Abstract
Granzyme B (GRZB) is een serine protease dat abundant voorkomt in granules van cytotoxische T-cellen en Natural Killer (NK) cellen. Bij degranulering van deze cellen wordt GRZB samen met het porie-vormende eiwit perforine vrijgesteld. In doelwitcellen zal GRZB vervolgens apoptose kunnen veroorzaken, via proteolytische activering van caspases 3, 7, 8 en 10. GRZB werd de laatste jaren onderzocht als biomerker voor de cellulaire immuunrespons, ondermeer in oncologische context. Binnen de tumor-micro-omgeving blijkt de hoeveelheid GRZB die gesecreteerd wordt door geactiveerde immuuncellen, omgekeerd gecorreleerd met de mate van immuunsuppressie. Daarom wordt GRZB reeds gekwantificeerd in tumorbiopten van patiënten die behandeld worden met immune checkpoint inhibitor therapie. Bovendien gaat veel aandacht uit naar de ontwikkeling van Positron Emissie Tomografie (PET-) probes die toelaten om GRZB te kwantificeren op minimaal-invasieve manier, via moleculaire beeldvorming. Deze benadering is ook relevant voor CAR T and CAR NK-cel immuuntherapie, waar de hoeveelheid GRZB die gesecreteerd wordt, correleert met therapierespons.
Alle tot-op-heden gerapporteerde PET-probes hebben een peptide-structuur met suboptimaal farmacokinetisch en/of farmacodynamisch profiel. Het huidige project richt zich op het ontwerp, de synthese en de biochemische evaluatie van nieuwe selectieve Granzyme B-remmers met een geneesmiddelachtig profiel. Om dit doel te bereiken hebben wij de volgende doelstellingen geformuleerd: (1) synthese van een referentiemolecuul "VTI-1002" met nanomolaire activiteit tegen het protease; (2) synthese van remmers met een gewijzigde warheadgroep (bijv. een carbonitrielgroep); (3) evaluatie van de remmende potentie en doelselectiviteit van de liganden; (4) verzamelen van Structure-Activity-Relationship (SAR)-gegevens voor de uitgevoerde modificaties; (5) transformatie van optimale Granzyme B-liganden in probemoleculen.
Tot op heden werden 30 potentiële remmers ontworpen, gesynthetiseerd en gekarakteriseerd. Daarnaast werd recombinant humaan Granzyme B tot expressie gebracht, waarna de verbindingen tegen het protease werden getest. Het merendeel van de remmers liet een sterke inhibitie van Granzyme B zien, met IC₅₀-waarden van 20 nM tot 1 μM. De compoundbibliotheek werd ook geëvalueerd tegen Caspase-3, het belangrijkste off-target protease. Verschillende Granzyme B-hits vertoonden matige remming, waarbij de meest potente remmer een selectiviteitsindex van ongeveer 12 bereikte. Deze bevindingen benadrukken de noodzaak van verdere structurele optimalisatie. Toekomstige studies zullen zich specifiek richten op lipofiliciteit om te begrijpen of de verbinding de celmembraan kan passeren.
Binnen het kader van het OncoProTools MSCA-doctoraatsnetwerk werden sommige van de remmers bovendien getest tegen Cathepsines L, S en B, proteasen die sterk tot expressie komen in de tumormicro-omgeving en structurele gelijkenissen vertonen met Granzyme B.
Tijdens het door SEP-fondsen ondersteunde onderzoeksjaar zal de nadruk liggen op de evaluatie van PET- en histologische probes gebaseerd op de meest potente remmersequentie. Op dit moment wordt een ¹⁸F-labelingsprotocol ontwikkeld, wat evaluatie van de probes in een model van pancreaskanker zal toelaten in immuun-competente muizen. Daarnaast willen we de probes testen op humane kankerbiopten om de expressie van Granzyme B in weefsels te schatten. Tenslotte is het de bedoeling om tijdens 2026 twee eerste auteurspublicaties af te leveren, samen met een doctoraatsthesis.
Onderzoeker(s)
Onderzoeksgroep(en)
Project type(s)