靶向SMARCA2分子开发有两条主要的途径: 一是基于溴结构域的蛋白降解剂(见前期文章:合成致死靶点SMARCA2: PROTAC蛋白降解剂 (专利综述))。另一条是靶向 SMARCA2 的ATP酶小分子抑制剂，这里将分析靶向 SMARCA2 的ATP酶小分子抑制剂的研发进展。
1. 背景介绍
如前所述，最初抑制SMARCA2的方向是针对DNA 结合的溴结构域的抑制剂。然而，遗传学及细胞活性研究表明，抑制ATP酶结构域是抗增殖作用的关键，而不是溴结构域。开发选择性的高效的小分子ATP酶抑制剂将是一种更直接的方法来抑制SMARCA2的功能，并以合成致死机制治疗SMARCA4突变的肿瘤。此外，选择性/非选择性ATP酶抑制剂 还有可能转化为选择性SMARCA2 降解剂。
2. 专利评估
这里总结了针对SMARCA2 和/或 SMARCA4的小分子ATP酶抑制剂和PROTAC降解剂的专利文献汇总，见表1和表2，表1 总结了靶向 SMARCA2 的ATP酶抑制剂，表2 总结了基于ATP酶抑制剂的PROTAC降解剂。
3. 小分子ATP酶抑制剂
在过去的几年中已经看到了少量不同的靶向SMARCA2 和/或 SMARCA4的ATP酶抑制剂的骨架结构。总体来说，总结了4个申请机构发布的11份专利文件。
3.1. Bayer AG
2020年，拜耳报道了一项专利，有94个例子描述了N，N‘-二芳基脲化合物为SMARCA2 ATP酶抑制剂，如 图1。化合物1-3 中显示的2-氯吡啶基团存在于94个例子中的93个中，其余一个为2-氟吡啶基，这表明这个卤素取代对效力是必要的。这个骨架在诺华的一篇重要文献中报道过(JMC,2018,10.1021/acs.jmedchem.8b01318)，与化合物1 相似的化合物作为起点。
图１. N，N-二芳基脲 SMARCA2 ATP酶抑制剂。
3.2. Epizyme, Inc
Epizyme报道了一个有764个例子的专利，探索重点集中在杂环酰胺部分和吡啶酮环上的取代基。对SMARCA2的选择性适中，对SMARCA2的抑制活性一般小于SMARCA4的10倍，化合物4-5 (例139 和82c )（图2）。对全长SMARCA2（IC50=0.0099µM）和SMARCA4（IC50= 0.0661µM）具有较强抑制活性的。最高水平的肿瘤生长抑制为66%，前10天以50 mg/kg每日剂量，然后第11到13天是空窗期，和最后的低剂量30mg/kg的研究，可能表明由于抑制剂双重抑制导致缺乏耐受性。
图2. Epizyme 的 SMARCA2/SMARCA4 ATP酶抑制剂。
3.3. Foghorn Therapeutics, Inc
Foghorn公司是目前对SMARCA2/SMARCA4 ATP酶抑制剂研究最为领先的公司，今年其选择性抑制剂FHD-909已进入临床。2019年， Foghorn Therapeutics报道了241个例子(WO2019152437)，描述了取代的2-酰胺乙酰胺衍生物为SMARCA2/SMARCA4 ATP酶抑制剂，这是围绕该核心骨架的一系列专利中的第一个（图3）。噻唑-2-烷基 是2-酰胺乙酰胺核上首选的N-取代基，2-酰胺取代基、噻唑取代基和亚甲基取代基是构效关系探索的重点。代表性的化合物6 (实例87，化合物A）和化合物7（WO2020160180，化合物B, 实例67，也称为FHT-1015）是有效的SMARCA2/SMARCA4 ATP酶抑制剂，并有效抑制葡萄膜黑色素瘤和血液瘤细胞系的生长。FHT-1015 在多个葡萄膜黑色素瘤细胞系（92-1、MP41、MP38、MP46）中表现出较强的生长抑制作用，GI50值约为0.010µM至0.100µM。
图3. 来自 Foghorn Therapeutics的基于酰胺乙酰胺骨架的SMARCA2/SMARCA4 ATP酶抑制剂
