#016. pan-RAF inhibitor

RAS/RAF 유명한 kinase → MAP kinase cascade로 항상 묶이는?

그 중에서 RAF 예전부터 허가된 의약품 존재하는 MoA.

 

MAPK signaling pathway:

RAS에 의해 BRAF가 phosphorylation & dimerisation/ BRAF→MEK 마지막으로 MEK→ERK 활성화

RAS가 BRAF 활성화시키지 않을 때에는, BRAF+MEK 결합된 상태로 autoinhibition 하고 있다고 함.

 

BRAF에 의하 MEK이 phosphorylation 되면, MEK이 활성화된 이후 RAF에서 떨어진다고 함.

(BRAF dimer가 되어야 phosphorylation 해줄 수 있는거 아닌가???)

 

Oncogenic BRAF mutations:

1. Monomer 자체로 activation
2. Kinase-impaired activating mutation
3. RAS-independent dimerisation

BRAF inhibitor가 MEK inhibitor가 병용을 하는 이유는; paradoxical activation of MAPK pathway 때문.

 

Paradoxical Activation of MAPK pathway?

• Activating mutant의 RAF monomer를 저해하면, RAF 단백질의 balanace가 깨져서 BRAF dimer 형성을 돕는다고 함.
• 이렇게 되면 오히려 non-tumour cell의 tumour화가 일어날 수도 있고, secondary malignancy도 일어날 수 있음.

 

현재까지의 BRAF V600E inhibitor는 monomer 상태에서만 결합이 가능함.

Monomer 상태에서는 binding 하는 C-helix가 접근이 가능,

하지만 dimer 형성하게 되면 더 이상 inhibitor가 접근 하지 못하게 됨.

이런 경우는 Type 1.5 inhibitor라고 부른다고 함.

 

Inhibitor Type에 대해서 다시 한번 복기.

• Type I inhibitors:
  competitively bind to the ATP-binding site of active TKs.
  The arrangement of the DFG motif in type I inhibitors has the aspartate residue facing the catalytic site of the kinase.

• Type II inhibitors:
  bind to inactive kinases, usually at the ATP-binding site.
  The DFG motif in type II inhibitors protrudes outward away from the ATP-binding site.
  Due to the outward rotation of the DFG motif, many type II inhibitors can also exploit regions adjacent to the ATP-binding site that would otherwise be inaccessible.

• Type III inhibitors:
  do not interact with the ATP-binding pocket.
  Type III inhibitors exclusively bind to allosteric pockets adjacent to the ATP-binding region.

• Type IV inhibitors:
  bind allosteric sites far removed from the ATP-binding pocket.

• Type V inhibitors:
  refer to a proposed subset of kinase inhibitors that exhibit multiple binding modes.

 

BRAF inhibitor, 특히나 BRAF V600E inhibitor는 허가된 의약품이 3개.

→ Roche/Genentech의 vemurafenib, Novartis의 dabrafenib, Pfizer의 encorafenib

Monomer만 저해할 수 있다 보니, pan-RAF inhibitor에 대한 개발로 이어진듯.

 

허가된 BRAF & MEK inhibitor:

 

개발중인 pan-RAF inhibitor:

개발은 꽤 오래 전부터 했었는데 성과는 다들 좀 미비.

Tovorafenib이 가속승인으로 pLGG (pediatric low-grade giloma)로 현재 심사중.

Naporafenib은 Erasca가 Novartis로 부터 가져온 물질

Belvarafenib은 Genentech이 가져간지 꽤 오래됐는데, 임상 개발이 너무 느린 물질

Exarafenib은 Kinnate가 인수되면서 exarafenib은 다른 연구기관에 넘김

Dciphera는 DCC-3084 pre-clinical 단계 진행중

 

Pan-RAF 이다보니까 wild-type 대비 IC50 우월함을 보는것도 아니고

어떤걸 봐야될지 좀 어려운 부분. 오히려 리서치 하다 보니 pan-RAF inhibitor MoA가 안되는 거 아닌가 싶기도 함.

 

어떤 논문에서 pan-RAF inhibitor에서 tovoarafenib과 naporafenib 비교하는 것을 찾아냄.

(출처: Tkacik E, Li K, Gonzalez-Del Pino G, et al. Structure and RAF family kinase isoform selectivity of type II RAF inhibitors tovorafenib and naporafenib. J Biol Chem)

 

저렇게만 보면 뭐가 좋은지 모르겠음.

딱히 논문에서도 pan-RAF inhibition을 위해서는 뭘 봐야된다 언급이 없음.

 

논문에서는 Hill Slope이 언급되어 있는데, positive/negative cooperativity를 뜻하는 것이라고 함.

Hill Slope >1, positive cooperativity

Hill Slope <1, negative cooperativity

Hill Slope ~1, non-cooperativity

 

두가지 물질 모두 ARAF에 약하다는 것을 언급했는데, 이게 장점일지 단점일지 아무도 모르는것 같음.

모든 RAF를 저해하게 되면 normal cell 도 영향을 받을테니, tolerability가 안좋을 수 있다고 언급함.

그래서 KIAA2549:BRAF fusion의 경우 ARAF 영향이 없는것이 improved therapeutic window를 제시하지 않을까라고 함.

 

Kinnate Pharma 자료에서는;

MBCF Kinnate_Kania_Exarafenib Jan 28 2023.pdf

2.69MB

Solubility를 언급함.

그리고 kinase selectivity.

 

 

Class 1/2/3 Mutation에 대한 ChatGPT 문의:

Class 3는 제대로 어떤건지 와닿지는 않음…

Deciphera의 2023 AACR 포스터의 도움을 받아 대충 Class Mutation에 대한 그림

Deciphera가 AACR Poster에 포함시켰던 enzyme & cell line IC50

이건 뭐 IC50값으로 효능 예측하기에는 pan-RAF가 너무 어렵네

(Pan-RAF inhibitor로 paradoxical activation을 저해한다면...

모든 Kinase를 비슷한 농도에서 잡는게 필요할것 같기도 하고…)

 

추후에 V600E selective inhibitor들은 어떤 IC50 였는지 비교를 한번 해보는게 나을듯.

 

 

Tovoarafenib은 brain-penentratn로 강조하고 pLGG로 허가심사도 진행중인 화중에 Kpuu값이 개망임…

Kpuu는 항상 자기들 편의내로 실허을 세팅하는지 중구난방…..

 

Pan-RAF는 조금 더 공부해야겠다.

 

Reference:

• Tkacik E, Li K, Gonzalez-Del Pino G, et al. Structure and RAF family kinase isoform selectivity of type II RAF inhibitors tovorafenib and naporafenib. J Biol Chem
• The Discovery of Exarafenib (KIN-2787), a Solution to the Challenges of Pan-RAF kinase Inhibition (January 2023)
• 2023 AACR #4045, DCC-3084, a RAF dimer inhibitor, broadly inhibits BRAF class I, II, III, BRAF fusions, and RAS-driven solid tumors leading to tumor regression in preclinical models