A combined approach of structure-based virtual screening and NMR to interrupt the PD-1/PD-L1 axis: Biphenyl-benzimidazole containing compounds as novel PD-L1 inhibitors.
NMR
PD-L1 inhibitors
benzimidazole
immunotherapy
virtual screening
Journal
Archiv der Pharmazie
ISSN: 1521-4184
Titre abrégé: Arch Pharm (Weinheim)
Pays: Germany
ID NLM: 0330167
Informations de publication
Date de publication:
18 Dec 2023
18 Dec 2023
Historique:
revised:
22
11
2023
received:
10
10
2023
accepted:
24
11
2023
medline:
19
12
2023
pubmed:
19
12
2023
entrez:
19
12
2023
Statut:
aheadofprint
Résumé
Immunotherapy has emerged as a game-changing approach for cancer treatment. Although monoclonal antibodies (mAbs) targeting the programmed cell death protein 1/programmed cell death protein 1 ligand 1 (PD-1/PD-L1) axis have entered the market revolutionizing the treatment landscape of many cancer types, small molecules, although presenting several advantages including the possibility of oral administration and/or reduced costs, struggled to enter in clinical trials, suffering of water insolubility and/or inadequate potency compared with mAbs. Thus, the search for novel scaffolds for both the design of effective small molecules and possible synergistic strategies is an ongoing field of interest. In an attempt to find novel chemotypes, a virtual screening approach was employed, resulting in the identification of new chemical entities with a certain binding capability, the most versatile of which was the benzimidazole-containing compound 10. Through rational design, a small library of its derivatives was synthesized and evaluated. The homogeneous time-resolved fluorescence (HTRF) assay revealed that compound 17 shows the most potent inhibitory activity (IC
Identifiants
pubmed: 38110703
doi: 10.1002/ardp.202300583
doi:
Types de publication
Journal Article
Langues
eng
Sous-ensembles de citation
IM
Pagination
e2300583Subventions
Organisme : Fundacja na rzecz Nauki Polskiej
Organisme : European Regional Development Fund
Organisme : Ministero dell'Istruzione, dell'Università e della Ricerca
Organisme : Italian Ministry of Education, University, and Research (MIUR)
Organisme : Progetti di Rilevante Interesse Nazionale, PRIN 2017
ID : 2017PHRC8X
Organisme : PRIN 2022
ID : 2022YWZWB2
Organisme : POIR
ID : 04.04.00-00-420 F/17-00
Organisme : European Union
Informations de copyright
© 2023 The Authors. Archiv der Pharmazie published by Wiley-VCH GmbH on behalf of Deutsche Pharmazeutische Gesellschaft.
Références
N. A. Carreau, A. C. Pavlick, Future Oncol. 2019, 15, 349.
L. Sun, L. Zhang, J. Yu, Y. Zhang, X. Pang, C. Ma, M. Shen, S. Ruan, H. S. Wasan, S. Qiu, Sci. Rep. 2020, 10, 2083.
A. Patnaik, S. P. Kang, D. Rasco, K. P. Papadopoulos, J. Elassaiss-Schaap, M. Beeram, R. Drengler, C. Chen, L. Smith, G. Espino, K. Gergich, L. Delgado, A. Daud, J. A. Lindia, X. N. Li, R. H. Pierce, J. H. Yearley, D. Wu, O. Laterza, M. Lehnert, R. Iannone, A. W. Tolcher, Clin. Cancer Res. 2015, 21, 4286.
S. L. Topalian, F. S. Hodi, J. R. Brahmer, S. N. Gettinger, D. C. Smith, D. F. McDermott, J. D. Powderly, R. D. Carvajal, J. A. Sosman, M. B. Atkins, P. D. Leming, D. R. Spigel, S. J. Antonia, L. Horn, C. G. Drake, D. M. Pardoll, L. Chen, W. H. Sharfman, R. A. Anders, J. M. Taube, T. L. McMiller, H. Xu, A. J. Korman, M. Jure-Kunkel, S. Agrawal, D. McDonald, G. D. Kollia, A. Gupta, J. M. Wigginton, M. Sznol, N. Engl. J. Med. 2012, 366, 2443.
