Targeting SWELL1 Signaling to Treat Obesity-Induced Type 2 Diabetes

靶向 SWELL1 信号传导治疗肥胖引起的 2 型糖尿病

基本信息

  • 批准号:
    10490426
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 99.09万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2021
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2021-09-17 至 2024-07-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Project Summary/Abstract More than 100 million Americans currently have diabetes or pre-diabetes, a condition that can lead to Type 2 diabetes (T2D) within five years, and that vastly increases adverse cardiovascular events. T2D is characterized by both a loss of insulin sensitivity of target tissues (fat, skeletal muscle, liver) and ultimately, impaired insulin secretion from the pancreatic b-cell. We, and others, recently identified a novel ion channel signaling complex, SWELL1/LRRC8a (Leucine-rich repeat containing protein type 8a) that positively regulates insulin-mediated intracellular signaling in adipose, skeletal muscle, and endothelium, insulin secretion from pancreatic β-cells, and systemic glucose homeostasis. We have identified a small molecule modulator, DCPIB (renamed SN- 401), as a tool compound that binds the SWELL1-LRRC8 complex and functions as a molecular chaperone to augment SWELL1 expression and plasma membrane trafficking. In vivo, SN-401 normalizes glucose tolerance by increasing insulin sensitivity and secretion T2D mouse models. SN-401 augments glucose uptake into adipose tissue and myocardium, suppresses hepatic glucose production, and protects against hepatic steatosis and hepatocyte damage. Combining cryo-EM with molecular docking simulations, and functional studies we have validated a structure-activity relationship (SAR) to generate novel SN-401 congeners with in vivo anti-hyperglycemic activity in T2D models (SN-40X). We propose that small molecule SWELL1 modulators may represent a first-in-class therapeutic approach to treat T2D and associated cardiovascular disease by restoring SWELL1 signaling across multiple organ systems that are dysfunctional in T2D. Our overall objective is to develop a lead series of SN-401 congeners (SN-40X) from which to select one lead compound and one back-up to take into humans, with submission of an Investigational New Drug (IND) application to the FDA in Q1 of 2023. AIM 1: SAR-directed SN-40X optimization and characterization in vitro to refine preclinical lead structures. AIM 2: Perform in vivo dose-range finding toxicity studies, pre-clinical SN-40X dose-response and head-to-head efficacy studies against SGLT2i, empagliflozin and GLP1a, liraglutide AIM 3: Manufacture the lead SN-40X compound under cGMP conditions required for all IND-enabling and 24-month stability studies and some Phase I clinical studies.
项目概要/摘要 目前有超过 1 亿美国人患有糖尿病或糖尿病前期,这种疾病可能导致 2 型糖尿病 五年内发生糖尿病(T2D),并且 T2D 的不良心血管事件大大增加。 由于靶组织(脂肪、骨骼肌、肝脏)胰岛素敏感性丧失以及最终胰岛素受损 我们和其他人最近发现了一种新型离子通道信号复合物, SWELL1/LRRC8a(富含亮氨酸重复序列,含有 8a 型蛋白),可正向调节胰岛素介导的 脂肪、骨骼肌和内皮细胞内的信号传导、胰腺 β 细胞的胰岛素分泌、 我们已经确定了一种小分子调节剂 DCPIB(更名为 SN-)。 401),作为一种工具化合物,结合 SWELL1-LRRC8 复合物并作为分子伴侣发挥作用 SN-401 增强 SWELL1 表达和质膜运输,使葡萄糖耐量正常化。 通过增加胰岛素敏感性和分泌,SN-401 增加了 T2D 小鼠模型的葡萄糖摄取。 脂肪组织和心肌,抑制肝脏葡萄糖的产生,并预防肝病 将冷冻电镜与分子对接模拟和功能相结合。 研究中,我们验证了结构活性关系 (SAR),以生成新型 SN-401 同系物 我们提出小分子 SWELL1 在 T2D 模型中具有体内抗高血糖活性(SN-40X)。 调节剂可能代表治疗 T2D 及相关疾病的一流治疗方法 通过恢复跨多个器官系统的 SWELL1 信号来治疗心血管疾病 我们的总体目标是开发 SN-401 同系物 (SN-40X) 的先导系列。 选择一种先导化合物和一种备用化合物用于人体,并提交一份 于 2023 年第一季度向 FDA 提交研究性新药 (IND) 申请。 目标 1:SAR 指导的 SN-40X 体外优化和表征,以完善临床前先导药物 结构。 目标 2:进行体内剂量范围发现毒性研究、临床前 SN-40X 剂量反应和 针对 SGLT2i、恩格列净和 GLP1a、利拉鲁肽的头对头疗效研究 目标 3:在所有 IND 所需的 cGMP 条件下制造先导 SN-40X 化合物 以及24个月的稳定性研究和一些I期临床研究。

项目成果

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