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 ai NAD+, cum ar fi nicotinamida ribozidă (NR) și nicotinamida mononucleotidă (NMN), crește nivelurile celulare de NAD+ și conferă beneficii pentru sănătate. Studii recente sugerează că forma redusă a NR, NRH, este un potențator mai bun al NAD+ decât NR sau NMN și poate crește rezistența la moartea celulară cauzată de genotoxine. În plus, NRH este disponibil oral și s-a demonstrat că previne leziunea renală acută la șoareci. Așadar, cercetătorii au explorat dacă forma redusă a NMN (NMNH) poate crește nivelurile celulare de NAD+ și poate regla procesele biologice.

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

Cercetătorii au efectuat tratamentul cu NMNH (100 μM) și au constatat că acesta a crescut nivelul de NAD+ celular de 5 ori în celulele HepG2, în timp ce 100 μM NMN a crescut doar ușor nivelul de NAD+, conform determinării prin spectrometrie de masă. (Așa cum se arată în figura 1-A)
Autorul a tratat șoareci masculi C57BL/6J cu 340 mg/kg NMN sau NMNH prin injecție intraperitoneală și a măsurat concentrațiile de NAD+ hepatic prin spectrometrie de masă. S-a evidențiat că nivelul de NAD+ hepatic a fost de 4 ori mai mare la șoarecii tratați cu NMNH decât la cei tratați cu PBS (așa cum se arată în figura 1-C). În plus, nivelul de NAD+ hepatic la șoarecii tratați cu NMNH a fost de 1,5 ori mai mare decât la cei tratați cu NMN.

Figura 1

Rezultatele experimentale au indicat că NMNH este un potențator eficient al NAD+ și este un potențator in vivo mai puternic decât NMN.
Dar, în timp ce șoarecii masculi C57BL/6J au fost tratați 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 alanin aminotransferază (ALT) și aspartat aminotransferază (AST) nu au fost crescute (așa cum se arată în figura 2), ceea ce a sugerat că NMNH nu a fost hepatotoxic la doze mari.
S-a demonstrat că tratamentul cu NMNH a crescut conținutul de NAD+ hepatic la șoareci într-o manieră dependentă de doză, iar tratamentul cu 1000 mg/kg NMNH a crescut nivelul de NAD+ hepatic la șoareci.

Figura 2

NMNH a inhibat glicoliza și ciclul TCA

Autorul explorează rutina de transformare a NMNH în NAD+, așa cum se arată în figura 3.

Figura 3

Și 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 evidențiat, de asemenea, că tratamentul cu 340 mg/kg NMNH a crescut nivelul de NADH de 3 ori în ficatul șoarecelui, în timp ce tratamentul cu 340 mg/kg NMN a crescut nivelul de NADH de 1,7 ori.

Figura 4

Cu toate acestea, tratamentul cu NMN a evidențiat 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, de asemenea, glicoliza, dar într-o măsură mult mai ușoară.

Figura 5

NMNH a reprimat creșterea celulară

A fost efectuată o analiză proteomică cantitativă dependentă de date pentru a identifica proteinele exprimate diferențial (DEPs) ale HepG2 sub tratament cu 1 mM NMNH timp de 12 ore. Și pentru a examina în continuare efectele NMNH asupra creșterii celulare, cercetătorii au tratat celulele 786-O cu diferite concentrații de NMNH. Celulele 786-O, derivate de la un pacient cu carcinom cu celule renale clare, prezintă un fenotip Warburg tipic, iar creșterea lor depinde de glicoliză.

Figura 6

S-a evidențiat că NMNH a inhibat creșterea celulară în celulele 786-O la 50μM, în timp ce 250 μM NMNH au fost necesare pentru a inhiba eficient creșterea celulară în celulele HK-2 (așa cum se arată în figura 6), care este o linie celulară epitelială tubulară proximală imortalizată dintr-un rinichi uman adult normal.

Concluzie

Precursorii NAD+ în formă redusă (NMNH și NRH) sunt potențatori mai buni ai NAD+ 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 de NAD+ celular, iar acest proces a depins în principal de NMNAT. NMNH este un potențator puternic al NAD+ in vitro și in vivo. NMNH a crescut, de asemenea, semnificativ nivelurile de NADH celular, a reprimat glicometabolismul și a inhibat creșterea celulară.

Referință: Liu, Y., Luo C., et al., Reduced Nicotinamide Mononucleotide (NMNH) Potently Enhances NAD+ and Suppresses Glycolysis, the TCA Cycle, and Cell Growth, Promote research, 2021