随后的2020年专利描述了47个化合物，重点是末端酰胺上不同取代的五元杂环基团(WO2020160100，WO2020106915)。此后，该骨架发表了两个专利，其中一个包括444个例子，如化合物10 (实例254，WO2021155316)，该专利中的部分化合物表现出一定选择性的SMARCA2抑制作用。2021年的专利US20210230154，其中的化合物11(实例1)，为他们的临床候选者（FHD-286）。该化合物于2021年年中进入 I 期临床试验，用于治疗复发/难治性急性髓性白血病（AML）、骨髓增生异常综合征（MDS）和转移性葡萄膜黑色素瘤。
FHD-286对葡萄膜黑色素瘤细胞系的体外生长抑制作用最强，其中92-1细胞系的绝对半抑制浓度为0.3 nM。该化合物在小鼠模型中也显示出显著的肿瘤生长抑制作用。在最高剂量（1.5 mg/kg）时，可观察到肿瘤消退，但体重无显著变化。另一项专利WO2021236080表明，在携带DNMT3A突变的OCI-AML2异种移植小鼠模型中，FHD-286抑制肿瘤生长。随后的专利(WO2022192365，WO2022198043)披露了FHD-286晶体形式以及配方、体外转运体和CYP谱数据。
2021年，同时发表了两项专利申请，以单酰胺骨的ATP酶抑制剂（图4）。第一个专利WO2021155264包含83个例子，探索了核心噻唑酰胺部分，用取代双环杂环，如苯并咪唑和萘啶。第二个专利WO2021155320是一个更广泛的526个实例，有两个不同的系列，第一个描述了六元杂环，主要是取代吡啶，作为噻唑酰胺替代品。本文还介绍了9元或10元杂环的其他实例，如萘啶和相关衍生物作为噻唑酰胺的替代物。根据提供的效价关系，它们是比SMARCA4更有效的SMARCA2抑制剂。
图4. Foghorn Therapeutics的基于单酰胺的SMARCA2/SMARCA4 ATP酶抑制剂。
2022年，发表了856个例子的专利WO2022103899，探索了具有环状和非环芳基砜的酰胺与取代的9元或10元杂环核的结构。双环芳基砜酰胺与萘啶衍生的核心是在专利中最常见的特点。化合物15(实例15) 代表了化学物质和最具选择性的化合物，根据生化分析中的半抑制浓度值，其对SMARCA2的抑制选择性接近94倍。报道的例子的选择性差异显著，似乎很大程度上受到萘啶核心上的取代基的影响。
3.4. Novartis AG
2020年诺华报道了的八个例子的专利WO2020035779，将1-(isothiazol-5-yl)-3-(2-halo-pyridin-4-yl) ureas描述为有效的，SMARCA2/SMARCA4 双ATP酶抑制剂。2018年发表了一篇描述这些新型ATP酶抑制剂的报道，报道了N，N‘-二吡啶脲类 化合物16(实例1) 作为初始先导分子（图5）(见上文，10.1021/acs.jmedchem.8b01318)。化合物16对含有ATP酶和SnAC结构域的SMARCA2（636-1331）结构具有3.8µM的半抑制浓度，对含类似SMARCA4（658−1361）结构具有类似的效力(1.7µM 半抑制浓度)。优化后发现了化合物17(实例7)，这是一种有效的双抑制剂: SMARCA2/SMARCA4 IC50的<0.005µM。此外，在SMARCA2依赖的SMARCA4突变的黑色素瘤细胞系SK-MEL-5（绝对AAC50 = 0.004µM），而在SMARCA4正常细胞系SBC5（AAC50 = >10µM）中仅观察到微弱的抗增殖活性。在SMARCA4突变的人肺癌异种移植小鼠模型中，化合物17的体内活性，口服20 mg/kg连续3周，肿瘤生长抑制55%。然而，化合物受到了更高剂量时的耐受性问题的限制。化合物18与SMARCA2 ATPase结构域(705− 960）组成的晶体数据显示，抑制是通过在ATP结合位点附近与蛋白变构结合来实现的，脲与催化谷氨酸（Glu852）进行关键接触（图6，PDB：6EG3）。
