Development of WecA-targeting immune potentiators to treat carbapenem-resistant Enterobacteriaceae (CRE) infections
开发 WecA 靶向免疫增强剂来治疗碳青霉烯类耐药肠杆菌 (CRE) 感染
基本信息
- 批准号:10470327
- 负责人:
- 金额:$ 100万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:
- 财政年份:2019
- 资助国家:美国
- 起止时间:2019-08-01 至 2024-07-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:AddressAnabolismAntibioticsBacteremiaBacteriaBacterial InfectionsBacterial PneumoniaBindingCancerousCarbapenemsCell SurvivalCellsCenters for Disease Control and Prevention (U.S.)ChemicalsClinicalColistinCommunitiesComplementDataDevelopmentDoseEnterobacterEnterobacteriaceaeEnterobacteriaceae InfectionsEpidemicEscherichia coliEssential GenesExposure toFormulationFosfomycinGenesGeneticGoalsGram-Negative BacteriaGrowthHepG2HospitalsImipenemImmuneImmune TargetingImmune systemImmunooncologyIn VitroInfectionInnate Immune SystemIon ChannelKlebsiella pneumoniaeLeadLibrariesLifeMapsMediatingMeropenemModelingMulti-Drug ResistanceMutationNew AgentsO AntigensOralOrganismOrthologous GenePathogenesisPathway interactionsPatternPermeabilityPharmaceutical PreparationsPharmacologyPhasePlasmidsPolymyxinsProductionPropertyPseudomonas aeruginosaRattusReporterReportingResistanceRiskRodentRodent ModelRouteSafetySepticemiaSerumSiderophoresSourceSuperbugTaro VegetableTestinganalogantimicrobialbactericidebasebeta-Lactam Resistancebeta-Lactamasebeta-Lactamscarbapenem resistancecarbapenem-resistant Enterobacteriaceaecommensal bacteriadoripenemdrug repurposingextracellulargene productgut microbiotain vivoinhibitorinnovationmembermortalitymutantnew therapeutic targetnovelnovel therapeuticsoverexpressionpathogenperiplasmprogrammed cell death protein 1public health relevanceresistance mechanismscale upscreeningsuccesstigecycline
项目摘要
Abstract
In 2013, the CDC designated carbapenem-resistant Enterobacteriaceae (CRE) an Urgent Threat, and in 2017, the WHO designated it a Priority 1 “critical superbug”. As few therapies remain to treat CRE, the risk of “pan- resistant” CRE, untreatable by any currently available antibiotic, increases. Entirely new agents with novel mechanisms of action (MOA) not cross-resistant to SOC agents languish. Our proposal aims to develop an O- antigen (O-a) biosynthetic inhibitory agent that potentiates serum-mediated killing (SMK) and is efficacious in a CRE rodent model of infection. We have shown that the O-a biosynthesis gene wecA, a nonessential gene under standard growth conditions, is essential for growth and pathogenesis in the presence of mammalian serum. Our proposal outlines a plan to develop synthetic inhibitors of WecA that we previously discovered and optimized to inhibit the Gram-positive WecA ortholog, TarO. Our Aims are: Aim 1 (Phase 1; Ph1). Screening, MOA studies, and Proof-of-Concept in vivo Studies. (1) Complete lux reporter screening of the tarocin focused library for SMK against WT and ΔtolC E. coli (Ec), (2) directly confirm tarocins inhibit EcWecA as their MOA for eliciting SMK, (3) demonstrate that tarocin-induced SMK extends to Kp, and (4) demonstrate proof-of-concept in vivo efficacy. Milestone 1. Screen ~600 additional tarocin analogs for SMK activity and identify up to 4 chemically distinct tarocin subseries demonstrating i) > 4-fold EC50 shift in SMK by EcWecA overexpression, ii) dose-dependent depletion of O-a in a whole-cell context, iii) causal drugR mutations mapping to EcwecA, iv) SMK activity against Kp DtolC, v) >90% HepG2 cell viability at 25X MIC, and vi) favorable 50% protective dose for survival in a rat septicemia model using an efflux-deficient Ec strain. Aim 2 (Ph2). Lead ID/Opt. Identify tarocins with potent WT Ec and Kp SMK by (1) empirically testing analogs for SMK against panel of Ec/Kp permeability/efflux deficient mutants, (2) employing recent physicochemical rules of GN entry, and (3) exploring siderophore conjugation to drive SAR efforts. We will also optimize PK and drug- like properties. Milestone 2. Identify up to 3 analogs demonstrating i) Ec/Kp WT activity (MIC in serum [MICs] <1 ug/ml), ii) PK exposure to cover MICs for 4 hrs, iii) Ec/Kp target/pathway engagement selectivity including tarocinR wecA mutation in Kp, v) Ec/Kp FOR <1x10-9 at 8X MICs, vi) MICs90 <2 ug/ml (100 isolates), and vii) > 90% HepG2/HEK293 viability at 50X MICs, clean vs CYP/ion channels (>10 uM), and PanLabs IC50 >10 uM. Aim 3 (Ph2). In vivo efficacy demonstration. (1) Optimize synthetic routes to efficiently prepare 3 analogs for formulation and dose-ranging rat PK studies, (2) identify formulation vehicles for the 3 analogs to enable oral and IV PK dosing in in vivo studies, and (3) demonstrate in vivo efficacy for our top compound in a rodent septicemia model using Ec and Kp strains. Milestone 3. Synthesize 500 mg (>95% purity) of up to 3 optimal analogs that best satisfy Aim 2 milestones, identify formulation in a safety approved vehicle that achieves 10X MICS90 target exposure, and demonstrate > 3 log reduction of Ec and Kp bacterial burden after 24h treatment.
