NLRP3 inflammasome: A therapeutic option for kidney disease? / El inflamasoma NLRP3: ¿Es realmente una opción terapéutica para la enfermedad renal?

ABSTRACT Objective To determine if considering inflammasome NLRP3 as a treatment option for kidney disease is possible. Methods Literature review related to NLRP3 inflammasome structure, biological function and relationship with renal disease and others (hypertension, diabetes, gout, atherosclerosis, amyloidosis, Alzheimer's disease); the systematic review was made searching in the databases PubMed and SciELO for the following terms: "The NLRP3 inflammasome therapeutic for kidney disease", "NLRP3 nflammasome in kidney disease" in PubMed, and "Inflammasome" for Scielo. Results 146 documents were found, althoughonly 34 matched the working hypothesis concerning the NLRP3 inflammasome as a central component of various diseases in humans, with potential therapeutic use. The NLRP3 inflammasome is responsible for the maturation of inflammatory pro-interleukin IL-1 β and IL-18, which can be triggered by aggregated or crystalline materials (particles), and by various microorganisms and toxins derived from these; however, the way how activation mechanisms work is not completely clear. Conclusions Research on new therapies that focus on removing or inhibiting inflammasome components, both individually and together, is proposed.(AU)

RESUMEN Objetivo Determinar si el inflamasoma NLRP3 puede considerarse como opción de tratamiento para la enfermedad renal. Métodos Con el fin de encontrar bibliografía relacionada con la estructura del inflamasoma NLRP3, su función biológica y su relación con la enfermedad renal y otras (hipertensión, diabetes, gota, aterosclerosis, amiloidosis, enfermedad de Alzheimer), se realizó una revisión sistemática en dos bases de datos (PubMed y SciELO) con los términos: "NLRP3 inflammasome therapeutic for kidney disease" y "NLRP3 inflammasome in kidney disease" en PubMed, e "Iinflammasome" en SciELO. Resultados Se encontró un total de 146 documentos, de los cuales solo 34 concuerdan con la hipótesis de trabajo desarrollada con relación al inflamasoma NLRP3 como componente central de diversas enfermedades en seres humanos y con potencial uso terapéutico. El inflamasoma NLRP3 es responsable de la maduración de la interleucina inflamatoria pro-IL-1 β y IL-18, l cual puede darse por causa de materiales agregados o cristalinos (partículas), y por diversos microorganismos y toxinas derivadas de los mismos; sin embargo, los mecanismos de activación de este proceso siguen sin ser claros en la actualidad. Conclusiones Se propone estudiar nuevas terapias que se centren en la eliminación o inhibición de los componentes inflamasoma, de manera individual y conjunta.(AU)

Regulación del inflamasoma NLRP3: bioquímica y más allá de ella / Regulation of NLRP3 inflammasome: Biochemistry and beyond / Regulação do inflamassoma NLRP3: bioquímica e além dela

La inmunidad innata responde a la infección y al daño tisular activando una plataforma molecular denominada inflamasoma. En las investigaciones clínicas con humanos, se han descrito cuatro clases de inflamasomas relacionados con procesos inflamatorios: NLRP1, NLRC4, NLRP3 y AIM-2. De ellos, NLRP3 es el mejor estudiado. Los inflamasomas tienen como finalidad común el procesamiento y activación de la caspasa-1, enzima responsable de la maduración de pro-IL-1β y pro-IL-18. El control génico y la regulación bioquímica de esta plataforma son fundamentales para evitar el desarrollo de enfermedades inmunológicas, metabólicas y neurológicas. Algunos de los mecanismos más importantes en la modulación de la actividad del inflamasoma son: los polimorfismos en los genes codificadores de las proteínas del inflamasoma, la ubiquitinación, la regulación redox, la concentración de ATP y la señalización paracrina mediante factores de transcripción e interleucinas. Existe, además, otro tipo de regulación que se ejerce por mecanismos epigenéticos como la metilación y la expresión de micro-ARN. En conjunto, estos mecanismos son indispensables para la expresión coordinada y el funcionamiento correcto de estas plataformas moleculares ante un determinado patógeno o daño celular. Las investigaciones sobre los diversos componentes de los inflamasomas y su inhibición controlada están esclareciendo aspectos que permitirán controlar enfermedades asociadas con estos complejos moleculares.

Innate immunity responds to infectious agents and tissue injury with a multiproteic molecular platform named inflammasome. A large number of investigations have described four inflammasome types related to inflammatory processes in humans: NLRP1, NLRC4, NLRP3 y AIM-2. NLRP3 is a key sensor molecule in the inflammasome activity that is directed to the activation of caspase-1, the enzyme responsible for the transformation of pro-IL-1β and pro-IL-18 to their mature active forms. Genetic control and biochemical regulation of this platform are necessary for the prevention of immunologic, metabolic and neurological diseases. Polymorphisms of the genes that codify for the proteins of the inflammasome, ubiquitination, redox regulation, ATP concentration and signaling via transcription factor and interleukins are key players in the modulation of inflammasome activity. In addition, regulation is also accomplished by epigenetic mechanisms such as methylation and the expression of microRNAs. All these mechanisms are indispensable for the coordinated expression and normal functioning of these platforms in response to a pathogenic agent or cellular damage. Investigation on the various inflammasome components and their controlled inhibition are clarifying aspects that should permit to control disease conditions related to these molecular complexes.

A imunidade inata responde à infecção e ao dano teciduais ativando uma plataforma molecular denominada inflamassoma. Nas investigações clínicas com humanos, descreveram-se quatro classes de inflamassomas relacionados com processos inflamatórios: NLRP1, NLRC4, NLRP3 e AIM-2. Deles, NLRP3 é o melhor estudado. Os inflamassomas têm como finalidade comum o processamento e ativação da caspase-1, enzima responsável da maturação de pró- IL-1β e pró-IL-18. O controle genético e a regulação bioquímica desta plataforma são fundamentais para evitar o desenvolvimento de doenças imunológicas, metabólicas e neurológicas. Alguns dos mecanismos mais importantes na modulação da atividade do inflamassoma são: os polimorfismos nos genes codificadores das proteínas do inflamassoma, a ubiquitinação a regulação redox, a concentração de ATP e a sinalização parácrino mediante fatores de transcrição e interleucinas. Existe, ademais, outro tipo de regulação que se exerce por mecanismos epigenéticos como a metilação e a expressão de micro-RNA. Em conjunto, estes mecanismos são indispensáveis para a expressão coordenada e o funcionamento correto destas plataformas moleculares ante um determinado patogênico ou dano celular. As investigações sobre os diversos componentes dos inflamassomas e sua inibição controlada estão esclarecendo aspectos que permitirão controlar doenças associadas com estes complexos moleculares.