《血液》发表新格诺康公司和英属哥伦比亚大学的崭新发现

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药时代编者按

2021年3月25日,我们发布文章“重磅!新格诺康 (SignalChem)宣布与默沙东(MSD)联合开展临床二期试验”,报道了新格诺康与默沙东计划合作开展一项临床试验,以评估SLC-391联合KEYTRUDA® (pembrolizumab) 治疗晚期非小细胞肺癌的疗效。这篇文章受到朋友们的关注。今天,我们再分享一条好消息。

如果您对该项目的中国、大中华区或全球权益感兴趣,请联系药时代BD团队。邮箱地址:BD@drugtimes.cn。邮件主题请注明:SLC-391。衷心感谢!
2021年3月30日,由新格诺康生命科学公司(SignalChem Lifesciences Corp.)和英属哥伦比亚大学共同撰写的论文在国际顶级医学期刊、美国血液学会会刊《血液》上在线发表。该项研究揭示了AXL激酶抑制剂促使不敏感的白血病干细胞和祖细胞对急性髓系白血病的Venetoclax治疗的敏感度。

论文题目:《针对AXL激酶的靶向治疗独特地增强治疗不敏感的急性髓系白血病干细胞和祖细胞对Venetoclax治疗的敏感度》。论文链接:https://doi.org/10.1182/blood.2020007651

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内容精要

1. 研究表明,GAS6/AXL在急性髓系白血病(AML)患者的细胞中高度活化,其中干细胞/祖细胞的活化程度尤为明显;

2. 新格诺康生命科学公司(Signal ChemLifesciences Corporation, SLC)开发了一种强效的、高选择性的AXL抑制剂SLC-391,它具有良好的药物特性,对AML的临床前患者来源的异种移植(PDX)模型有疗效;

3. 抑制AXL靶点可以提高急性髓系白血病(AML)干细胞/祖细胞对于Venetoclax治疗的敏感性,在体外和PDX模型中具有强大的协同效应;

4. 单细胞RNA测序和功能验证研究从机理上发现,AXL抑制或联合Venetoclax使用能干扰AML干细胞/祖细胞的代谢,显示出独特的转录组特征,并抑制线粒体氧化磷酸化;

5. 抑制AXL或BCL-2对白血病细胞杀伤中的关键信号蛋白具有协同作用;

6. 这些发现对AML和其他高AXL活性肿瘤的治疗提供新的思路。

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一、GAS6/AXL 在 AML 中高度活化

急性髓性白血病(AML)是一种进展迅速、通常致命的造血系统恶性肿瘤,其特征在于白血病干细胞(LSCs)的克隆性扩增和髓系分化阻断,伴有母细胞的积累。虽然在确定治疗靶点方面取得了进展,产生了一些临床试验和批准的治疗方法,但AML治疗方法和长期患者预后在过去40年并没有显著改善,总体5年生存率仍然低于30%,而老年患者仅为10-15%,一线化疗的耐药性仍然是治疗失败的主要原因,市场急需更有效的治疗方法。

AXL是TYRO3, AXL, MER(TAM)受体酪氨酸激酶家族成员,GAS6是唯一激活AXL的配体,家族成员在许多实体肿瘤中过度表达,增强了细胞凋亡的抵抗能力。研究表明在AML和慢性髓系白血病(CML)患者中AXL和GAS6表达增加,并与AML预后不良相关。AXL在干细胞维持、血管生成和上皮间充质转化中发挥重要作用。因此,靶向GAS6/AXL活性是AML和许多其他实体肿瘤的合理治疗策略。

本项研究对GAS6 和 AXL在急性髓系白血病(AML)患者细胞中的基因转录和蛋白表达进行了分析,结果显示GAS6 和AXL的表达明显升高,其中在干细胞/祖细胞中表达的升高尤为明显。此项发现预示着可以通过调控 GAS6/AXL 信号传导通路抑制AML肿瘤细胞的增殖,进而起到治疗AML的效用。

二、SLC-391是一种独特的、高效的、选择性的AXL抑制剂

SLC利用公司自有的以蛋白激酶抑制剂为主的小分子化合物库进行高通量筛选,鉴定并分析了几种对AXL有抑制作用的化合物,并对最有希望的先导分子进行优化,改善其对AXL的抑制活性、选择性以及药物性质,最终获得了适合于临床研究的最佳候选小分子AXL抑制剂SLC-391。

研究表明 SLC-391稳定了AXL激酶结构域,并具有结合AXL活性位点的潜力。体外药理分析评价表明SLC-391具有合理的溶解度,在小鼠、大鼠、狗和人肝细胞中具有良好的代谢稳定性,蛋白结合能力中等,没有CYP抑制或hERG阻断潜能。啮齿动物和狗的药代动力学研究表明,SLC-391具有较高的生物利用度,和简单的药物配方。

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三、SLC-391和Venetoclax联合对AML的协同抑制作用

