Development of a cell-penetrating beta-catenin antagonist peptide as a therapeutic candidate for Wnt-driven breast cancer

开发细胞穿透性 β-连环蛋白拮抗剂肽作为 Wnt 驱动乳腺癌的候选治疗药物

基本信息

  • 批准号:
    10324076
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 40.93万
  • 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:
    2021-09-02 至 2022-08-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

ABSTRACT Dysregulation of Wnt/-catenin signaling is found in more than 20% of all cancers, including 50% of breast can- cers, and contributes to cancer initiation, angiogenesis, tumor migration and metastasis. However, attempts at developing a drug to inhibit -catenin have been thwarted by the inability of small molecule inhibitors to separate -catenin’s oncogenic from homeostatic functions, producing a toxic safety profile. BCL9 is a transcriptional co-activator that regulates oncogenic β-catenin-mediated gene transactivation. Disrup- tion of BCL9 interaction with β-catenin results in potent inhibition of -catenin-mediated oncogenic gene trans- activation without the GI toxicity associated with loss of signaling via APC or Axin. As BCL9 is highly expressed in tumors, but generally not normal cells, the β-catenin interaction with BCL9 represents an attractive, novel therapeutic target. Based on the above, we hypothesize that a peptide antagonist of β-catenin interaction with BCL9 will prove a safe and effective strategy for Wnt-driven cancers. Sapience has designed and synthesized a panel of β-catenin antagonist peptides (BCAPs) to disrupt the inter- action of β-catenin with BCL9, in which we introduced amino acid substitutions to the native BCL9 HD2 domain to enhance target affinity, included a non-toxic cell penetrating domain (CPD) for intracellular entry and D-amino acids to protect from proteolysis and confer chemical stability. Through structure-activity relationship (SAR)- based design, we developed a lead candidate, BCAP-58, with improved potency in vitro and in vivo. Through this SBIR program, we propose to develop an innovative inhibitor of -catenin/BCL9 interaction as a therapeutic for Wnt/-catenin-driven cancers, starting with breast cancer. We propose to characterize the in vitro (Specific Aim #1) and in vivo (Specific Aim #2) activity of BCAP-58. Initial experiments will evaluate the binding affinity of BCAP-58 with -catenin (Aim 1.1). Subsequently, the impact of BCAP-58 on Wnt/β-catenin activity will be determined by TOPFlash reporter, β-catenin phosphorylation and β-catenin subcellular localization (Aim 1.2). Finally, we will test the impact and target specificity of BCAP-58 on β-catenin-target gene expression by qPCR (Aim 1.3), and on cell proliferation and viability (Aim 1.4), against a panel of Wnt-dependent or -independent cell lines of various breast cancer subtypes and patient-derived tumoroids. To establish proof of concept for BCAP- 58 as a therapeutic for Wnt-dependent breast cancer, we will assess its repeat-dose toxicity and in vivo efficacy. First, we will establish a no adverse effect level (NOAEL) and PK profile in mice, to define the upper dosing limit (Aim 2.1). Next, we will investigate the dose-dependent activity of BCAP-58 in mouse models of the subtypes that demonstrate susceptibility to BCAP-58 in Aim 1 (Aim 2.2). Finally, we will characterize the impact of BCAP- 58 on β-catenin-mediated gene transactivation in vivo (Aim 2.3). Successful results will validate advancing BCAP-58 to IND-enabling preclinical evaluation, identify a maximally effective regimen and support a subsequent Phase II proposal, in support of an IND application.
抽象的 Wnt/-catenin信号的失调在所有癌症的20%以上都发现,包括50%的乳腺癌 CERS,并有助于癌症的启动,血管生成,肿瘤迁移和转移。但是,尝试 开发一种抑制-catenin的药物已被小分子抑制剂无法分离而阻碍了 -catenin从稳态功能发出的致癌性,产生有毒的安全性。 BCl9是一种转录共激活因子,可调节致癌β-catenin介导的基因反式激活。 dis Bcl9与β-catenin的相互作用导致潜在抑制-catenin介导的致癌基因反式 - 与通过APC或AXIN失去信号传导相关的GI毒性的激活。由于Bcl9高度表达 在肿瘤中,但通常不是正常细胞,β-catenin与Bcl9的相互作用代表了一个有吸引力的新型 治疗靶标。基于上述,我们假设β-catenin的肽拮抗剂与 BCL9将证明对WNT驱动的癌症是一种安全有效的策略。 Sapience设计并合成了一组β-catenin拮抗剂肽(BCAP),以破坏 β-catenin用BCl9的作用,在其中我们将氨基酸取代引入天然Bcl9 HD2结构域 为了增强目标亲和力,包括无毒细胞穿透域(CPD)用于细胞内进入和D-Amino 酸以防止蛋白水解和会议化学稳定性。通过结构活动关系(SAR) - 基于设计,我们开发了一个铅候选者BCAP-58,其体外和体内效力提高了。 通过这个SBIR计划,我们建议开发-catenin/bcl9相互作用的创新抑制剂 从乳腺癌开始的Wnt/-catenin驱动的癌症的治疗性。我们建议表征体外 (特定目标#1)和体内(特定目标#2)BCAP-58的活动。最初的实验将评估结合 BCAP-58与-catenin的亲和力(AIM 1.1)。随后,BCAP-58对Wnt/β-catenin活性的影响将 通过TopFlash报告基因,β-catenin磷酸化和β-catenin亚细胞定位确定(AIM 1.2)。 最后,我们将测试BCAP-58的影响和靶向特异性对qPCR的β-catenin-target基因表达 (AIM 1.3),在细胞增殖和生存力(AIM 1.4)上,依赖于Wnt依赖性或独立的细胞 各种乳腺癌亚型和患者衍生的肿瘤的线条。为BCAP建立概念证明 - 58作为Wnt依赖性乳腺癌的治疗性,我们将评估其重复剂量毒性和体内效率。 首先,我们将在小鼠中建立不良效应水平(noael)和PK剖面 (AIM 2.1)。接下来,我们将研究亚型小鼠模型中BCAP-58的剂量依赖性活性 这表明在AIM 1中对BCAP-58的敏感性(AIM 2.2)。最后,我们将表征BCAP的影响 58在体内β-catenin介导的基因反式激活(AIM 2.3)。成功的结果将验证前进 BCAP-58到达临床前评估,确定一种最大有效的方案,并支持随后的 第二阶段的建议,以支持IND应用。

项目成果

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数据更新时间:2024-06-01

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