J. R. Brahmer, S. S. Tykodi, L. Q. M. Chow, W.-J. Hwu, S. L. Topalian, P. Hwu, C. G. Drake, L. H. Camacho, J. Kauh, K. Odunsi, H. C. Pitot, O. Hamid, S. Bhatia, R. Martins, K. Eaton, S. Chen, T. M. Salay, S. Alaparthy, J. F. Grosso, A. J. Korman, S. M. Parker, S. Agrawal, S. M. Goldberg, D. M. Pardoll, A. Gupta, J. M. Wigginton, N. Engl. J. Med. 2012, 366, 2455.
A. Constantinidou, C. Alifieris, D. T. Trafalis, Pharmacol. Ther. 2019, 194, 84.
J. D. Twomey, B. Zhang, AAPS. J. 2021, 23, 39.
X. Lin, X. Lu, G. Luo, H. Xiang, Eur. J. Med. Chem. 2020, 186, 111876.
L. S. Chupak, X. Zheng. WO034820A1, 2015.
M. Konieczny, B. Musielak, J. Kocik, L. Skalniak, D. Sala, M. Czub, K. Magiera-Mularz, I. Rodriguez, M. Myrcha, M. Stec, M. Siedlar, T. A. Holak, J. Plewka, J. Med. Chem. 2020, 63, 11271.
C. Sun, M. Yin, Y. Cheng, Z. Kuang, X. Liu, G. Wang, X. Wang, K. Yuan, W. Min, J. Dong, Y. Hou, L. Hu, G. Zhang, W. Pei, L. Wang, Y. Sun, X. Yu, Y. Xiao, H. Deng, P. Yang, J. Med. Chem. 2023, 66, 2064.
R. Butera, M. Ważyńska, K. Magiera-Mularz, J. Plewka, B. Musielak, E. Surmiak, D. Sala, R. Kitel, M. de Bruyn, H. W. Nijman, P. H. Elsinga, T. A. Holak, A. Dömling, ACS Med. Chem. Lett. 2021, 12, 768.
T. Wang, S. Cai, Y. Cheng, W. Zhang, M. Wang, H. Sun, B. Guo, Z. Li, Y. Xiao, S. Jiang, J. Med. Chem. 2022, 65, 3879.
P. Russomanno, G. Assoni, J. Amato, V. M. D'Amore, R. Scaglia, D. Brancaccio, M. Pedrini, G. Polcaro, V. La Pietra, P. Orlando, M. Falzoni, L. Cerofolini, S. Giuntini, M. Fragai, B. Pagano, G. Donati, E. Novellino, C. Quintavalle, G. Condorelli, F. Sabbatino, P. Seneci, D. Arosio, S. Pepe, L. Marinelli, J. Med. Chem. 2021, 64, 16020.
J.-J. Park, E. P. Thi, V. H. Carpio, Y. Bi, A. G. Cole, B. D. Dorsey, K. Fan, T. Harasym, C. L. Iott, S. Kadhim, J. H. Kim, A. C. H. Lee, D. Nguyen, B. S. Paratala, R. Qiu, A. White, D. Lakshminarasimhan, C. Leo, R. K. Suto, R. Rijnbrand, S. Tang, M. J. Sofia, C. B. Moore, Nat. Commun. 2021, 12, 1222.
E. Aktoudianakis, A. C. Du, M. Graupe, L. T. LAD, P. A. Machicao Tello, J. W. Medley, S. E. Metobo, P. K. Mukherjeed, D. Naduthambi, E. Q. Parkhill, B. W. Phillips, S. Preston Simonovich, N. H. Squires, P. Wang, W. J. Watkins, J. Xu, K. S. Yang, C. A. Ziebenhaus, WO2019160882A1, 2019.
Clinicaltrials.gov. 2019.
J. Li, C. Qi, F. Zhang, Z. Li, W. Zhu, Z. Yu, K. Xiao, L. Lu, S. Mei, D. Qian, C. He, T. Ye, M. Xu, W. Yao, WO119266. 2018.
G. Sun, D. Rong, Z. Li, G. Sun, F. Wu, X. Li, H. Cao, Y. Cheng, W. Tang, Y. Sun, Front. Cell. Dev. Biol. 2021, 9, 694363.
