Un nouvel inhibiteur de NLRP3 bloque l'inflammation par une voie différente de celle du MCC950

L'inflammation sous-tend de nombreuses affections liées à l'âge, notamment la neurodégénérescence, les maladies métaboliques et les maladies cardiovasculaires. L'inflammasome NLRP3 en est un acteur central : il déclenche la libération d'IL-1β et d'IL-18, ainsi qu'une forme de mort cellulaire inflammatoire appelée pyroptose. Les options actuelles sont des biothérapies qui bloquent la signalisation de l'IL-1. Les inhibiteurs de NLRP3 de petite taille pourraient aussi bloquer l'IL-18 et la pyroptose, et atteindre le cerveau. La plupart des candidats au stade clinique sont des sulfonylurées ou des dérivés du MCC950, qui ont des effets hors cible (comme l'inhibition de l'anhydrase carbonique 2) et sont peu efficaces contre certaines mutations de NLRP3. Les inhibiteurs chimiquement distincts sont donc précieux.

L'équipe a caractérisé le BAL-0028, un indazole identifié à partir d'un criblage d'une banque encodée par l'ADN (DNA-encoded library) de plus de 500 milliards de composés, ainsi qu'un dérivé, le BAL-0598. Les composés ont été testés dans des cellules THP-1, des monocytes et macrophages humains primaires, des microglies et macrophages dérivés de cellules iPSC, et du sang total humain. Les mesures comprenaient la libération d'IL-1β et de LDH, le clivage de la caspase-1 et la formation de specks d'ASC. Les chercheurs ont également réalisé des tests interespèces, des tests d'ATPase in vitro et des études de liaison (nanoDSF, SPR, DARTS). Enfin, ils ont testé le BAL-0598 chez des souris porteuses d'un NLRP3 humanisé.

Le BAL-0028 a inhibé la libération d'IL-1β dépendante de NLRP3 avec une IC50 de 57,5 nM dans les cellules THP-1 (MCC950 : 14,3 nM). Il était actif avec plusieurs stimuli (nigéricine, ATP, MSU) et dans plusieurs types cellulaires, et équipotent au MCC950 dans les microglies dérivées d'iPSC. Il a bloqué l'activation de la caspase-1, la maturation de l'IL-1β et les specks d'ASC sans affecter l'amorçage par le LPS, et n'était pas cytotoxique. Il n'a pas inhibé les inflammasomes AIM2, NAIP/NLRC4 ou NLRP1 en dessous de 10 μM, bien que des effets hors cible partiels soient apparus à 10 μM. La puissance a chuté de plus de 100 fois dans les cellules de souris et était absente dans les cellules de rat, de chien et de lapin, mais elle était conservée dans les cellules de singe vert africain et de macaque cynomolgus, ainsi que dans les cellules de souris exprimant le NLRP3 humain. Un groupe de résidus de la région FISNA diffère entre les primates et les autres mammifères et pourrait expliquer ce phénomène.

Sur le plan du mécanisme, le BAL-0028 n'a pas inhibé l'activité ATPase de NLRP3, contrairement au MCC950. Il se lie au domaine NACHT (KD en SPR d'environ 96–113 nM). En nanoDSF de compétition, il a stabilisé davantage le NACHT lié au MCC950, et les deux composés ont agi de façon additive plutôt que synergique dans les cellules, ce qui appuie l'hypothèse d'un site de liaison distinct. Le BAL-0598 a été conçu pour réduire la liaison aux protéines plasmatiques (environ 98,4 % contre 99,9 % de liaison). Il a conservé la même sélectivité d'espèce, la même réversibilité et la même liaison au NACHT (KD d'environ 193 nM). Il a inhibé NLRP3 in vivo dans un modèle de péritonite chez des souris humanisées, et les deux composés ont inhibé certains mutants hyperactifs de NLRP3 associés aux maladies auto-inflammatoires (NLRP3-AID) plus puissamment que le MCC950.

Ces composés représentent une nouvelle modalité d'inhibition de NLRP3, potentiellement utile là où les médicaments de type MCC950 échouent. Parmi les réserves : une liaison aux protéines plasmatiques très élevée, la nécessité de modèles humanisés en raison de la sélectivité d'espèce, une activité hors cible partielle à fortes concentrations et l'absence de données chez l'humain. L'extrait du texte intégral était tronqué avant la présentation détaillée des résultats in vivo et sur les mutations.