Mechanism and Uses of Transmembrane Helix Insertion by Soluble Peptides

项目摘要/摘要： -- 我们现在对PHLIPs(低pH值插入多肽)的理解使我们能够设计出一种新颖的、高pH值的多肽。 敏感的靶向药物是指可以利用肿瘤细胞表面的酸性作为新的生物标志物的药物。这项工作得到了科学家的支持。 这项新的拨款项目已经产生了一种新的核诊断和核素成像试剂(PET-pHLIP)，并产生了一种新的新的荧光。 成像辅助剂用于图像引导的外科手术和介入治疗(ICG--PHLIP)，目前正在进行临床试验。 斯隆-凯特琳癌症研究中心纪念馆于2019年9月开幕。 此次续建工作的主要着力点是使极地生物的定向投放和适度投放成为可能。 疏水分子和治疗性分子。我们将提出一种更系统的方法，使用从3月开始的具有代表性的药物。 具有不同的物理、化学和功能性质的治疗药物分子的类别：(I)是一种药物。 中度疏水，极小的细胞渗透性，较小的药物分子：;(II)，中等极性， 细胞-不渗透，环状，刚性，更大的药物：(Amanitin；;，和(Iii)是一种大的，非极性的，细胞不渗透的药物： -- -- Calicheamicin。这些药物中的每一种目前都在开发中，或正在作为一种新的抗体-药物结合物使用。 弹头，但有一些重要的技术限制，以支持新的抗体方法，包括有限的生物标记物。 可获得性、对选择的抵抗力、有限的治疗用药窗口和有限的药物交付，通常与1%的医疗费用有关。 构建到达肿瘤表面的结构。我们的方法是基于肿瘤的酸性，特别是肿瘤细胞表面的目标。 PH表示，这是在不同肿瘤之间、不同肿瘤之间、不同肿瘤之间以及肿瘤血流灌注的独立范围内的一个重要的通用参数。 我们建议探索PHLIP基因序列的变异规律，引入PHLIP-循环，并开发PHLIP-捆绑。 这些具有治疗作用的货物中的每一种都需要交付。此外，还将对其结构进行测试，以确定其插入稳定性和稳定性。 动力学，正在使用生物物理方法和计算模型。我们将在细胞、细胞和细胞中进一步评估它们的活性。 有前景的新结构还将在体内进行全面评估。我们还将积累一个新的参数数据库--PHLIP-Cargo。 物业管理公司和他们使用现代生物信息学和算法来分析他们的整个公司数据集，以揭示他们的主要设计。 原则性。 通过对这些具有不同PHLIPs的治疗性药物的研究，我们希望能够找到一种新的原则，用于更大范围的靶向给药。 其他的化合物。如果我们不能取得成功，那么抗体和药物的结合物用于治疗疾病的限制将不会被接受。 我们也将克服、克服和加深对这一膜和屏障的认识。这是我们对未来的期待。 一位成功的候选人申请了膀胱癌的新治疗方案，这是该方案续期的最实际的结果。

PROJECT SUMMARY/ABSTRACT    The  understanding  we  now  have  of  the  pHLIPs  (pH-­Low  Insertion  Peptides)  enables  the  design  of  novel,  pH-­ sensitive  targeting  agents  that  use  the  acidity  of  tumor  cell  surfaces  as  a  biomarker.  The  work  supported  by  this  grant  has  already  yielded  a  new  diagnostic  nuclear  imaging  agent  (PET-­pHLIP)  and  a  new  fluorescent  imaging  agent  for  image-­guided  surgical  interventions  (ICG-­pHLIP),  which  are  advancing  to  clinical  trials  at  Memorial Sloan Kettering Cancer Center in 2019.   The  primary  focus  of  this  continuation  is  to  enable  targeted  intracellular  delivery  of  polar  and  moderately  hydrophobic  therapeutic  molecules.  We  propose  a  systematic  approach  using  representative  cargoes  from  3  classes  of  therapeutic  molecules  that  possess  different  physical,  chemical  and  functional  properties:  i)  a  moderately  hydrophobic,  sparingly  cell-­permeable,  small  drug  molecule:  mertansine;;  ii)  a  moderately  polar, cell-­impermeable,  cyclic,  rigid,  larger  drug:  amanitin;;  and  iii)  a  large,  polar,  cell-­impermeable  drug:     calicheamicin.  Each  of  these  drugs  is  currently  under  development  or  in  use  as  an  antibody-­drug  conjugate  warhead,  but  there  are  important  limitations  to  the  antibody  approaches,  including  limited  biomarker  availability,  resistance  selection,  a  narrow  therapeutic  window  and  limited  delivery,  often  with  <  1%  of  a  construct reaching the tumor. Our approach is based on targeting tumor acidity, especially cancer cell surface  pH that is a general parameter within and among different tumors, and independent of tumor perfusion.   We  propose  to  explore  variation  of  pHLIP  sequences,  introduce  pHLIP-­cycles  and  exploit  pHLIP-­bundles  for  delivery  of  these  therapeutic  cargoes.  The  pHLIP-­cargo  constructs  will  be  tested  for  insertion  stability  and  kinetics,  using  biophysical  methods  and  computational  modelling.  Activity  will  be  evaluated  in  cells,  and  promising  constructs  will  be  assessed  in  vivo.  We  will  accumulate  a  parameter  database  of  pHLIP-­cargo  properties  and  employ  modern  bioinformatics  algorithms  to  analyze  the  entire  data  set  to  reveal  major  design  principles.  By studies of these therapeutic agents with pHLIPs, we hope to find principles for targeted delivery of a range  of  other  compounds.  Should  we  be  successful,  the  limitations  of  antibody  drug  conjugates  for  therapy  will  be  overcome, and greater understanding of the membrane barrier will also be in hand.  Our expectation is to have  a candidate for the treatment of bladder cancer as the practical outcome of this grant renewal.