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Next-Gen Targeted Protein Degradation: Directing Disease Proteins to the Proteasome

Description du projet

Des stratégies de dégradation ciblée des protéines indépendantes de l’ubiquitine

La dégradation ciblée des protéines (DCP) est une stratégie thérapeutique émergente qui exploite le système ubiquitine-protéasome pour sélectivement dégrader les protéines responsables de maladies. Une méthode avancée utilise des chimères de ciblage de la protéolyse (PROTAC) qui lient une ligase E3 (E3) et une protéine cible pour déclencher l’ubiquitination et la destruction ultérieure de la cible. Bien que prometteuse, la dépendance aux E3 de cette méthode pose d’importants défis. Pour les surmonter, le projet NextTPD, financé par le CER, s’appuiera sur des recherches antérieures qui ont révélé que la fusion de courts motifs peptidiques à des protéines cibles peut induire leur dégradation protéasomale indépendante de l’ubiquitine (UbInPD), éliminant ainsi le besoin de systèmes basés sur l’E3. L’objectif est désormais de concevoir de nouvelles PROTAC qui intègrent des motifs peptidiques courts UbInPD afin d’améliorer le TPD de protéines modèles associées à des maladies pour le traitement du cancer.

Objectif

The ubiquitin-proteasome system (UPS) is crucial for maintaining diverse cellular functions through the selective degradation of proteins. Targeted Protein Degradation (TPD) has emerged as an innovative therapeutic strategy that harnesses the UPS to selectively degrade disease-causing proteins. A major advancement in TPD is the use of proteolysis-targeting chimeras (PROTACs), small molecules that bind both an E3 ligase (E3) and the target protein, to induce ubiquitination and subsequent degradation of the target. While PROTACs have shown promise, their reliance on E3s poses challenges, including tissue-specific expression of E3s, the requirement for accessible ubiquitination sites on target proteins, and potential resistance mechanisms due to E3 mutations. Furthermore, only a small subset of E3s has been successfully utilized for TPD.

To address these challenges, this ERC PoC project explores an alternative approach: direct targeting of proteins to the proteasome for degradation, bypassing the need for ubiquitination. This strategy eliminates reliance on specific E3s and provides a broader, universal approach for proteolysis. During our ERC StG project, using cutting-edge proteomics technology, we identified short peptide motifs that when fused to target proteins, can promote their ubiquitin-independent proteasomal degradation (UbInPD). These findings present a novel opportunity to design PROTACs that directly recruit targets to the proteasome, bypassing the traditional limitations of E3-based systems.

Here, we aim to develop PROTACs incorporating UbInPD short peptide motifs to enhance TPD of model disease-associated proteins, such as the androgen receptor and BRD proteins, for cancer treatment. This approach could significantly broaden the scope of targetable proteins, opening up new avenues for drug discovery. Successful outcomes could lead to groundbreaking therapeutic applications and establish novel, ubiquitin-independent TPD strategies in precision medicine.

Champ scientifique (EuroSciVoc)

Programme(s)

Thème(s)

Régime de financement

HORIZON-ERC-POC - HORIZON ERC Proof of Concept Grants

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Appel à propositions

(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) ERC-2025-POC

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Institution d’accueil

BAR ILAN UNIVERSITY
Contribution nette de l'UE
€ 150 000,00
Coût total
Aucune donnée

Bénéficiaires (1)