NMNH potenzia in modo potente il NAD+ e sopprime la glicolisi, il ciclo della TCA e la crescita cellulare

Il NAD+ è essenziale per processi biologici come il metabolismo e la riparazione del DNA, e il suo declino è associato a malattie legate all'età. L'integrazione con precursori di NAD+, come il riboside di nicotinamide (NR) e il mononucleotide di nicotinamide (NMN), ha dimostrato di aumentare i livelli di NAD+ cellulari e di conferire benefici per la salute. Studi recenti suggeriscono che la forma ridotta di NR, NRH, sia un migliore potenziatore di NAD+ rispetto a NR o NMN, e può aumentare la resistenza alla morte cellulare causata dalle genotossine. Inoltre, la NRH è disponibile per via orale ed è stato dimostrato di prevenire lesioni renali acute nei topi. I ricercatori hanno quindi esplorato se la forma ridotta di NMN(NMNH) possa aumentare i livelli cellulari di NAD+ e regolare i processi biologici.

NMNH ha aumentato i livelli cellulari di NAD+ sia in vitro che in vivo

I ricercatori hanno condotto un trattamento con NMNH (100 μM) e hanno scoperto che il livello di NAD+ cellulare aumentava di 5 volte nelle cellule HepG2, mentre 100 μM NMN aumentava solo leggermente il livello di NAD+, come determinato dalla spettrometria di massa. (Come mostrato nella figura 1-A)
L'autore ha trattato topi maschi C57BL/6J con 340 mg/kg NMN o NMNH tramite iniezione intraperitoneale e ha misurato le concentrazioni di NAD+ al fegato tramite spettrometria di massa. Ha rilevato che il livello di NAD+ nel fegato era quattro volte superiore nei topi trattati con NMNH rispetto a quelli trattati con PBS (come mostrato nella figura 1-C). Inoltre, il livello di NAD+ epatico nei topi trattati con NMNH era 1,5 volte superiore rispetto a quelli trattati con NMN.

Figura 1

I risultati dell'esperimento indicarono che NMNH è un potenziatore efficiente di NAD+ ed è un potenziatore in vivo di NAD+ più potente rispetto a NMN.
Ma mentre trattavo topi maschi C57BL/6J con 50, 100, 500 o 1000 mg/kg NMNH tramite iniezione intraperitoneale a giorni alterni per una settimana, si è scoperto che i livelli sierici di alanina aminotransferasi (ALT) e aspartato aminotransferasi (AST) non erano elevati (come mostrato nella figura 2), il che suggeriva che NMNH non fosse tossico per il fegato ad alte dosi.
Ha dimostrato che il trattamento NMNH aumentava il contenuto di NAD+ nel fegato del topo in modo dipendente dal dosaggio, mentre il trattamento NMNH a 1000 mg/kg aumentava il livello di NAD+ nel fegato del topo.

Figura 2

NMNH inibiva la glicolisi e il ciclo TCA

L'autore esplora la routine di trasformazione NMNH in NAD+ come mostrato nella figura 3.

Figura 3

E in termini di risultato dell'esperimento, i livelli di NADH erano 2,5 volte più alti nelle cellule HepG2 trattate con NMNH rispetto a quelle non trattate e trattate con NMN. La Figura 4 ha inoltre evidenziato che il trattamento NMNH a 340 mg/kg ha aumentato il livello di NADH di 3 volte nel fegato del topo, mentre il trattamento a 340 mg/kg NMN ha aumentato il livello di NADH di 1,7 volte.

Figura 4

Tuttavia, il trattamento NMN ha rivelato una regolazione distinta della glicolisi e del ciclo TCA. La NMN ha indotto solo una lieve diminuzione di 2PG/3PG e PEP nella glicolisi (Figura 3E) e quasi nessuna riduzione osservabile del ciclo TCA nelle cellule (Figura 3F). Questi risultati suggerivano che la NMNH causa una soppressione molto significativa della glicolisi e del ciclo TCA, mentre la NMN ostacolava la glicolisi, ma in misura molto più lieve.

Figura 5

NMNH Crescita Cellulare Repressa

Un'analisi proteomica quantitativa dipendente dai dati è stata effettuata per identificare proteine differenzialmente espresse (DEPs) di HepG2 sotto 1 mM di trattamento NMNH per 12 ore.  E per esaminare ulteriormente gli effetti della NMNH sulla crescita cellulare, i ricercatori hanno trattato cellule 786-O con diverse concentrazioni di NMNH. Le cellule 786-O, derivate da un paziente con carcinoma renale a cellule chiare, presentano un fenotipo tipico di Warburg e la loro crescita dipende dalla glicolisi.

Figura 6

Ha rivelato che NMNH inibiva la crescita cellulare nelle cellule 786-O a 50μM, mentre 250 μM NMNH era necessario per inibire efficacemente la crescita cellulare nelle cellule HK-2 (come mostrato nella figura 6), che era una linea cellulare epiteliale tubulare prossimale immortalata da un rene umano adulto normale.

Conclusione

I precursori di NAD+ in forma ridotta (NMNH e NRH) sono migliori potenziatori di NAD+ rispetto a quelli corrispondenti in forma ossidata sia in vitro che in vivo. Nel frattempo, abbiamo confermato che la somministrazione a lungo termine di NMNH è sicura per i topi.NMNH ha effettivamente aumentato il contenuto di NAD+ cellulare e questo processo dipendeva principalmente da NMNAT. NMNH è un potente potenziatore NAD+ in vitro e in vivo. Il NMNH ha inoltre aumentato significativamente i livelli di NADH cellulari, represso il glicometabolismo e inibito la crescita cellulare.

Riferimento: Liu, Y., Luo C., etal, Reduced Nicotinamide Mononucleotide (NMNH) potenzia potentemente il NAD+ e sopprime la glicolisi, il ciclo TCA e la crescita cellulare, Promote research, 2021