Structuur gebaseerde ontwerpen van HBV-polymeraseremmers

Cidofovir ((S)-HPMPC), een medicijn ontdekt door Antonin Holy, werd in 1986 ontwikkeld voor de behandeling van cytomegalovirus (CMV)-retinitis. Dit geneesmiddel bestaat uit een hydroxymethylgroep gesubstitueerd op een fosfonomethoxyethyl (PME) ruggengraat. Eerder werden analogen met een PME-ruggengraat, evenals fosfonomethoxypropylnucleoside (PMPA)-varianten, beschreven als actieve stoffen tegen HIV en Hepatitis B (HBV). Een mogelijkheid voor de activiteittegen beide virussen zou te verklaren kunnen zijn door de vergelijkbare actieve plaats van hun respectievelijke polymerasen die het doelwit zijn van deze medicijnen. De structuur-activiteitsrelatie van dit type medicijnen werd onderzocht om geneesmiddelen met een grotere specificiteit te vinden. Met dit in gedachten werd een reeks HPMP-verbindingen met een substituent aan het tertiaire koolstofatoom gesynthetiseerd. Eén van deze verbindingen, die een cyanogroep en een thyminebase bevatte, bleek een krachtige anti-HBV-verbinding zonder anti-HIV-activiteit te zijn. Een tweede gesynthetiseerde verbinding met een ethynylgroep en een guaninebase vertoonde eveneens alleen activiteit tegen HBV. Deze waarnemingen wijzen op mogelijke verschillen in de actieve plaats van HBV-polymerase en HIV-RT die verder kunnen worden onderzocht om viraal-selectieve verbindingen te ontdekken. Dit wijst op het feit dat een specifieke base (T of G) nodig is in combinatie met een specifieke substituent. In dit project zal een experimentele 3D-structuurgebaseerde techniek worden toegepast om het moleculaire mechanisme van HBV-polymerase inhibitie door de bovenstaande nucleosiden te begrijpen zodat meer specifieke inhibitoren ontworpen kunnen worden. Op basis van sterke structurele en functionele overeenkomsten tussen HBV-polymerase en HIV-RT, zal het actieve gebied van HBV pol in HIV-RT worden ontwikkeld. Een recent ontwikkeld experimenteel platform voor het bepalen van 3D-structuren van HIV-RT door middel van single-particle cryogene elektronenmicroscopie (cryo-EM) zal worden gebruikt. Bovendien zal de structuuroplossing intern worden uitgevoerd met behulp van onze recent opgerichte ultramoderne cryo-EM-faciliteit. De verkregen structuren zullen de synthese van HBV-specifieke nucleoside-analogen vergemakkelijken en helpen om de mechanismen van inhibitie en resistentie tegen geneesmiddelen te begrijpen.