M. Giustiniano, S. Daniele, S. Pelliccia, V. La Pietra, D. Pietrobono, D. Brancaccio, S. Cosconati, A. Messere, S. Giuntini, L. Cerofolini, M. Fragai, C. Luchinat, S. Taliani, G. La Regina, F. Da Settimo, R. Silvestri, C. Martini, E. Novellino, L. Marinelli, J. Med. Chem. 2017, 60, 8115.
A. Cipriano, C. Milite, A. Feoli, M. Viviano, G. Pepe, P. Campiglia, G. Sarno, S. Picaud, S. Imaide, N. Makukhin, P. Filippakopoulos, A. Ciulli, S. Castellano, G. Sbardella, ChemMedChem 2022, 17, e202200343.
C. Milite, G. Amendola, A. Nocentini, S. Bua, A. Cipriano, E. Barresi, A. Feoli, E. Novellino, F. Da Settimo, C. T. Supuran, S. Castellano, S. Cosconati, S. Taliani, J. Enzyme Inhib. Med. Chem. 2019, 34, 1697.
S. Taliani, I. Pugliesi, E. Barresi, F. Simorini, S. Salerno, C. La Motta, A. M. Marini, B. Cosimelli, S. Cosconati, S. Di Maro, L. Marinelli, S. Daniele, M. L. Trincavelli, G. Greco, E. Novellino, C. Martini, F. Da Settimo, J. Med. Chem. 2012, 55, 1490.
R. S. Keri, A. Hiremathad, S. Budagumpi, B. M. Nagaraja, Chem. Biol. Drug Des. 2015, 86, 19.
Y. F. Li, G. F. Wang, P. L. He, W. G. Huang, F. H. Zhu, H. Y. Gao, W. Tang, Y. Luo, C. L. Feng, L. P. Shi, Y. D. Ren, W. Lu, J. P. Zuo, J. Med. Chem. 2006, 49, 4790.
T. L. Mistry, L. Truong, A. K. Ghosh, M. E. Johnson, S. Mehboob, ACS Infect. Dis. 2017, 3, 54.
G. A. Dziwornu, D. Coertzen, M. Leshabane, C. M. Korkor, C. K. Cloete, M. Njoroge, L. Gibhard, N. Lawrence, J. Reader, M. van der Watt, S. Wittlin, L. M. Birkholtz, K. Chibale, J. Med. Chem. 2021, 64, 5198.
J. J. Nué-Martinez, D. Cisneros, M. V. Moreno-Blázquez, C. Fonseca-Berzal, J. I. Manzano, D. Kraeutler, M. A. Ungogo, M. A. Aloraini, H. Elati, A. Ibáñez-Escribano, L. Lagartera, T. Herraiz, F. Gamarro, H. P. de Koning, A. Gómez-Barrio, C. Dardonville, J. Med. Chem. 2023, 66, 13452.
G. Donati, V. M. D'Amore, P. Russomanno, L. Cerofolini, J. Amato, S. Marzano, M. Salobehaj, D. Rizzo, G. Assoni, A. Carotenuto, V. La Pietra, D. Arosio, P. Seneci, M. Fragai, D. Brancaccio, F. S. Di Leva, L. Marinelli, Comput. Struct. Biotechnol. J. 2023, 21, 3355.
K. M. Zak, P. Grudnik, K. Guzik, B. J. Zieba, B. Musielak, A. Dömling, G. Dubin, T. A. Holak, Oncotarget 2016, 7, 30323.
M. Konstantinidou, T. Zarganes-Tzitzikas, K. Magiera-Mularz, T. A. Holak, A. Dömling, Angew. Chem. Int. Ed. 2018, 57, 4840.
M. Waqas, S. A. Halim, A. Alsalman, A. Khan, E. Elkord, A. Al-Harrasi, J. Biomol. Struct. Dyn. 2023, 1.
Glide, Schrödinger, LLC, New York, NY, 2021.
K. Guzik, K. M. Zak, P. Grudnik, K. Magiera, B. Musielak, R. Törner, L. Skalniak, A. Dömling, G. Dubin, T. A. Holak, J. Med. Chem. 2017, 60, 5857.
