Un nuevo inhibidor de NLRP3 bloquea la inflamación por una vía distinta a la de MCC950

La inflamación subyace a muchas enfermedades asociadas al envejecimiento, como la neurodegeneración, la enfermedad metabólica y la enfermedad cardiovascular. El inflamasoma NLRP3 es un impulsor central: desencadena la liberación de IL-1β e IL-18 y una forma de muerte celular inflamatoria llamada piroptosis. Las opciones actuales son fármacos biológicos que bloquean la señalización de IL-1. Los inhibidores de NLRP3 de molécula pequeña también podrían bloquear IL-18 y la piroptosis, y llegar al cerebro. La mayoría de los candidatos en fase clínica son sulfonilureas o derivados de MCC950, que tienen efectos fuera de la diana (como la inhibición de la anhidrasa carbónica 2) y son poco eficaces frente a ciertas mutaciones de NLRP3. Por ello, los inhibidores químicamente distintos resultan valiosos.

El equipo caracterizó BAL-0028, un indazol identificado mediante un cribado de una biblioteca codificada por ADN (DNA-encoded library) de más de 500 mil millones de compuestos, además de un derivado, BAL-0598. Probaron los compuestos en células THP-1, monocitos y macrófagos humanos primarios, microglía y macrófagos derivados de iPSC, y sangre total humana. Las mediciones incluyeron la liberación de IL-1β y LDH, la escisión de caspasa-1 y la formación de ASC specks. También realizaron ensayos entre especies, ensayos de ATPasa in vitro y estudios de unión (nanoDSF, SPR, DARTS). Por último, probaron BAL-0598 en ratones con NLRP3 humanizado.

BAL-0028 inhibió la liberación de IL-1β dependiente de NLRP3 con una IC50 de 57,5 nM en células THP-1 (MCC950: 14,3 nM). Fue activo frente a múltiples estímulos (nigericina, ATP, MSU) y tipos celulares, y tuvo una potencia equivalente a MCC950 en la microglía derivada de iPSC. Bloqueó la activación de caspasa-1, el procesamiento de IL-1β y los ASC specks sin afectar el cebado con LPS, y no fue citotóxico. No inhibió los inflamasomas AIM2, NAIP/NLRC4 ni NLRP1 por debajo de 10 μM, aunque a 10 μM aparecieron efectos parciales fuera de la diana. La potencia disminuyó más de 100 veces en células de ratón y estuvo ausente en células de rata, perro y conejo; sin embargo, se mantuvo en células de mono verde africano y de macaco cangrejero, y en células de ratón que expresan NLRP3 humano. Un conjunto de residuos de la región FISNA difiere entre los primates y otros mamíferos y podría explicarlo.

Desde el punto de vista mecanístico, BAL-0028 no inhibió la actividad ATPasa de NLRP3, a diferencia de MCC950. Se unió al dominio NACHT (KD por SPR ~96–113 nM). En nanoDSF de competencia, estabilizó aún más el NACHT unido a MCC950, y en las células los dos compuestos actuaron de forma aditiva y no sinérgica, lo que apoya un sitio de unión distinto. BAL-0598 se diseñó para reducir la unión a proteínas plasmáticas (alrededor de 98,4 % frente a 99,9 % de unión). Mantuvo la misma selectividad de especie, reversibilidad y unión al NACHT (KD ~193 nM). Inhibió NLRP3 in vivo en un modelo de peritonitis en ratones humanizados, y ambos compuestos inhibieron algunos mutantes hiperactivos de NLRP3-AID con mayor potencia que MCC950.

Estos compuestos representan una nueva modalidad de inhibición de NLRP3, potencialmente útil allí donde fallan los fármacos de tipo MCC950. Entre las salvedades se incluyen la unión muy alta a proteínas plasmáticas, la necesidad de modelos humanizados por la selectividad de especie, la actividad parcial fuera de la diana a concentraciones altas y la ausencia de datos en humanos. El extracto del texto completo estaba truncado antes de que se presentaran en detalle los resultados in vivo y de las mutaciones.