Le NMNH améliore puissamment le NAD+ et supprime la glycolyse, le cycle TCA et la croissance cellulaire

Le NAD+ est essentiel pour des processus biologiques tels que le métabolisme et la réparation de l'ADN, et son déclin est associé à des maladies liées à l'âge. Il a été démontré que la supplémentation en précurseurs du NAD+, tels que le nicotinamide riboside (NR) et le nicotinamide mononucléotide (NMN), augmente les niveaux cellulaires de NAD+ et confère des bienfaits pour la santé. Des études récentes suggèrent que la forme réduite du NR, le NRH, est un meilleur booster de NAD+ que le NR ou le NMN, et peut augmenter la résistance à la mort cellulaire causée par des génotoxines. De plus, le NRH est disponible par voie orale et il a été démontré qu'il prévient les lésions rénales aiguës chez la souris. Les chercheurs ont donc exploré si la forme réduite du NMN (NMNH) peut augmenter les niveaux cellulaires de NAD+ et réguler les processus biologiques.

NMNH a augmenté les niveaux cellulaires de NAD+ à la fois in vitro et in vivo

Les chercheurs ont effectué un traitement avec NMNH (100 μM) et ont constaté qu'il augmentait le niveau de NAD+ cellulaire de 5 fois dans les cellules HepG2, tandis que 100 μM de NMN n'augmentait que légèrement le niveau de NAD+, comme déterminé par spectrométrie de masse. (Comme illustré sur la figure 1-A)
L'auteur a traité des souris mâles C57BL/6J avec 340 mg/kg de NMN ou NMNH par injection intrapéritonéale et a mesuré les concentrations de NAD+ hépatique par spectrométrie de masse. Il a été constaté que le niveau de NAD+ hépatique était 4 fois plus élevé chez les souris traitées au NMNH que chez les souris traitées au PBS (comme illustré sur la figure 1-C). De plus, le niveau de NAD+ hépatique chez les souris traitées au NMNH était 1,5 fois plus élevé que chez les souris traitées au NMN.

Figure 1

Les résultats expérimentaux ont indiqué que le NMNH est un amplificateur efficace de NAD+ et qu'il est un amplificateur de NAD+ in vivo plus puissant que le NMN.
Mais en traitant des souris mâles C57BL/6J avec 50, 100, 500 ou 1000 mg/kg de NMNH par injection intrapéritonéale tous les deux jours pendant une semaine, il a été constaté que les niveaux sériques d'alanine aminotransférase (ALT) et d'aspartate aminotransférase (AST) n'étaient pas élevés (comme illustré sur la figure 2), ce qui suggère que le NMNH n'était pas toxique pour le foie à forte dose.
Il a été démontré que le traitement au NMNH augmentait les teneurs en NAD+ hépatique chez la souris de manière dépendante de la dose, et que le traitement avec 1000 mg/kg de NMNH augmentait le niveau de NAD+ hépatique chez la souris.

Figure 2

NMNH a inhibé la glycolyse et le cycle TCA

L'auteur explore la voie de transformation du NMNH en NAD+ comme illustré sur la figure 3.

Figure 3

Et en ce qui concerne le résultat expérimental, les niveaux de NADH étaient 2,5 fois plus élevés dans les cellules HepG2 traitées au NMNH que dans les cellules non traitées et traitées au NMN. La figure 4 a également révélé que le traitement avec 340 mg/kg de NMNH augmentait le niveau de NADH de 3 fois dans le foie de souris, tandis que le traitement avec 340 mg/kg de NMN augmentait le niveau de NADH de 1,7 fois.

Figure 4

Cependant, le traitement au NMN a révélé une régulation distincte de la glycolyse et du cycle TCA. Le NMN n'a induit qu'une légère diminution de 2PG/3PG et de PEP dans la glycolyse (figure 3E) et presque aucune réduction observable du cycle TCA dans les cellules (figure 3F). Ces résultats ont suggéré que le NMNH provoque une suppression très significative de la glycolyse et du cycle TCA, tandis que le NMN a également entravé la glycolyse mais dans une mesure beaucoup plus légère.

Figure 5

NMNH a réprimé la croissance cellulaire

Une analyse protéomique quantitative dépendante des données a été réalisée pour identifier les protéines exprimées différemment (DEP) de HepG2 sous traitement avec 1 mM de NMNH pendant 12 h. Et pour examiner davantage les effets du NMNH sur la croissance cellulaire, les chercheurs ont traité des cellules 786-O avec différentes concentrations de NMNH. Les cellules 786-O, dérivées d'un patient atteint de carcinome rénal à cellules claires, présentent un phénotype de Warburg typique et leur croissance dépend de la glycolyse.

Figure 6

Il a été révélé que le NMNH inhibait la croissance cellulaire dans les cellules 786-O à 50μM, tandis que 250 μM de NMNH étaient nécessaires pour inhiber efficacement la croissance cellulaire dans les cellules HK-2 (comme illustré sur la figure 6), qui sont une lignée cellulaire épithéliale tubulaire proximale immortalisée provenant d'un rein humain adulte normal.

Conclusion

Les précurseurs du NAD+ sous forme réduite (NMNH et NRH) sont de meilleurs amplificateurs de NAD+ que ceux sous forme oxydée correspondants, à la fois in vitro et in vivo. Parallèlement, nous avons confirmé que l'administration à long terme de NMNH est sûre pour les souris.NMNH a efficacement augmenté la teneur cellulaire en NAD+ et ce processus dépendait principalement de NMNAT. NMNH est un puissant amplificateur de NAD+ in vitro et in vivo. NMNH a également augmenté significativement les niveaux cellulaires de NADH, réprimé le métabolisme du glucose et inhibé la croissance cellulaire.

Référence : 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