R. Kitel, I. Rodríguez, X. del Corte, J. Atmaj, M. Żarnik, E. Surmiak, D. Muszak, K. Magiera-Mularz, G. M. Popowicz, T. A. Holak, B. Musielak, ACS Chem. Biol. 2022, 17, 2655.
B. Cheng, W. Wang, X. Niu, Y. Ren, T. Liu, H. Cao, S. Wang, Y. Tu, J. Chen, S. Liu, X. Yang, J. Chen, J. Med. Chem. 2020, 63, 15946.
M. Qin, Q. Cao, S. Zheng, Y. Tian, H. Zhang, J. Xie, H. Xie, Y. Liu, Y. Zhao, P. Gong, J. Med. Chem. 2019, 62, 4703.
L. Di, P. V. Fish, T. Mano, Drug Discov. Today 2012, 17, 486.
LigPrep, Schrödinger, LLC, New York, NY, 2021.
Epik, Schrödinger, LLC, New York, NY, 2021.
ConfGen, Schrödinger, LLC, New York, NY, 2021.
S. L. Dixon, A. M. Smondyrev, S. N. Rao, Chem. Biol. Drug Des. 2006, 67, 370.
V. Limongelli, L. Marinelli, S. Cosconati, H. A. Braun, B. Schmidt, E. Novellino, ChemMedChem 2007, 2, 667.
E. Da Pozzo, V. La Pietra, B. Cosimelli, F. Da Settimo, C. Giacomelli, L. Marinelli, C. Martini, E. Novellino, S. Taliani, G. Greco, ACS Chem. Neurosci. 2014, 5, 390.
Maestro, Schrödinger, LLC, New York, NY, 2021.
Protein Preparation Wizard, Schrödinger, LLC, New York, NY, 2021.
G. Madhavi Sastry, M. Adzhigirey, T. Day, R. Annabhimoju, W. Sherman, J. Comput.-Aided Mol. Des. 2013, 27, 221.
Prime, Schrödinger, LLC, New York, NY, 2021.
M. H. M. Olsson, C. R. Søndergaard, M. Rostkowski, J. H. Jensen, J. Chem. Theory Comput. 2011, 7, 525.
J. L. Banks, H. S. Beard, Y. Cao, A. E. Cho, W. Damm, R. Farid, A. K. Felts, T. A. Halgren, D. T. Mainz, J. R. Maple, R. Murphy, D. M. Philipp, M. P. Repasky, L. Y. Zhang, B. J. Berne, R. A. Friesner, E. Gallicchio, R. M. Levy, J. Comput. Chem. 2005, 26, 1752.
R. A. Friesner, R. B. Murphy, M. P. Repasky, L. L. Frye, J. R. Greenwood, T. A. Halgren, P. C. Sanschagrin, D. T. Mainz, J. Med. Chem. 2006, 49, 6177.
T. A. Halgren, R. B. Murphy, R. A. Friesner, H. S. Beard, L. L. Frye, W. T. Pollard, J. L. Banks, J. Med. Chem. 2004, 47, 1750.
R. A. Friesner, J. L. Banks, R. B. Murphy, T. A. Halgren, J. J. Klicic, D. T. Mainz, M. P. Repasky, E. H. Knoll, M. Shelley, J. K. Perry, D. E. Shaw, P. Francis, P. S. Shenkin, J. Med. Chem. 2004, 47, 1739.
J. C. Shelley, A. Cholleti, L. L. Frye, J. R. Greenwood, M. R. Timlin, M. Uchimaya, J. Comput.-Aided Mol. Des. 2007, 21, 681.
MacroModel, Schrödinger, LLC, New York, NY, 2021.
E. F. Pettersen, T. D. Goddard, C. C. Huang, E. C. Meng, G. S. Couch, T. I. Croll, J. H. Morris, T. E. Ferrin, Protein Sci. 2021, 30, 70.
P. Schanda, Ē. Kupče, B. Brutscher, J. Biomol. NMR 2005, 33, 199.
QikProp, version 2.3; Schrödinger, Inc., New York, 2005