Cyclic peptide macrocycles
peptides macrocycliques, peptides cycliques, peptides contraints, macrocycles peptidiques, peptides « beyond rule of five »
1De quoi il s'agit
Cette page présente une stratégie chimique plutôt qu'un composé. La stratégie est simple à énoncer : prendre un peptide et le refermer en cycle.
Les peptides sont d'excellents ligands. Ils sont assez grands pour couvrir les surfaces larges et peu profondes où les protéines dialoguent entre elles — les interactions que les petites molécules ne parviennent généralement pas à bloquer. Mais un peptide linéaire est aussi un très mauvais médicament. Les protéases de l'intestin et du sang le découpent en quelques minutes. Il est trop polaire pour traverser les membranes. Il oscille entre de nombreuses conformations, de sorte que l'essentiel de son énergie de liaison sert à se figer dans une forme plutôt qu'à agripper sa cible. Ce sont les raisons pour lesquelles, pendant la plus grande partie de l'histoire du médicament, les peptides ont été soit des hormones injectées, soit rien du tout.
La cyclisation répond aux trois problèmes à la fois. Refermer la chaîne en macrocycle supprime les extrémités libres que les exopeptidases attaquent et contraint le squelette, de sorte que les endopeptidases ne peuvent plus le loger dans leur site actif. Elle fige la molécule dans une ou quelques conformations, ce qui lui fait payer une pénalité entropique bien plus faible lors de la liaison — et augmente donc l'affinité et la sélectivité. Enfin, le cycle contraint peut replier ses groupes amide polaires vers l'intérieur, en formant des liaisons hydrogène avec lui-même et en présentant une face moins polaire vers l'extérieur, ce qui est précisément ce qui permet à certains macrocycles de traverser les membranes.
La nature l'a découvert bien avant les chimistes médicinaux. Cyclosporine, daptomycin, vancomycin, les echinocandins, les polymyxins et bacitracin sont tous des peptides cycliques ou lipo-cycliques naturels, et plusieurs sont absorbés par voie orale d'une manière qu'aucun peptide linéaire de leur taille n'atteint. Le domaine moderne en est la version délibérée et conçue : cribler de vastes bibliothèques de macrocycles synthétiques contre une cible choisie, puis optimiser le cycle.
2Mode d'action supposé
Les avantages de la classe, énoncés précisément :
3Ce que montre la recherche
Peptides cycliques issus de produits naturels
Médicaments peptidiques cycliques conçus et semi-synthétiques
Peptides macrocycliques oraux
Peptides bicycliques et agrafés
Technologies de présentation (display) de peptides
4Effets indésirables et interactions rapportés
Rapporté dans la littérature
Il n'existe pas de profil de sécurité valable pour l'ensemble de la classe, et en revendiquer un serait erroné. Les effets indésirables de chaque membre suivent sa cible, non sa chimie : cyclosporine provoque une néphrotoxicité et une immunosuppression du fait de l'inhibition de la calcineurine ; daptomycin provoque une myopathie et élève la créatine kinase ; les inhibiteurs du complément comme pegcetacoplan et zilucoplan comportent un risque d'infection méningococcique et imposent une vaccination ; eptifibatide provoque des saignements et une thrombopénie. Lisez les profils individuels.Rapporté par la communauté
rien de significatif à l'échelle de la classe.Tendances existant bel et bien à l'échelle de la classe, énoncées avec prudence.
Interactions. spécifiques à chaque membre. La seule affirmation générale qui vaille la peine d'être faite est que les grands peptides cycliques naturels, lipophiles, ont un bilan d'interactions moins bon que les petits peptides conçus.
Marqueurs que les chercheurs surveillent couramment
Il n'existe pas d'ensemble de marqueurs valable pour toute la classe, et en inventer un serait trompeur — la surveillance suit la cible, non le cycle. Ce qu'il vaut la peine d'énoncer à l'échelle de la classe :
| Marqueur | Pourquoi on le surveille |
|---|---|
| Les marqueurs suivent le mécanisme. Les inhibiteurs du complément exigent des marqueurs d'hémolyse (LDH, hémoglobine, réticulocytes) et des preuves de vaccination méningococcique ; les inhibiteurs de la calcineurine exigent la créatinine, le DFGe et les concentrations résiduelles du médicament ; l'antibiotique exige la créatine kinase ; l'inhibiteur de PCSK9 exige un bilan lipidique. Chaque profil indique les siens | |
| Le suivi thérapeutique pharmacologique est particulièrement pertinent pour les macrocycles issus de produits naturels. La mesure des concentrations résiduelles de cyclosporine relève de la pratique courante parce que l'absorption est variable et la fenêtre thérapeutique étroite. Une absorption orale variable est une propriété récurrente des macrocycles absorbés par voie orale, de sorte que cette question se posera de nouveau avec les nouveaux agents oraux | |
| Anticorps anti-médicament | pas en routine, mais la mesure à envisager pour tout médicament peptidique en cas de perte d'effet inexpliquée. |
| Fonction rénale et hépatique | pertinente dans la majeure partie de la classe, parce que la voie d'élimination détermine l'exposition et parce que plusieurs membres sont eux-mêmes néphrotoxiques ou métabolisés par le foie. |
| Tolérance gastro-intestinale, pour les macrocycles oraux | il s'agit d'une question de formulation plutôt que d'une mesure de laboratoire, mais c'est le facteur limitant pratique pour les membres les plus récents. |
Gratuit pour tous. Les informations de sécurité ne sont jamais derrière un accès payant.
