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Overcoming the undruggable barrier: Structure-guided discovery of a potent small molecule CD28 antagonist with translational potential - 09/01/26

Doi : 10.1016/j.biopha.2025.118937 
Saurabh Upadhyay, Hossam Nada, Sungwoo Cho, Moustafa T. Gabr 1,
 Department of Radiology, Molecular Imaging Innovations Institute (MI3), Weill Cornell Medicine, New York, NY 10065, USA 

Corresponding author.

Abstract

CD28 is the prototypical costimulatory receptor that integrates with TCR signaling to sustain T-cell activation, proliferation, and survival. While indispensable for adaptive immunity, persistent CD28 signaling drives autoimmunity, graft-versus-host disease, and inflammatory pathology. Despite its therapeutic relevance, CD28 has long been regarded as an undruggable target due to its flat, solvent-exposed dimer interface, restricting modulation to biologics. Previous reports of small molecule CD28 inhibitors have been limited by weak potency. Here, we report the first structure-guided optimization yielding a best-in-class small molecule CD28 antagonist that overcomes these limitations. Guided by biophysical and functional assays, optimization of the preliminary CD28 hits 8VS and 22VS yielded BPU11, a chemically tractable lead with markedly improved pharmacokinetic stability, aqueous solubility, and plasma persistence. BPU11 consistently disrupted CD28–B7 interactions across biochemical and cellular systems, and potently suppressed T-cell activation in both a tumor–PBMC co-culture and a human PBMC–mucosal tissue model, functionally mimicking the biologic antagonist FR104. Molecular docking and dynamics simulations revealed engagement of the lipophilic canyon of CD28 through stabilizing hydrogen-bonding and hydrophobic interactions. These findings redefine the druggability of CD28, expand the pharmacological space of immune checkpoint modulation beyond antibodies, and establish BPU11 as a foundation for next-generation small molecule immunotherapies

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Graphical Abstract




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Keywords : CD28 costimulatory receptor, CD28–B7 blockade, CD28 small molecule inhibitor, Pharmacokinetic profiling


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Vol 194

Article 118937- janvier 2026 Retour au numéro
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