Progettazione e sintesi di inibitori dell'inflammasoma NLRP3

NLRP3 inflammasome is multiprotein complex playing a key role in the intracellular activation of the innate immune system through activating cleavage of pro-inflammatory interleukins IL-1β, IL-18 and triggering of pyroptotic cell death. It plays a protective response involving immune cells and molecular mediators. However, NLRP3-driven chronic inflammation leads to cell damage, cell death and progressive loss of tissue function. Immune system-mediated chronic inflammation is involved in the onset and/or progression of different pathologies such as autoinflammatory diseases (e.g. cryopirinopathies), autoimmune diseases (e.g. Inflammatory Bowel Disease, rheumatoid arthritis), neurodegenerative diseases (e.g. Alzheimer's disease, Parkinson's disease Multiple sclerosis). The chronic use of corticosteroids, and biological drugs is limited by side effects, poor pharmacokinetics, and/or high cost of a single therapy. In this thesis we started from a series of molecule discovered in previous works, mainly acrylate derivatives, able to inhibit the pyroptosis in human macrophages. Modification of acrylate moiety has been performed in order to increase the inhibition of the pyroptosis, increase the selectivity, and decrease the citotoxicity. Two series of compouds were synthesized and the inhibition of the pyroptotic cell death was tested in human macrophages trigged with LPS/ATP. INF 176 proved the best performing derivative, decreasing the LPS/ATP-triggered pyroptosis (55.9% ±6,5) and revealing no cytotoxic effect up to 90 µM

L'inflammasoma NLRP3 è un complesso multiproteico che gioca un ruolo importante nell'attivazione del sistema immunitario innato attraverso la maturazione, mediata dalla caspasi-1, di citochine pro-infiammatorie IL-1β e IL-18 riconosciute come mediatori di un particolare tipo di morte cellulare chiamata piroptosi. L'infiammazione cronica NLRP3 mediata conduce all'infiammazione cellulare, alla morte cellulare e alla progressiva perdita della funzionalità tissutale. L'infiammazione cronica mediata dal sistema immunitario innato è infatti coinvolta nella comparsa e/o nella progressione di differenti patologie come malattie autoinfiammatorie (es. Criopirinopatie), malattie autoimmuni (es. Malattia infiammatoria intestinale, Artrite Reumatoide), malattie neurodegenerative (es. Malattia di Alzheimer, Morbo di Parkinson, Sclerosi multipla). L'uso cronico di corticosteroidi e farmaci biologici è limitato da effetti collaterali, farmacocinetica non ottimale e costi elevati. Sulle basi di risultati ottenuti attraverso lo studio di una serie di strutture carboniliche α,β insature, derivate dagli esteri dell'acido acrilico, capaci di inibire la piroptosi in macrofagi umani. In questo lavoro di tesi sono state condotte alcune modulazioni strutturali per aumentare la capacità di inibizione della piroptosi, per aumentare la selettività e per diminuire la citotossicità. Due serie di composti sono state sintetizzate e l'inibizione della piroptosi è stata testata su macrofagi umani stimolati con LPS/ATP. INF 176 si è mostrato il derivato migliore tra i composti sintetizzati con una percentuale di inibizione della piroptosi del 55,9% %±6,5e senza effetti citotossici fino a concentrazioni di 90 µM.