抽象的
2013 年,CDC 将碳青霉烯类耐药肠杆菌科细菌 (CRE) 指定为紧急威胁,2017 年,世界卫生组织将其指定为 1 号优先级“严重超级细菌”,因为治疗 CRE 的疗法很少,因此存在“泛耐药”CRE 的风险。 ,目前任何可用的抗生素都无法治疗,具有新颖作用机制(MOA)的全新药物不会与 SOC 药物产生交叉耐药性。开发一种 O- 抗原 (O-a) 生物合成抑制剂,可增强血清介导的杀伤作用 (SMK),并且在 CRE 啮齿动物感染模型中有效。对于哺乳动物血清存在下的生长和发病机制至关重要,我们的提案概述了开发 WecA 合成抑制剂的计划,我们之前发现并优化了该抑制剂以抑制革兰氏阳性菌。 WecA 直系同源物,TarO。我们的目标是:目标 1(第一阶段;Ph1)。 ΔtolC 大肠杆菌 (Ec),(2) 直接证实 tarocins 抑制 EcWecA 作为其引发 SMK 的 MOA,(3) 证明tarocin 诱导的 SMK 延伸至 Kp,并且 (4) 证明了体内功效的概念验证。里程碑 1. 筛选约 600 个其他 tarocin 类似物的 SMK 活性,并鉴定多达 4 个化学上不同的 tarocin 子系列,证明 i) > 4 倍。 EcWecA 过表达导致 SMK 中的 EC50 变化,ii) 全细胞环境中 O-a 的剂量依赖性消耗,iii) 映射到的因果药物 R 突变EcwecA,iv) 针对 Kp DtolC 的 SMK 活性,v) 在 25X MIC 下 >90% HepG2 细胞活力,以及 vi) 在使用外排缺陷的 Ec Aim 2 (Ph2) 的大鼠败血症模型中,50% 的生存保护剂量有利。先导 ID/选项通过 (1) 根据一组实验测试 SMK 类似物来鉴定具有有效 WT Ec 和 Kp SMK 的 tarocins。 Ec/Kp 渗透性/外排缺陷突变体,(2) 采用 GN 进入的最新物理化学规则,以及 (3) 探索铁载体结合以推动 SAR 工作。我们还将优化 PK 和类药物特性。 里程碑 2。类似物证明 i) Ec/Kp WT 活性(血清中的 MIC [MIC] <1 ug/ml),ii) PK 暴露覆盖 4 次的 MIC小时,iii) Ec/Kp 靶点/通路结合选择性,包括 Kp 中的 tarocinR wecA 突变,v) Ec/Kp FOR <1x10-9 at 8X MIC,vi) MIC90 <2 ug/ml(100 个分离株),以及 vii) > 50X MIC 下的 HepG2/HEK293 活力为 90%,干净通道与 CYP/离子通道相比 (>10 uM),PanLabs IC50 >10 uM (Ph2) 体内功效验证 (1) 优化合成路线以有效制备 3 种类似物用于制剂和剂量范围的大鼠 PK 研究,(2) 确定制剂载体。 3 种类似物可在体内研究中实现口服和静脉注射 PK 给药,并且 (3) 在使用 Ec 和 Kp 菌株的啮齿动物败血症模型中证明我们的顶级化合物的体内功效。 3. 合成 500 mg(>95% 纯度)的最多 3 种最能满足 Aim 2 里程碑的最佳类似物,确定可实现 10X MICS90 目标暴露量的安全批准载体中的配方,并证明 Ec 和 Kp 细菌负荷减少 > 3 个对数治疗24小时后。
项目成果
期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ patent.updateTime }}
Terry Roemer其他文献
Terry Roemer的其他文献
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
{{ truncateString('Terry Roemer', 18)}}的其他基金
Development of a novel broad spectrum antifungal therapeutic targeting Glycosylphosphatidylinositol (GPI) biosynthesis and cell wall biogenesis
开发一种针对糖基磷脂酰肌醇 (GPI) 生物合成和细胞壁生物合成的新型广谱抗真菌治疗药物
- 批准号:
10759723 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 100万 - 项目类别:
Development of a mechanistically novel Gram-negative antibiotic targeting MsbA-mediated Lipopolysaccharide Biogenesis
开发一种机制新颖的革兰氏阴性抗生素,靶向 MsbA 介导的脂多糖生物发生
- 批准号:
10584170 - 财政年份:2022
- 资助金额:
$ 100万 - 项目类别:
Development of a mechanistically novel synergistic adjuvant to partner with polymyxin antibiotics
开发一种与多粘菌素抗生素配合使用的新型机械协同佐剂
- 批准号:
10481682 - 财政年份:2022
- 资助金额:
$ 100万 - 项目类别:
Characterization of MsbA inhibitors as potential antibiotic leads to treat carbapenem-resistant Enterobacteriaceae (CRE)
MsbA 抑制剂作为潜在抗生素的特性可用于治疗耐碳青霉烯类肠杆菌 (CRE)
- 批准号:
9978345 - 财政年份:2020
- 资助金额:
$ 100万 - 项目类别:
Characterization of MsbA inhibitors as potential antibiotic leads to treat carbapenem-resistant Enterobacteriaceae (CRE)
MsbA 抑制剂作为潜在抗生素的特性可用于治疗耐碳青霉烯类肠杆菌 (CRE)
