Un médicament anticancéreux, le GSK461364, bloque l'inflammation liée à l'inflammasome NLRP3 chez la souris

L'inflammasome NLRP3 est un complexe protéique qui déclenche l'activation de la caspase-1, la libération d'IL-1β et la mort cellulaire pyroptotique. Sa suractivation est associée à la colite, à la goutte, à l'athérosclérose, au sepsis et au diabète de type 2, autant de pathologies liées à l'inflammaging. De nombreux inhibiteurs directs de NLRP3, comme le MCC950, ont échoué en clinique ; de nouvelles cibles et de nouveaux médicaments sont donc nécessaires.

L'équipe a criblé une bibliothèque de 429 inhibiteurs de kinases dans des macrophages péritonéaux de souris, amorcés par le LPS puis stimulés par la nigéricine, en ajoutant les composés après l'amorçage afin d'éviter tout effet sur cette étape. Six composés ont réduit l'IL-1β sans diminuer le TNF-α, dont quatre dont l'activité suppressive sur NLRP3 avait déjà été rapportée, ce qui a validé le criblage. Le sixième, le GSK461364, un inhibiteur de PLK1, était nouveau. À 10 µM, il a bloqué la libération d'IL-1β, la libération de LDH (mort cellulaire), le clivage de la caspase-1, ainsi que l'oligomérisation d'ASC et la formation de specks après stimulation par l'ATP, la nigéricine ou le MSU. Il a eu peu d'effet sur les inflammasomes AIM2 ou NLRC4, ce qui suggère une sélectivité pour NLRP3.

In vivo, le GSK461364 administré par voie intrapéritonéale (10 et 25 mg/kg) a diminué l'IL-1β sérique, mais pas le TNF-α ni l'IL-6, dans un modèle d'endotoxémie induite par le LPS. Il a également réduit l'inflammation pulmonaire ainsi que le clivage de GSDMD et de la caspase-1. Dans la colite induite par le DSS, il a réduit la perte de poids, les scores d'activité de la maladie, le raccourcissement du côlon, les lésions tissulaires et l'oligomérisation d'ASC dans le côlon. Une dose de 25 mg/kg pendant 9 jours n'a entraîné aucune modification du poids corporel, des marqueurs hépatiques ou rénaux, ni de l'histologie des organes, et aucune cytotoxicité n'est apparue dans les cellules en culture à 1–20 µM.

Le médicament n'a modifié ni les lésions mitochondriales, ni les ROS mitochondriales, ni les efflux de potassium ou de chlorure, ni l'expression des composants de l'inflammasome. Le GSK461364 s'est lié à PLK1 (KD mesurée par SPR d'environ 5,21 µM), le silençage de PLK1 a reproduit ses effets, et le médicament a perdu son activité dans les cellules dont PLK1 était réduite au silence. PLK1 interagissait avec NEK7 mais pas avec NLRP3. L'inhibition ou l'extinction de PLK1 a réduit la phosphorylation de NEK7 sur sérine/thréonine induite par la nigéricine et affaibli l'association NEK7-NLRP3. Des tests de kinase in vitro (Phos-tag, ADP-Glo) ont montré une phosphorylation directe de NEK7 par PLK1, réduite par le GSK461364. Les mutants NEK7 S221A et S260A ont altéré la production d'IL-1β dans des cellules HEK293T reconstituées.

Ces résultats décrivent un axe PLK1/NEK7/NLRP3 et plaident pour le repositionnement des inhibiteurs de PLK1 dans l'inflammation. Des réserves importantes s'imposent : les données proviennent de modèles murins et cellulaires, les sites de phosphorylation sont qualifiés de « probables » (identifiés par mutation et par prédiction, et non confirmés par spectrométrie de masse), et l'inhibition de PLK1 a des effets antimitotiques qui pourraient limiter un usage chronique. Ce travail est par ailleurs en contradiction avec d'autres publications sur le rôle de PLK1 et de PLK4 dans la régulation de NLRP3.