无标记细胞微阵列分析的全面靶点筛选减少药物发现中的动物疗效和毒理学研究

目前在先导选择过程中使用的筛选策略只评估候选药物是否与常见的命中靶点结合，导致许多脱靶相互作用只有在药物开发的后期阶段或药物上市后才变得明显。如果能够在发现过程中识别铅化学物质的所有蛋白质相互作用，将提高对药物治疗和安全性的理解，使公司能够优先开发具有良好疗效和安全性的药物。

phentox Ltd、Retrogenix Ltd和谢菲尔德哈勒姆大学(Sheffield Hallam University)合作开发了一种新型的基于质谱分析的分析方法，可以检测无标记(未修饰)化学物质与细胞微阵列中表达的数千个潜在靶标的结合。这种方法可以应用于药物发现，以选择具有最佳治疗脱靶效应的铅化学物质，或识别与毒性相关的脱靶，从而开发出更优的化学物质。它也可以应用于表型筛选药物发现的目标反褶积小分子。在短期内，这种方法可以避免对化合物进行不必要的动物研究，这些化合物由于缺乏功效或毒性而失败。从长远来看，这项技术可以通过加速采用而进一步减少对动物的使用不良的结果路径系统药理学建模方法通过识别分子起始事件。新利体育网页版

在CRACK IT Solutions基金的支持下财团目前正在与美国的Biogen公司合作，进一步开发该平台的技术方面，以便为针对500-1000个目标的更大规模研究做好准备，并被最终用户采用。

关于这个CRACK IT解决方案的详细信息可以在破解它的网站．

本研究旨在开发一种基于质谱(MS)的系统来分析未修饰(无标签)化学物质与目标蛋白的相互作用。该工具可用于早期药物发现，以确定与毒性相关的脱靶，并在表型筛选中确定小分子目标，避免对化合物进行不必要的动物研究，因为缺乏疗效或毒性而失败。

在CRACK IT挑战赛中:针对非标靶研究表明，Advion Liquid Extraction Surface Analysis (LESA)高通量自动溶剂萃取/质谱注入系统可以识别小分子与靶标的结合。通过CRACK IT Solutions，我们与百健建立了新的合作伙伴关系，共同开发LESA串联质谱平台(LESA-MS/MS)，以进行大规模研究和商业化。

LESA-MS/MS平台检测到测试化合物和MS标准品，在玻片上发现，下降到一个femtomole (1 x 10^-15年摩尔)。这是在理论范围内(10 attomoles (10 x 10^-18年摩尔(摩尔)到10毫菲摩尔)的化合物数量，该化合物将在微阵列点上与转染细胞中的过表达受体结合。然而，在车辆控制点发现了明显的交叉污染，这是由LESA-MS/MS电离系统引起的。LESA-MS/MS的这一缺陷意味着在剩余的研究中，测试化合物是使用替代的MS成像平台(基质辅助激光解吸电离(MALDI) MS)进行评估的。制备了包含48个不同靶点(GPCRS、离子通道、酶和转运体)的载玻片，并将其暴露于低、中、高浓度的6种测试化合物中。MALDI-MS能够检测到这些化合物，但是没有与目标表达细胞特异性结合，这表明MALDI-MS没有足够的灵敏度来检测这些化合物(MALDI-MS灵敏度的极限为5-50 femtomle)。这些结果表明，MS应用于检测小分子结合靶标在哺乳动物细胞中表达，需要开发一个更可靠的高通量MS分析平台，具有亚femtomolar的检测灵敏度。

通过与制药和农化行业的讨论，该联盟(Phenotox Ltd, Retrogenix Ltd和SHU)确认，在药物发现和化学品安全性评估方面，无标签小分子靶标分析存在未被满足的需求和商业机会。研究人员还认识到，该技术具有针对特定蛋白靶类(如转运体、离子通道和丝氨酸水解酶)进行分析的能力，并支持对试验化合物的选择。

还需要进一步的工作来优化LESA-MS/MS平台，使其适合用于药物发现和化学安全评估，因为这种方法可以用作早期毒性和疗效筛选，以减少有毒或低效化合物进入动物研究的数量。