SLC-391在体外能特异性抑制AML细胞的生长,尤其是抑制具有GAS6/AXL高表达的AML细胞生长,在与Venetoclax联合使用也显示出较好的协同作用。Venetoclax(ABT-199)是一种BCL-2抑制剂,被批准用于老年急性髓性白血病(AML)和其他恶性血液病患者的治疗,显示出良好的短期治疗效果。Venetoclax在功能上取代BCL-2中促凋亡的BH3-only蛋白(BIM和BID),激活BCL-2通路中的BAX和BAK蛋白,诱导白血病细胞凋亡,但它不能有效解决耐药性问题。

为了确定SLC-391治疗是否能在体外特异性抑制AML细胞的生长,研究团队比较了SLC-391在高表达或低表达GAS6/AXL合并MLL/FLT3-ITD突变的AML细胞株中的生物学效应。与5个低表达GAS6/AXL和未发生MLL/FLT3-ITD突变的AML细胞系相比,高表达GAS6/AXL和MLL/FLT3-ITD突变的AML细胞系(MV4-11、Molm13和THP-1)对SLC-391更敏感(2~3倍,P=0.0068)。

在体外用SLC-391联合Venetoclax处理来自AML患者的具有低或高AXL表达、带有或不带有MLL融合/FLT3-ITD突变的CD34+细胞,结果显两化合物组合可降低AML患者白细胞生存能力(n = 18)和增加细胞凋亡(n = 16),效果明显优于单一药物治疗(P≤0.003)。使用多个细胞表面标记物,结合流式细胞仪分析表明,SLC-391和Venetoclax组合有效地消除了AML干细胞,祖细胞和骨髓癌细胞。CFC实验显示SLC-391和Venetoclax联合治疗对细胞集落形成有明显的抑制作用(抑制70-80%,P≤0.02),而在复膜实验中这些作用显著增强,显示更多的原始AML患者细胞被根除(>95%抑制,P≤0.05)。
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SLC-391抑制AXL活性使AML干细胞/祖细胞对Venetoclax治疗致敏,在体外和AML的PDX模型中均显示强大的协同效应。在两种侵袭性AML动物模型中,SLC-391和Venetoclax的联合治疗,显著抑制了AML细胞的增殖和扩散,抑制了AML细胞对造血器官的浸润,大大提高了实验小鼠的存活率。在PDX模型中,SLC-391和Venetoclax联合治疗可以抑制干细胞驱动的白血病细胞的长期增殖生长,延缓甚至消除白血病病情的发展,显著提高白血病小鼠的存活率。

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单细胞RNA测序和功能验证研究从机理上发现,AXL抑制剂单药或联合Venetoclax靶向AML干细胞/祖细胞的内在代谢弱点,显示独特的转录组特征,抑制了线粒体氧化磷酸化作用。抑制AXL或BCL-2活性对白血病细胞杀伤中的关键信号蛋白显示出显著的协同效应。

四、SLC-391 在癌症联合治疗中的前景

众所周知,癌症干细胞对化疗和靶向治疗具有抗药性,但其作用机制仍然很大程度上未知。有研究表明GAS6/AXL通道可能在干细胞的维持/功能中起间接作用,因为它在一些实体肿瘤中的表达高度增加,与一些干细胞标记基因的表达相关。本项研究提供了AXL在AML干细胞和祖细胞生存和长期增殖活性中作用的直接证据。AXL在AML干细胞/祖细胞中被高度激活,包括MLL融合的患者。值得注意的是,与正常人相比,大多数AML患者样本表达的AXL蛋白水平升高,而SLC-391的疗效与AXL表达水平高度相关,这一现象并不局限于携带MLL融合的患者。因此,大量AML患者有可能接受潜在的AXL/BCL-2抑制剂复合治疗,而GAS6/AXL的表达可以作为选择患者的生物标志物,并可能以此预测这些患者的治疗进展。

单细胞RNA测序和Western Blot分析从机理上显示,SLC-391抑制剂显著降低了其已知信号通路下游靶点AXL-Grb-Ras-Raf-MEK-ERK和AXL-PI3K-AKT的活性。Venetoclax增强了这一功能,从而进一步解除GSK3β-β-Catenin的调节作用,并降低其转录活性。SLC-391通过AKT和ERK稳定BIM,诱导细胞凋亡,并通过添加Venetoclax从BCL-2中释放BIM,增强BAX/BAK的构像变化,促进协同杀伤AML患者细胞。引人注目的是,单细胞RNA测序分析表明,单独使用SLC-391,或联合Venetoclax,可以在AML干细胞/祖细胞中特异地抑制线粒体氧化磷酸化(OXPHOS)。因此同时靶向AXL/BCL-2介导的代谢和关键信号通路,有可能纠正凋亡缺陷和异常增加的细胞存活率,这对于迅速和完全地根除AML 干细胞及其母细胞是必要的。总的来说,该项研究结果突出了使用现有临床抑制剂的联合治疗策略的重要性和易于处理的优势,这将对AML和其它具有高AXL活性的癌症的治疗产生积极影响。

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END
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