NMNH sporește puternic NAD+ și suprimă glicoliza, ciclul TCA și creșterea celulară

NAD+ este esențial pentru procese biologice precum metabolismul și repararea ADN-ului, iar declinul său este asociat cu boli legate de vârstă. S-a demonstrat că suplimentarea cu precursori NAD+, cum ar fi riboida nicotinamidă (NR) și mononucleotida nicotinamidă (NMN), a demonstrat că crește nivelurile celulare de NAD+ și conferă beneficii pentru sănătate. Studii recente sugerează că forma redusă de NR, NRH, este un booster NAD+ mai bun decât NR sau NMN și poate crește rezistența la moartea celulară cauzată de genotoxine. În plus, NRH este disponibil pe cale orală și s-a demonstrat că previne leziunile renale acute la șoareci. Astfel, cercetătorii au explorat dacă forma redusă a NMN(NMNH) poate crește nivelurile celulare de NAD+ și poate regla procesele biologice.

NMNH a crescut nivelurile celulare de NAD+ atât in vitro, cât și in vivo

Cercetătorii au efectuat tratament cu NMNH (100 μM) și au constatat că nivelul de NAD+ celular creștea de 5 ori în celulele HepG2, în timp ce NMN de 100 μM creștea doar ușor nivelul de NAD+, așa cum a determinat spectrometria de masă. (Așa cum este prezentat pe figura 1-A)
Autorul a tratat șoareci masculi C57BL/6J cu 340 mg/kg NMN sau NMNH prin injecție intraperitoneală și a măsurat concentrațiile hepatice de NAD+ prin spectrometrie de masă. A constatat că nivelul de NAD+ la ficat era de patru ori mai mare la șoarecii tratați cu NMNH decât la șoarecii tratați cu PBS (așa cum se arată în figura 1-C). În plus, nivelul de NAD+ la ficatul la șoarecii tratați cu NMNH a fost de 1,5 ori mai mare decât la șoarecii tratați cu NMN.

Figura 1

Rezultatele experimentului au indicat că NMNH este un amplificator eficient de NAD+ și mai puternic pentru NAD+ in vivo decât NMN.
Dar, în timp ce am tratat șoareci masculi C57BL/6J cu 50, 100, 500 sau 1000 mg/kg NMNH prin injecție intraperitoneală la fiecare două zile, timp de o săptămână, s-a constatat că nivelurile serice de alanina aminotransferază (ALT) și aspartat aminotransferază (AST) nu erau ridicate (așa cum se arată în figura 2), ceea ce sugera că NMNH nu era toxică pentru ficat la doze mari.
A demonstrat că tratamentul cu NMNH creștea conținutul de NAD+ în ficatul șoarecelui într-un mod dependent de doză, iar tratamentul cu 1000 mg/kg NMNH creștea nivelul de NAD+ în ficatul șoarecelor.

Figura 2

NMNH a inhibat glicoliza și ciclul TCA

Autorul explorează rutina de transformare NMNH către NAD+, așa cum este prezentat în figura 3.

Figura 3

Iar în ceea ce privește rezultatul experimentului, nivelurile de NADH au fost de 2,5 ori mai mari în celulele HepG2 tratate cu NMNH decât în celulele netratate și tratate cu NMN. Figura 4 a mai arătat că tratamentul cu 340 mg/kg cu NMNH a crescut de trei ori nivelul NADH în ficatul șoarecelor, în timp ce tratamentul cu 340 mg/kg NMN a crescut nivelul NADH de 1,7 ori.

Figura 4

Totuși, tratamentul NMN a relevat o reglare distinctă a glicolizei și a ciclului TCA. NMN a indus doar o scădere ușoară a 2PG/3PG și PEP în glicoliză (Figura 3E) și aproape nicio reducere observabilă a ciclului TCA în celule (Figura 3F). Aceste rezultate au sugerat că NMNH cauzează o suprimare foarte semnificativă a glicolizei și a ciclului TCA, în timp ce NMN a împiedicat glicoliza, dar într-o măsură mult mai blândă.

Figura 5

NMNH Creșterea Celulară Reprimată

O analiză proteomică cantitativă dependentă de date a fost efectuată pentru a identifica proteinele exprimate diferențiat (DEP) ale HepG2 sub tratament NMNH de 1 mM timp de 12 ore.  Iar pentru a examina mai în detaliu efectele NMNH asupra creșterii celulare, cercetătorii au tratat celule 786-O cu concentrații diferite de NMNH. Celulele 786-O, derivate dintr-un pacient cu carcinom renal cu celule clare, prezintă un fenotip tipic Warburg, iar creșterea lor depinde de glicoliză.

Figura 6

A arătat că NMNH inhibă creșterea celulară în celulele 786-O la 50μM, în timp ce 250 μM NMNH era necesar pentru a inhiba eficient creșterea celulară în celulele HK-2 (așa cum se arată în figura 6), care era o linie celulară epitelială tubulară proximală imortalizată dintr-un rinichi uman adult normal.

Concluzie

Precursorii NAD+ în formă redusă (NMNH și NRH) sunt potențiali NAD+ mai buni decât cei corespunzători în formă oxidată, atât in vitro, cât și in vivo. Între timp, am confirmat că administrarea pe termen lung a NMNH este sigură pentru șoareci.NMNH a crescut efectiv conținutul celular de NAD+, iar acest proces depindea în principal de NMNAT. NMNH este un amplificator puternic de NAD+ atât in vitro, cât și in vivo. NMNH a crescut, de asemenea, semnificativ nivelurile celulare de NADH, a reprimat glicometabolismul și a inhibat creșterea celulară.

Referință: Liu, Y., Luo C., etal, Reducerea mononucleotidelor de nicotinamidă (NMNH) sporește puternic NAD+ și suprimă glicoliza, ciclul TCA și creșterea celulară, Promote research, 2021