图5. 诺华的二芳基脲骨架的SMARCA2/SMARCA4 ATP酶抑制剂。
图6. MBP-hSMARCA2[705–960] 与 化合物18 配合物的晶体结构（PDB：6EG3）。
4. ATP酶靶向PROTAC降解剂
4.1. Dana-Farber Cancer Institute (DFCI)
2021年，DFCI披露了一份SMARCA2ATP酶靶向PROTAC专利WO2021163302，包括14个实例。基于诺华报道的N，N‘-二芳基脲的ATP酶抑制剂基团，大部分连接点是通过末端的羧酸基序发生的。这些ATP酶结合物主要通过不同长度和灵活性的连接物与CRBN配体结合。本文还报道了两个使用 VHL E3连接酶配体的例子。通过ATPlite发光试验报告了化合物的细胞生长抑制数据，化合物19-22(实例 4、8、7和12）在人MV411细胞系中半抑制浓度≤为0.1µM（图7）。在A549和MOLM13细胞系中也有降解。
图7. DFCI的代表性PROTACs。
4.2. Foghorn Therapeutics, Inc
2021年， Foghorn Therapeutics公布了一份297个描述PROTACs的专利申请，利用它们的SMARCA2/4ATP酶抑制剂。SMARCA2 ATP酶结合剂是基于2-酰胺乙酰胺骨架，包括CRBN和VHL E3连接酶结合剂。第一个连接点附着在取代的氨基噻唑部分上，第二个是中心酰胺部分的亚甲基上（图8(a)）。以HeLa HiBiT检测了所有化合物的SMARCA2和SMARCA4降解数据。一些化合物表现出选择性的SMARCA2降解，有代表性的化合物23-25 (实例141,163和166）（图8(b)）。
图8. 针对 Foghorn Therapeutics的PROTAC降解剂。
4.3. Kymera Therapeutics, Inc
在2020年底，Kymera公司发表了一份538个实例的专利申请，描述了SMARCA2 PROTAC降解剂。虽然在此专利中绝大多数的化合物针对SMARCA2溴域，但有32个化合物利用了诺华报道的N，N‘-二芳基脲ATP酶抑制剂基团，并结合CRBN和VHL E3连接酶配体。代表性化合物26(实例301 )（图9）。
图9. Kymera公司的PROTAC 降解剂。
2022年，Kymera公司随后披露了两项描述SMARCA2 ATP酶结合PROTACs的专利申请。第一个专利WO2022125800描述了40个化合物，基于2-酰胺乙酰胺SMARCA2 ATP酶结合剂，类似于早期 Foghorn Therapeutics。描述了三种不同的接入点：第一个是被取代的氨基噻唑部分（黑色箭头）；第二个是中心酰胺部分的亚甲基（蓝色箭头）；第三个来自末端杂芳酰胺部分（红色箭头）。40个化合物中有3个具有VHL E3连接酶配体，并利用黑色箭头表示的出口载体，其余具有CRBN E3连接酶配体。第二项专利WO2022178532申请描述了另外100种化合物，其中67种是PROTACs，33种是ATP酶抑制剂。CRBN和VHL E3连接酶结合剂都是一个例子。许多化合物包含一个单酰胺吡啶吡啶核心，与邻近吡啶的接入点（图10）。
图10. Kymera公司的代表性2-酰胺乙酰胺和单酰胺SMARCA2/SMARCA4 ATP酶靶向PROTAC支架（箭头:接入点）。
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参考：https://doi.org/10.1080/13543776.2024.2338111