5Formulation et contexte d'administration
Rien, à l'échelle de la classe, ne se transpose à un produit précis. Les peptides cycliques sont généralement plus stables en solution et à température ambiante que les peptides linéaires de taille comparable, ce qui explique en partie leur intérêt, mais chaque produit autorisé a ses propres exigences de conservation et de préparation fixées par sa notice — des seringues sous-cutanées préremplies aux perfusions intraveineuses préparées à l'hôpital, en passant par les comprimés oraux contenant des promoteurs d'absorption. Il n'existe aucun contexte d'auto-préparation pour un membre autorisé de cette classe, ni aucune indication générale qui puisse être donnée ici de façon responsable. Voir les profils individuels pour la manipulation réelle de chaque produit.
6Souvent étudié avec
Les membres autorisés et en phase avancée disposant de leur propre profil dans cette bibliothèque : - Pegcetacoplan — peptide cyclique PEGylé, inhibiteur du complément C3. - Zilucoplan — peptide macrocyclique, inhibiteur du complément C5. - Motixafortide — peptide cyclique antagoniste de CXCR4. - Eptifibatide — heptapeptide cyclique inhibiteur de la GPIIb/IIIa plaquettaire. - Cyclosporine — undécapeptide cyclique naturel inhibiteur de la calcineurine. - Daptomycin — antibiotique lipopeptidique cyclique naturel. - Enlicitide (#247) — peptide macrocyclique oral inhibiteur de PCSK9, en phase avancée. Stratégies voisines traitées ailleurs dans la bibliothèque : lipidation et liaison à l'albumine pour prolonger la demi-vie (voir semaglutide (#3), insulin icodec (#241)), fusion Fc (insulin efsitora alfa (#242)) et conjugués peptide-médicament pour une délivrance ciblée (melflufen (#248), ANG1005 (#249)).
Renvois informatifs. Pas des recommandations d'associations.
7Statut réglementaire par région
| Région | Statut (vérifié le —) |
|---|---|
| États-Unis | Plusieurs membres autorisés (cyclosporine, daptomycin, eptifibatide, pegcetacoplan, zilucoplan, motixafortide et d'autres). Plusieurs sont expérimentaux, dont des peptides macrocycliques oraux en phase 3 |
| Union européenne | Les mêmes membres y sont autorisés ; pipeline expérimental parallèle à celui des États-Unis |
| Royaume-Uni | Les mêmes membres y sont autorisés |
| Australie | Les mêmes membres sont enregistrés auprès de la TGA † |
| Afrique du Sud | Plusieurs membres autorisés sont enregistrés auprès de la SAHPRA ; la couverture est plus restreinte qu'aux États-Unis et dans l'UE † |
| Sport | Dépend du membre. Les hormones peptidiques et les facteurs de croissance sont interdits au titre de la classe WADA S2, qu'ils soient cycliques ou non ; la plupart des médicaments peptidiques cycliques présentés ici ne sont pas pertinents pour la performance et ne sont pas listés. Toute substance non approuvée relève de S0. Vérifier la liste en vigueur pour le composé concerné |
8Questions ouvertes
- Les peptides macrocycliques oraux apportent-ils un bénéfice sur des critères de jugement cliniques, et pas seulement une modification de marqueurs de substitution — l'essai de morbi-mortalité cardiovasculaire d'enlicitide est le premier véritable test.
- Le problème de la biodisponibilité orale peut-il être résolu de façon générale, ou chaque macrocycle oral réussi restera-t-il une réussite sur mesure ?
- Les macrocycles peuvent-ils être amenés à atteindre de façon fiable des cibles intracellulaires, ce qui ouvrirait le vaste ensemble d'interactions protéine-protéine aujourd'hui considérées comme non ciblables ?
- La délivrance au système nerveux central peut-elle être résolue pour cette classe sans plateforme navette distincte ?
- Comment le coût et l'échelle de fabrication se comparent-ils à ceux des petites molécules et des anticorps lorsque les macrocycles oraux atteignent des indications à l'échelle de populations entières ?
- Les technologies de présentation qui génèrent ces bibliothèques trouveront-elles des cibles que ni les petites molécules ni les anticorps ne peuvent aborder, ce qui est la version la plus forte de la promesse de cette classe ?
9Références
- 1Vinogradov AA, Yin Y, Suga H (2019). Macrocyclic peptides as drug candidates: recent progress and remaining challenges. J Am Chem Soc. PubMed · DOI
- 2Zorzi A, Deyle K, Heinis C (2017). Cyclic peptide therapeutics: past, present and future. Curr Opin Chem Biol. PubMed · DOI
- 3Driggers EM, Hale SP, Lee J, Terrett NK (2008). The exploration of macrocycles for drug discovery — an underexploited structural class. Nat Rev Drug Discov. PubMed · DOI
- 4Muttenthaler M, King GF, Adams DJ, Alewood PF (2021). Trends in peptide drug discovery. Nat Rev Drug Discov. PubMed · DOI
- 5Over B et al. (2016). Structural and conformational determinants of macrocycle cell permeability. Nat Chem Biol. PubMed · DOI
- 6Johns DG et al. (2023). Orally bioavailable macrocyclic peptide that inhibits binding of PCSK9 to the low-density lipoprotein receptor. Circulation. PubMed · DOI
- 7Huang Y, Wiedmann MM, Suga H (2019). RNA display methods for the discovery of bioactive macrocycles. Chem Rev. PubMed · DOI
- 8Walensky LD, Bird GH (2014). Hydrocarbon-stapled peptides: principles, practice, and progress. J Med Chem. PubMed · DOI
† En cours de vérification par nos relecteurs à partir de sources actuelles.
10Communauté
Les fils et protocoles sont visibles des membres. L'inscription est gratuite.
Effets indésirables auto-déclarés Phase 2
11Historique de la page
Sous licence CC BY-NC-SA 4.0. Une erreur ? Signalez-la · Normes éditoriales — les corrections sont consignées ici.