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CN-Bio器官芯片应用—NASH IND申报案例
发布时间:2024/01/24 点击数:

INI-822:针对HSD17B13,是一种在慢性肝病中基因验证的靶点,使用小分子抑制剂在NASH模型中的研究。

导读

CN-bio的PhysioMimix NASH 测定用于为专注于发现和开发严重肝病疗法的生物制药公司Inipharm的主要候选药物INI-822提供化合物功效的人体相关数据,其提交的内容是OOC供应商数据支持代谢性纤维化肝病药物临床进展的起源案例。

引言

HSD17B13 是一种脂滴酶,其底物包括生物活性脂质。氧化脂质是从多不饱和脂肪酸衍生出的生物活性脂质,它们作为信号分子发挥作用,并已发现是 HSD17B13 的底物之一。

HSD17B13 的非活跃等位基因与以下情况相关联:

1、减少患非酒精性脂肪性肝?。∟ASH)和肝硬化的风险[1]

2、减轻炎症和纤维化[2]

3、增加富含多不饱和脂肪酸的肝磷脂酰胆碱[3]

HSD17B13 与线粒体和内质网上的蛋白质发生相互作用[4]。这些数据表明 HSD17B13 在介导 NASH 和其他以肝细胞脂质积累为特征的疾病中的生物活性脂质转运中可能发挥作用。


图1:HSD17B13在疾病、细胞和细胞器的作用

材料与方法

INI-822被用于评估对纯化的人类HSD17B13氧化多种底物的抑制作用,通过定量产物形成来进行。通过对HSD17B家族成员的生物化学测定和非靶标筛选来确定选择性。在CN-Bio PhysioMimix微流控器官芯片系统的LC-12(LOC)中,准备了含有同源性活性HSD17B13等位基因的原代人类肝细胞、库普弗细胞和星状细胞的三重共培养,在高脂肪培养基中加入或不加入INI-822。通过免疫组化学方法分析共培养中的纤维化。

INI-822在8到10周大的Zucker肥胖大鼠中口服给药。在肝脏芯片的培养基和Zucker肥胖大鼠的血浆中,通过液相色谱/质谱法进行INI-822浓度、代谢组学(Biocrates)和氧化脂质的脂质组学(West Coast Metabolomics Core/UC Davis)分析。

图2:CN-Bio肝芯片和Zucker肥胖大鼠研究概述

结果

1、INI-822具有有效性和选择性,耐受性良好,适用于体外和体内测试。

INI-822以低nM级的强度抑制HSD17B13。INI-822对其他HSD17B家族成员以及包括hERG在内的安全性和ADME靶点具有超过100倍的选择性。肝细胞的稳定性支持在原代肝-芯片系统中进行测试。INI-822在小鼠、大鼠和狗中的清除率低,口服生物利用度良好;建模支持适合每日口服剂量的药代动力学。两种动物的7天毒性学试验已完成。

2、INI-822在原代人体肝-芯片系统中减少了纤维蛋白蛋白质。

图3. 在高脂介质中进行为期20天的肝芯片实验,其中第16天使用INI-822??赵囟哉兆楹虸NI-822组均保持高白蛋白水平,与保留的肝特性一致,并且未导致LDH释放增加。25μM的INI-822表现出超过40%的纤维蛋白蛋白质减少。在后续研究中,1μM和5μM的INI-822较大降低ɑSMA和胶原蛋白1的水平(两者均p < 0.0001)。INI-822在抗纤维化条件下的游离分数低数为45nM。该研究在三次重复中进行了两次,对纤维蛋白蛋白质水平进行了200次个体评估。

图4. 在高脂介质中显示的培养基代谢组学随时间演变的演化。第20天的介质代谢组学显示了PLA2的产物/底物减少,个体甘油三酯减少,并呈现个体磷脂酰胆碱增加的趋势。该研究在三次重复中进行了两次。#p<0.05

3、INI-822急性增加自由底物,并在经过3周的投药后在Zucker肥胖大鼠中增加了酯化底物。

4、INI-822在高脂高胆固醇饮食的 Zucker 肥胖大鼠中进行3周给药后改变生物活性脂质。

图5.INI-822口服给药增加 Zucker 大鼠中酯化池中的生物活性氧脂质底物。急性阶段,自由状态的多个已知底物上升,但在3周的给药后,酯化的12-HETE和酯化底物上升,而自由状态的底物相对于接受惯用治疗的大鼠的血浆减少。未显示的数据:INI-822对三酰甘油的影响无变化。主成分分析确定了对INI-822有响应的一个主成分(PC)。层次聚类分析确定了6个生物活性脂质簇,它们在INI-822的作用下聚在一起。其中,Cluster 4 包含已知的 HSD17B13 底物,在INI-822给药后较大增加,主要由总的(酯化+自由)氧脂质组成。

结论

1、基于INI-822的药物样性质和在人体基础系统中改善纤维蛋白蛋白水平,INI-822已被选定为药物开发候选者。

2、INI-822在原代人体肝器官芯片中降低了纤维蛋白蛋白水平。

3、INI-822导致了在LoC系统中介质代谢组的变化,其中甘油三酯减少,磷脂增加。

4、INI-822对HSD17B13底物和产物的体内评估证实,INI-822抑制后底物水平初期增加的是游离氧脂质,随后是酯化的氧脂质。

5、HSD17B13抑制3周后导致酯化生物活性脂质总体增加,表明在药物作用下生物活性脂质被封存。

参考文献

1.Abul-HusnNS, et al. A Protein-Truncating HSD17B13 Variant and Protection from Chronic Liver Disease. NEJM 2018; 378:1096-1106.

2.Ma Y,et al. Handelman SK. 17-Beta Hydroxysteroid dehydrogenase 13Is a hepatic retinol dehydrogenase associated with histological features of nonalcoholic fatty liver disease. Hepatology 2019; 69: 1504-1519.

3.Qadriet al. Heterogeneity of phosphatidylcholine metabolism in non-alcoholic fatty liver disease, J Hepatol 2022;77:S111

4.Luck et al. A reference map of the human binary protein interactome Nature. 2020 April ; 580(7803): 402–408. doi:10.1038/s41586-020-2188-x

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