Senescence is a cellular aging-related process triggered by different stresses and characterized by the secretion of various inflammatory factors referred to as the senescence-associated secretory phenotype (SASP). Here, we present evidence that the inflammasome sensor, NLRP1, is a key mediator of senescence induced by irradiation both in vitro and in vivo. The NLRP1 inflammasome promotes senescence by regulating the expression of p16, p21, p53, and SASP in Gasdermin D (GSDMD)-dependent manner as these responses are reduced in conditions of NLRP1 insufficiency or GSDMD inhibition. Mechanistically, the NLRP1 inflammasome is activated downstream of the cytosolic DNA sensor cGMP-AMP (cGAMP) synthase (cGAS) in response to genomic damage. These findings provide a rationale for inhibiting the NLRP1 inflammasome-GSDMD axis to treat senescence-driven disorders.

Senescence is a cellular aging-related process triggered by different stresses and characterized by the secretion of various inflammatory factors referred to as senescence-associated secretory phenotype (SASP), some of which are produced by the NLRP3 inflammasome. Here, we present evidence that the NLRP1 inflammasome is a DNA damage sensor and a key mediator of senescence.

Summary Innate immunity relies on inflammasomes as key components, defending the host against diverse harmful stimuli by orchestrating the release of pro-inflammatory cytokines and initiating pyroptotic cell death. While extensively studied in myeloid cells, the involvement of natural killer (NK) cells in inflammatory responses through inflammasome signaling remains underexplored. In this study, we elucidate the activation of the inflammasome sensors NLRP1 and NLRP3 in human primary NK cells upon treatment with nigericin and blockade of dipeptidyl peptidases (DPP) using Talabostat (Val-boroPro). Our findings demonstrate the induction of pyroptotic cell death in a subset of NK cells following these stimuli, characterized by the cleavage and activation of gasdermin D, a lytic pore-forming protein. Moreover, we observe the release of lactate dehydrogenase (LDH) and small amounts of interleukin-18 (IL-18). Notably, differential responses are noted between CD56 dim and CD56 bright NK cell subsets following pro-inflammatory stimulation. Furthermore, analysis of samples from patients with renal dysfunction reveals sustained inflammasome activation in NK cells, particularly NLRP1 and NLRP3, with a tendency towards a more pro-inflammatory phenotype shortly post-kidney transplantation. These findings underscore the significance of considering NK cells in the context of inflammation studies.

Mutations in the lipoyltransferase 1 (LIPT1) gene are rare inborn errors of metabolism leading to a fatal condition characterized by lipoylation defects of the 2-ketoacid dehydrogenase complexes causing early-onset seizures, psychomotor retardation, abnormal muscle tone, severe lactic acidosis, and increased urine lactate, ketoglutarate, and 2-oxoacid levels. In this article, we characterized the disease pathophysiology using fibroblasts and induced neurons derived from a patient bearing a compound heterozygous mutation in LIPT1. A Western blot analysis revealed a reduced expression of LIPT1 and absent expression of lipoylated pyruvate dehydrogenase E2 (PDH E2) and alpha-ketoglutarate dehydrogenase E2 (α-KGDH E2) subunits. Accordingly, activities of PDH and α-KGDH were markedly reduced, associated with cell bioenergetics failure, iron accumulation, and lipid peroxidation. In addition, using a pharmacological screening, we identified a cocktail of antioxidants and mitochondrial boosting agents consisting of pantothenate, nicotinamide, vitamin E, thiamine, biotin, and α-lipoic acid, which is capable of rescuing LIPT1 pathophysiology, increasing the LIPT1 expression and lipoylation of mitochondrial proteins, improving cell bioenergetics, and eliminating iron overload and lipid peroxidation. Furthermore, our data suggest that the beneficial effect of the treatment is mainly mediated by SIRT3 activation. In conclusion, we have identified a promising therapeutic approach for correcting LIPT1 mutations.

Abstract Inflammasomes including those assembled by NLRP1 and NLRP3 regulate the innate immune system by inducing interleukin (IL)-1β and IL-18 maturation. Inflammasomes are functionally regulated by post-translational modifications such as phosphorylation. The current paradigm posits that NEK7 is the essential and seletive activator of NLRP3; whether this kinase interacts with NLRP3 structurally-related member, NLRP1, has never been explored. Here, we find that NEK7 binds to NLRP1 and promotes its activation independently of NLRP3. IL-1β maturation induced by NLRP1 or NLRP3 inflammasome activators, but not those of the NLRC4 or AIM2 inflammasome is impared in Nek7 deficient cells. This discovery expands the spectrum of NEK7 actions in the regulation of inflammasome pathways.