L'integrazione orale di nicotinamide riboside altera la composizione microbica intestinale nei ratti e nei topi, ma non nell'uomo

npj Aging volume 9, numero articolo: 7 (2023) Citare questo articolo

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Il microbiota intestinale influisce sui livelli sistemici di molteplici metaboliti, inclusi i precursori NAD+, attraverso diversi percorsi. La nicotinammide riboside (NR) è un precursore del NAD+ in grado di regolare il metabolismo cellulare dei mammiferi. Alcune famiglie batteriche esprimono il trasportatore specifico per NR, PnuC. Abbiamo ipotizzato che l’integrazione alimentare di NR modificherebbe il microbiota intestinale attraverso le sezioni intestinali. Abbiamo determinato gli effetti di 12 settimane di integrazione con NR sulla composizione del microbiota di segmenti intestinali di ratti nutriti con una dieta ad alto contenuto di grassi (HFD). Abbiamo anche esplorato gli effetti di 12 settimane di integrazione con NR sul microbiota intestinale nell’uomo e nei topi. Nei ratti, NR riduceva la massa grassa e tendeva a diminuire il peso corporeo. È interessante notare che l’NR ha aumentato l’assorbimento di grassi ed energia, ma solo nei ratti alimentati con HFD. Inoltre, l’analisi del sequenziamento del gene 16S rRNA di campioni intestinali e fecali ha rivelato una maggiore abbondanza di specie all’interno delle famiglie Erysipelotrichaceae e Ruminococcaceae in risposta a NR. I ceppi batterici PnuC-positivi all'interno di queste famiglie hanno mostrato un aumento del tasso di crescita quando integrati con NR. L'abbondanza di specie all'interno della famiglia Lachnospiraceae è diminuita in risposta all'HFD indipendentemente dall'NR. La diversità alfa e beta e la composizione batterica del microbiota fecale umano sono rimaste inalterate dalla NR, ma nei topi l’abbondanza fecale delle specie all’interno di Lachnospiraceae è aumentata mentre l’abbondanza delle specie Parasutterella e Bacteroides dorei è diminuita in risposta alla NR. In conclusione, la NR orale ha alterato il microbiota intestinale nei ratti e nei topi, ma non nell’uomo. Inoltre, NR ha attenuato l’aumento di massa grassa corporea nei ratti e ha aumentato l’assorbimento di grassi ed energia nel contesto dell’HFD.

L’aumento dell’obesità e delle malattie ad essa correlate, come il diabete e le malattie coronariche, rappresenta una sfida crescente per i sistemi sanitari di tutto il mondo1. Sono quindi necessarie nuove terapie a basso costo e non invasive. Nei modelli animali preclinici, la nicotinammide riboside (NR) è emersa come potenziale candidato per attenuare l'obesità e le malattie metaboliche correlate2.

NR è una vitamina B3 presente in natura in alcuni alimenti, in particolare nel latte vaccino3,4 e nel lievito5. Come altre vitamine B3 [ad esempio, nicotinamide (NAM) e acido nicotinico (NA)], NR è un precursore della nicotinammide adenina dinucleotide (NAD+) che aumenta potentemente i livelli di NAD+ in varie cellule e tessuti6. Il NAD+ è un cofattore essenziale che viene continuamente ridotto e ossidato nelle reazioni cataboliche di carboidrati e grassi per produrre ATP, mentre la sua forma fosforilata (NADP+) è correlata a reazioni anaboliche, come la sintesi di acidi grassi e colesterolo7. Inoltre, NAD+ è un co-substrato nelle reazioni catalizzate dalle poli (ADP-ribosio) polimerasi (PARP) e dalle sirtuine (SIRT) che regolano i percorsi cellulari legati alla funzione mitocondriale, all'infiammazione e alla riparazione del DNA8.

Gli individui obesi hanno una diminuzione dei livelli di NAD+ in più tessuti ed è stato ipotizzato che gli aumenti dei livelli di NAD+ mediati dalla nutrizione possano alleviare l'obesità e altre malattie metaboliche9. Sono stati condotti solo pochi studi clinici con NR6,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19 integrato per via orale. Questi studi sono generalmente condotti su periodi più brevi (cioè settimane) e mostrano effetti limitati sui parametri metabolici negli individui di mezza età in sovrappeso, che costituiscono un gruppo a rischio sostanziale di malattie metaboliche. Al contrario, l'integrazione di NR migliora diversi risultati metabolici nei modelli murini, come il peso corporeo, la tolleranza al glucosio e i livelli di colesterolo nel siero8,9,20. Questa apparente mancanza di traducibilità tra le specie richiede ulteriori studi preclinici in cui vengano effettuati confronti tra le specie. Tali indagini potrebbero scoprire quanto sono conservati i vari meccanismi d’azione della NR e quindi modellare futuri interventi umani più mirati per un potenziale sfruttamento terapeutico.