compound library screening, we uncover the structural principles of small molecule antagonism and selectivity towards CCR2 and its sister receptor CCR5. CCR2 orthosteric inhibitors are shown to universally occupy an inactive-state-specific tunnel between receptor helices 1 and 7; we also discover an unexpected role for an extra-helical groove accessible through this tunnel, suggesting its potential as a new targetable interface for CCR2 and CCR5 modulation. By contrast, only shape complementarity and limited helix 8 hydrogen bonding govern the binding of various chemotypes of allosteric antagonists. CCR2 residues S1012.63 and V2446.36 are implicated as determinants of CCR2/CCR5 and human/mouse orthosteric and allosteric antagonist selectivity, respectively, and the role of S1012.63 is corroborated through experimental gain-of-function mutagenesis. We establish a critical role of induced fit in antagonist recognition, reveal strong chemotype selectivity of existing structures, and demonstrate the high predictive potential of a new deep-learning-based compound scoring function. Finally, this study expands the available CCR2 structural landscape with computationally generated chemotype-specific models well-suited for structure-based antagonist design.

著者: Irina Kufareva, J. R. D. Dawson, G. M. Wadman, P. Zhang, A. J. Tebben, P. H. Carter, S. Gu, T. Shroka, L. Borrega-Roman, C. Salanga, T. M. Handel

最終更新: 2024-02-12 00:00:00

言語: English

ソースURL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2023.11.15.567150

ソースPDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2023.11.15.567150.full.pdf

ライセンス: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

変更点: この要約はAIの助けを借りて作成されており、不正確な場合があります。正確な情報については、ここにリンクされている元のソース文書を参照してください。

オープンアクセスの相互運用性を利用させていただいた biorxiv に感謝します。

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