- 批准号:
10242174 - 财政年份:2020
- 资助金额:
$ 100万 - 项目类别:
Development of WecA-targeting immune potentiators to treat carbapenem-resistant Enterobacteriaceae (CRE) infections
开发 WecA 靶向免疫增强剂来治疗碳青霉烯类耐药肠杆菌 (CRE) 感染
- 批准号:
10415522 - 财政年份:2019
- 资助金额:
$ 100万 - 项目类别:
Development of a PO-administered beta-lactam-tarocin combination agent to treat methicillin susceptible and methicillin resistant Staphylococci
开发用于治疗甲氧西林敏感和甲氧西林耐药葡萄球菌的 PO 给药 β-内酰胺-塔罗辛组合药物
- 批准号:
10547079 - 财政年份:2018
- 资助金额:
$ 100万 - 项目类别:
Restoring Beta-lactam efficacy against methicillin-resistant Staphylococci
恢复 β-内酰胺对耐甲氧西林葡萄球菌的功效
- 批准号:
9466779 - 财政年份:2018
- 资助金额:
$ 100万 - 项目类别:
Development of a novel agent to treat antimicrobial resistant Neisseria gonorrhoeae
开发治疗耐药性淋病奈瑟菌的新型药物
- 批准号:
9913150 - 财政年份:2018
- 资助金额:
$ 100万 - 项目类别:
Development of a PO-administered beta-lactam-tarocin combination agent to treat methicillin susceptible and methicillin resistant Staphylococci
开发用于治疗甲氧西林敏感和甲氧西林耐药葡萄球菌的 PO 给药 β-内酰胺-塔罗辛组合药物
- 批准号:
10662488 - 财政年份:2018
- 资助金额:
$ 100万 - 项目类别:
相似国自然基金
链病毒定(Streptovirudin)结构单元—二氢尿嘧啶生物合成机制的研究
- 批准号:31900051
- 批准年份:2019
- 资助金额:24.0 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
萘醌-氧吲哚类生物碱Coprisidins的生物合成机制研究
- 批准号:31900043
- 批准年份:2019
- 资助金额:25.0 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
新型表观遗传抗肿瘤药物阿扎胞苷的生物合成研究
- 批准号:31800031
- 批准年份:2018
- 资助金额:25.0 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
基于抗生素生物合成元件挖掘策略的新抗菌化合物的发现及活性评价
- 批准号:31872614
- 批准年份:2018
- 资助金额:61.0 万元
- 项目类别:面上项目
禾谷镰刀菌二倍半萜类化合物Mangicols生物合成机理研究
- 批准号:31800032
- 批准年份:2018
- 资助金额:28.0 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
相似海外基金
Structural and functional characterization of glycosyltransferases in the Campylobacter concisus N-linked glycoconjugate biosynthetic pathway
弯曲杆菌 N 连接糖复合物生物合成途径中糖基转移酶的结构和功能表征
- 批准号:
10607139 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 100万 - 项目类别:
Investigating metabolism and DNA damage repair in uropathogenic Escherichia coli fluoroquinolone persisters
研究泌尿道致病性大肠杆菌氟喹诺酮类持续存在的代谢和 DNA 损伤修复
- 批准号:
10747651 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 100万 - 项目类别:
Chemical Biology of Nitroxyl (HNO) in Bacillus Subtilis
枯草芽孢杆菌中硝酰基 (HNO) 的化学生物学
- 批准号:
10730746 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 100万 - 项目类别:
Optimization of Atypical Antimycobacterial Carbapenem Antibiotics
非典型抗分枝杆菌碳青霉烯类抗生素的优化
- 批准号:
10736024 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 100万 - 项目类别:
Live attenuated non-transmissible (LANT) Klebsiella pneumoniae vaccines
肺炎克雷伯氏菌减毒非传染性 (LANT) 活疫苗
- 批准号:
10742028 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 100万 - 项目类别: