s
MEDICINA I LIJEKOVI
Kad protein nema "džep" u koji bi lijek mogao sjesti, farmaceutska industrija desetljećima ga je otpisivala kao "undruggable" - nedodirljivog, piše Tamara Čačev. Dva nedavna FDA odobrenja, vepdegestrant za rak dojke i daraksonrasib za rak gušterače, pokazuju da se ta granica upravo pomiče, uz pomoć molekula koje ne inhibiraju proteine, nego ih jednostavno uklanjaju.
Kad protein nema "džep" u koji bi lijek mogao sjesti, farmaceutska industrija desetljećima ga je otpisivala kao "undruggable" - nedodirljivog, piše Tamara Čačev. Dva nedavna FDA odobrenja, vepdegestrant za rak dojke i daraksonrasib za rak gušterače, pokazuju da se ta granica upravo pomiče, uz pomoć molekula koje ne inhibiraju proteine, nego ih jednostavno uklanjaju.
Ne znam jeste li se ikad zapitali kako u stvari nastaju lijekovi? Vjerojatno vas većina ima u glavi onaj dugotrajni i skupi proces od prvih kliničkih pokusa do odobrenja za primjenu koji se u industriji naziva i pipeline. No, ne mislim na to, mislim na onu iskru inicijalne ideje koja je otvorila viziju za razvoj čitave nove klase lijekova. U prošlosti se to događalo nekako slučajno i empirijski. Svi znamo kako su neki od lijekova nastali kontaminacijom u laboratoriju (penicilin) ili iskustvom primjene kojekakvih prirodnih pripravka poput onog kore bijele vrbe (salicin, kemijski srodnik aspirina). Moderna kemija pokušala je i uspjela donekle taj proces usustaviti i ciljano prepravljati ili sintetizirati potpuno nove spojeve prema dobro utemeljenim pretpostavkama kako bi oni mogli djelovati. No, iznenadilo bi vas za koliko lijekova mi zapravo i dalje ne znamo na što točno djeluju ili nam nije u potpunosti jasan njihov mehanizam djelovanja.
Zanimljivo je i da to nije prepreka da oni budu odobreni za upotrebu. Jedan od notornih primjera je jedan od vrlo široko korištenih lijekova, paracetamol čiji analgezijski mehanizam nije i danas do kraja razjašnjen. Načelno već dugo znamo da se radi o inhibitoru ciklooksigenaza i sinteze prostaglandina. Međutim, što više znamo, postaje jasno da je ta priča ipak malo kompleksnija jer uključuje djelovanje i na centralni živčani sustav te više signalnih puteva nego se to prije smatralo. Drugi takav primjer je litij za liječenje bipolarnog poremećaja, također jedan od lijekova koji je dugi niz godina u primjeni, a nije još uvijek jasno iz čega proizlazi njegovo djelovanje. Poznato je da litij utječe na GSK-3β, metabolizam inozitola, mitohondrije, cirkadijalne ritmove i brojne druge procese, ali nije jasno koji su od tih učinaka ključni za njegov terapijski učinak.
U eri molekularne biomedicine jasno je da meta na koje bi se moglo i trebalo djelovati ne manjka. Možemo reći kako je trenutni status područja takav da primjerice u molekularnoj onkologiji znamo puno više o molekularnim mehanizmima nastanka i napredovanja tumora kao i proteinskim metama na koje bi bilo korisno djelovati nego što trenutno imamo načina da to učinimo. Zašto je tome tako? Razlog leži u činjenici da nisu svi proteini jednako pogodni za vezanje molekula koje bi mogle djelovati kao lijek. Klasične male molekule osobito su uspješne kada protein posjeduje dobro definirano vezno mjesto ili džep u koji se takva molekula može smjestiti i tako utjecati na njegovu funkciju. S farmakološkog stanovišta, zanimljive su interakcije enzimatskog tipa jer kad razmišljamo o tome kako neki enzim djeluje onda najčešće imamo sliku nekog proteina s tzv. aktivnim mjestom, odnosno mjestom u koje se veže neka ciljna molekula na kojoj enzim katalizira neku njenu promjenu.
U onkologiji su možda najbolji primjer takvog tipa djelovanja proteinske kinaze, enzimi koji fosfatnu skupinu prenose na druge proteine. Fosforilacija i proces defosforilacije kojom se te fosfatne skupine uklanjaju a u kojem sudjeluju enzimi koje nazivamo fostataze predstavljaju jedan od temeljnih načina regulacije signalizacije u stanicama. Dodavanje/uklanjanje fosfatne skupine bitno je za funkciju proteina jer može promijeniti njegovu aktivnost, konformaciju, stabilnost, lokalizaciju ili sposobnost vezanja drugih proteina te ga na taj način uključiti ili isključiti iz nekog signalnog puta. Kod kinaza nije nužno djelovati na klasičnom aktivnom mjestu jer inhibitor ne mora djelovati na mjesto na kojem se veže proteinski supstrat već primjerice može djelovati u ATP-vezujućem džepu ili alosteričkom mjestu. Na temelju takvih interakcija nastala je i cijela klasa relativno novih lijekova u molekularnoj onkologiji, a radi se o protein-kinaznim inhibitorima. Dobar primjer toga je lijek imatinib koji djeluje na način da se veže na vezno mjesto za ATP u himernoj kinazi koja nastaje kao rezultat patološke kromosomske translokacije. Radi se o BCR::ABL1 tirozin-kinazi i imatinib blokira njezinu katalitičku aktivnost. Na sličan način osimertinib djeluje kao inhibitor mutiranog EGF receptora, a sad već nekoliko inhibitora BRAF-a koji su u primjeni blokiraju djelovanje mutiranog proteina BRAF. Poznati lijekovi koji djeluju na sličnom principu izvan područja onkologije su statini koji inhibiraju HMG-CoA reduktazu bitnu za sintezu kolesterola, ACE inhibitori koji inhibiraju angiotenzin-konvertirajući enzim i tako smanjuju stvaranje angiotenzina II, jednog od glavnih regulatora krvnog tlaka te već spomenuta acetilsalicilna kiselina koja inhibira COX enzime.
Dobar dio lijekova temelji se dakle na tome da se neka mala molekula veže u neki džep enzima (ili ako malo proširimo priču dalje od samih enzima može se raditi i o veznom mjestu nekog receptora), umjesto prirodnog liganda te na taj način inhibira funkciju tog proteina. Ova interakcija naravno ovisi o afinitetu, selektivnosti i koncentraciji nekog lijeka budući da ukoliko želimo postići neki učinak, znatan dio proteinskih molekula mora biti zauzet lijekom dovoljno dugo da se postigne biološki učinak, (ali naravno, opet ne predugo kako ne bi bilo nekih drugih problema). Taj se pristup pokazao iznimno uspješan za kinaze, proteaze, ionske kanale i receptore.
Postoji puno više proteina koji bi mogli biti potencijalne mete no nažalost nemamo (zasad) načina kako na njih utjecati. Takvi se proteini u engleskom ekonomičnom izričaju nazivaju undruggable i iskreno ne znam kako bi ih kratko mogli nazvati nekim hrvatskim nazivom izuzev stalno pisati opisnu rečenicu o nemogućnosti njihovog farmakološkog tretiranja. Radi se dakle o proteinima ključnim za nastanak bolesti, ali na koje nije moguće djelovati malim molekulama, dakle svojevrsnom svetom Gralu moderne farmakologije. Najčešći razlog za to je da nemaju neko klasično vezno mjesto u koje bi lijek mogao sjesti i nemaju neku enzimsku aktivnost koju bi se trebalo i moglo blokirati. U tu skupinu spadaju transkripcijski faktori, adapterski proteini i mnogi regulatori signalnih putova. Mnogi od njih ne zadržavaju stabilnu trodimenzionalnu strukturu, a proteinsko-proteinske interakcije često se odvijaju preko velikih i plitkih površina.
Mnogi takvi proteini niti nemaju funkciju koja bi se u klasičnom smislu mogla inhibirati ili je čak bitno da budu aktivni a ne da dokidamo njihovu funkciju. Česta je situacija i da ne možemo selektivno blokirati funkciju nekog proteina samo primjerice u tumorskim stanicama budući da taj protein ima i mnogo uobičajenih funkcija i u zdravim stanicama. U tom limbu su završili MYC, razne varijante proteina RAS, mutirani oblici p53, regulatorni i adapterski proteini i transkripcijski čimbenici koji su notorni igrači broj 1 u procesu tumorigeneze velikog broja tumora. No, iako se radi o neosporno jako zanimljivim metama i s ekonomskog aspekta, upuštati se u višegodišnje istraživačke programe s još neizvjesnijim ishodom od uobičajenog također je pridonijelo da se novi smjerovi niti nisu previše ispitivali u komercijalno orijentiranim istraživanjima.
Iako undruggable proteini nisu pogodni za klasični pristup putem kompetitivnih inhibitora, u novije vrijeme razvijeni su konceptualni pristupi koji se temelje na sasvim drugim principima. Danas znamo da se na takve proteine ponekad može djelovati nekim protutijelom (dakle imunološkim pristupom) ili djelovanjem na njegovu RNA (na razini koja se nalazi prije njegove sinteze). Terapije temeljene na ovim principima razvijene su i u posljednje vrijeme dolaze u primjenu. To su danas najnovije terapije za tumore kao i tzv. RNA cjepiva (iako to možda i nije posebno pametan i točan naziv) za koje je primjerice specijalizirana američka tvrtka Moderna. Ovih je dana u fokusu javnosti njihov novi preparat intismeran za liječenje specifične podgrupe oboljelih od melanoma. Radi se o personaliziranoj mRNA terapiji koja se pripravlja za svakog oboljelog na temelju podataka dobivenih sekvenciranjem njegovog tumora. Pri tome se odabiru mutacije koje su specifične za taj tumor i mogu stvoriti tzv. neoantigene koje imunološki sustav može prepoznati i napasti kao stanice tumora. U kolovozu 2026. Moderna i Merck su objavili da je kombinacija intismerana i pembrolizumaba (Keytruda, komercijalni Merckov naziv) u specifičnoj grupi oboljelih od melanoma značajno i produljila preživljenje bez povrata bolesti i bez udaljenih metastaza u odnosu na sam pembrolizumab. No, to nisu konačni rezultati istraživanja i ova terapija zasad nije odobrena za rutinsku primjenu.
Još jedan od novih pristupa rješavanju undruggable meta su tzv. degraderi (od engl. to degrade =r azgraditi), molekule koje ne pokušavaju samo blokirati aktivnost ciljnog proteina, nego postići da ga stanica razgradi i ukloni. Radi se dakle o ciljanoj degradaciji proteina. U tu skupinu spadaju PROteolysis TArgeting Chimera, skraćeno PROTAC, molekule koje jednim dijelom vežu ciljni protein, a drugim E3 ubikvitin-ligazu. Time dovode ta dva proteina u bliski položaj pri čemu dolazi do ubikvitinilacije ciljnog proteina. Time on dobiva oznaku za razgradnju što se zatim i dogodi u proteasomu. Druga važna skupina molekula koja koristi isti taj princip su tzv. molekularna ljepila, manje molekule koje djeluju tako da stabiliziraju novu interakciju između ciljnog proteina i E3 ligaze što također dovodi do njegove degradacije.
Kako djeluju molekularna ljepila i degraderi (PROTAC). Preuzeto sa Science Direct.
Značajan iskorak u području terapije undruggable proteina korištenjem ovakvog pristupa dogodio se u svibnju 2026. Naime, odobren je vepdegestrant, prvi lijek konstruiran kao PROTAC, odnosno heterobifunkcionalni degrader proteina (nemam trenutno neki bolji hrvatski naziv). Radi se o lijeku koji estrogenski receptor dovodi do staničnog sustava za obilježavanje i razgradnju proteina. Također se radi o mehanizmu koji do sada nije bio na ovaj način ciljan. Vepdegestrant povezuje estrogenski receptor s E3-ligazom cereblon. Odobren je za oboljele s ER-pozitivnim, HER2-negativnim uznapredovalim ili metastatskim karcinomom dojke čiji tumori nose mutaciju ESR1 i napredovali su nakon endokrine terapije. Već po samim smjernicama vidite koliko je terapija karcinoma dojke postala kompleksna i razgranata što je svakako dobro i dovelo je do toga da je preživljenje od ovog tipa tumora jako napredovalo. U studiji VERITAC-2 medijan preživljenja bez progresije tako selekcioniranih oboljelih bio je 5,0 mjeseci uz vepdegestrant i 2,1 mjesec uz fulvestrant dok u ukupnoj, neselektiranoj populaciji prednost nije bila značajna. Ovo je i dobra i loša vijest jer s jedne strane nismo dobili neki novi revolucionarni lijek koji je dobar za većinu oboljelih, ali u selektiranoj skupini on je dao značajnu kliničku vrijednost. Vrijednost ovog iskoraka je i u primjeni nove klase lijekova – degradera.
Krajem kolovoza 2026. dogodila se druga povijesna prekretnica kad je američka FDA odobrila daraksonrasib, prvi multiselektivni inhibitor aktivnog oblika proteina RAS, za liječenje metastatskog adenokarcinoma gušterače kao drugu liniju terapije. Radi se o maloj molekuli koja upravo djeluje po principu molekularnog ljepila i veže se nekovalentno na aktivirani RAS. Klinička studija je pokazala da je medijan ukupnog preživljenja oboljelih iznosio 13,2 mjeseca uz daraksonrasib, a 6,7 mjeseci uz standardnu kemoterapiju. Medijan preživljenja bez progresije udvostručen je s 3,6 na 7,2 mjeseca.
Možda se nama zdravima to čini malo, ali to je medijan, a također možemo zamisliti kako je svaki mjesec oboljelima od ovako teške bolesti zapravo ogroman dar. Ne trebam vam crtati patetičnu sliku da vam svima to bude jasno. Koliko je taj rezultat značajan dolazi do izražaja kad ga usporedimo s terapijama koje se zadnja dva desetljeća primjenjuju u liječenju metastatskog raka gušterače. FOLFIRINOX je u prvoj liniji liječenja svojedobno povećao medijan ukupnog preživljenja sa 6,8 na 11,1 mjeseci, što je postigao i noviji NALIRIFOX. U bolesnika kod kojih je bolest već napredovala nakon prethodne terapije, preživljenje uz standardne druge linije liječenja nažalost je i dalje bilo oko šest mjeseci do pojave ovog novog lijeka.
Već smo rekli da je RAS dugo smatran undruggable proteinom budući da nije bilo načina kako ga selektivno onesposobiti točno tamo gdje to želimo i kada to želimo bez utjecaja na zdrave stanice. Mutacije gena iz obitelji RAS jedne su od najčešćih driver mutacija u mnogim tumorima. Protein KRAS je bitan čimbenik u karcinomima pluća i debelog crijeva te adenokarcinomu gušterače. Ovaj protein funkcionira poput svojevrsnog prekidača na on/off te kad je na njega vezan GTP aktivira signalne putove koji potiču proliferaciju i preživljenje, a kada se GTP hidrolizira u GDP, prelazi u neaktivno stanje. Pri tome se i GTP i GDP vežu s visokim afinitetom. U prostornoj strukturi ovog proteina nema džepova na koje bi se neka mala terapijska molekula mogla vezati. Aktivno područje molekule je i u mutiranom i nemutiranom proteinu isto pa bi neselektivna blokada bila toksična jer funkcionalni RAS je bitan za djelovanje zdravih stanica.
Signalni put K-RAS. Preuzeto s BPS Bioscience.
Godine 2013. prvi je put pokazano da bi mutacija KRAS G12C mogla ipak biti podložna određenoj kemijskoj intervenciji. Naime, pokazalo se da se kovalentni ligand mogao vezati za mutirani cistein u dotad neprepoznatom džepu i tako stabilizirati neaktivni, GDP-vezani oblik proteina. Na temelju toga razvijeni su lijekovi sotorasib i adagrasib. No, mutirani RAS G12C je prisutan samo u dijelu tumora. U adenokarcinomu gušterače češće su mutacije G12D, G12V i G12R, kod kojih nema reaktivnog cisteina.
Stoga je pristup na kojem se temelji novi lijek daraksonrasib sasvim drugačiji. U ovom pristupu radi se o prethodno spomenutom molekularnom lijepilu ali ovaj put se kao pomoćna molekula koristi ciklofilin A. Daraksonrasib se najprije veže za ciklofilin A u stanici i preoblikuje njegovu površinu. Tako nastali kompleks dobiva sposobnost vezanja aktivnog oblika proteina RAS na koji je vezan GTP. Zatim dolazi do formiranja kompleksa sastavljenog od tri proteina ciklofilin A-daraksonrasib-RAS koji sterički zaklanja površinu preko koje RAS komunicira sa svojim molekulama efektorima (npr. protein RAF, prvi idući u nizu u signalnom putu). Opet se radi o tome da mala molekula ima funkciju stavljanja dva proteina u bliski položaj u kojem se prirodno nikad ne bi našli. Ovdje međutim ne dolazi do razgradnje proteina RAS već ga se onemogućuje da stupa u interakciju s drugim proteinima i prenese onkogeni signal dalje u stanicu.
Optimizam može zasjeniti pojava rezistencije koja je nažalost tako neizbježna u tumorskim bolestima, jer radi se o stoglavoj Hidri. Naime, već su prijavljene i sekundarne mutacije RAS-a, amplifikacije mutiranog alela i aktivacije alternativnih signalnih putova koji omogućuju razvoj rezistencije. Inhibicija više RAS varijanti odjednom također predstavlja problem za funkcioniranje normalnih stanica što se manifestira kroz nuspojave. Princip dovođenja proteina u bliski kontakt putem neke terapijske molekule razmatra se i u usmjeravanju membranskih ili izvanstaničnih proteina prema lizosomima, povezivanja patološki promijenjenih proteina s autofagijom.
Nažalost još uvijek smo daleko od toga da možemo reći da smo riješili problem undruggable proteina kao što su to transkripcijski faktori. Postoje problemi koji nisu vezani uz same interakcije molekula već imaju veze s prijenosom terapijske molekule do mjesta gdje bi morala djelovati. U takve prepreke spadaju krvno-moždana barijera ili endosomalno zarobljavanje bioloških lijekova, da samo spomenem neke od njih. Također moramo plesati po tankom rubu između djelotvornosti u patološki izmijenjenim stanicama, a da istovremeno ne oštetimo funkciju zdravih stanica. Kada tome pridodamo heterogenost tumora i razvoj rezistencije, jasno je zašto će ovo područje biti istraživano u dekadama koje dolaze. Ipak, u najavi je velik broj novih lijekova u različitim fazama kliničkih ispitivanja što svakako ohrabruje. Nadajmo se da ćemo upornim radom otkidati komadić po komadić takvih proteina iz sfere u kojoj su bili smatrani undruggable.
Literatura: