El NAD+ Potencia la Terapia con Células Madre para la Pérdida Muscular a través de la Vía NAMPT-SIRT1

La sarcopenia afecta aproximadamente al 14,7% de los adultos mayores de 60 años en China y está relacionada con fragilidad, caídas, fracturas y mayor mortalidad por todas las causas. A pesar de su carga clínica, no existe ningún tratamiento farmacológico específico. Las células estromales mesenquimales (MSCs) derivadas de la gelatina de Wharton del cordón umbilical han mostrado resultados prometedores en la reversión del deterioro muscular asociado al envejecimiento, pero su eficacia se ve limitada por la senescencia replicativa in vitro y la sensibilidad al hostil microentorno del envejecimiento. Este estudio analizó si el precondicionamiento de las MSCs con NAD+ — una coenzima central en el metabolismo energético celular y el envejecimiento — podría mejorar de manera significativa su efecto terapéutico sobre la atrofia del músculo esquelético.

El equipo utilizó un modelo murino de envejecimiento acelerado con D-galactosa (D-gal), ampliamente validado, administrando 100 mg/kg de D-gal por vía subcutánea diariamente durante 12 semanas a ratones macho C57BL/6J. Las MSCs o NAD+-MSCs (1×10⁶ células/ratón, pretratadas con 150 μmol/L de NAD+ durante 48 h) se inyectaron directamente en los músculos cuádriceps, tibial anterior (TA) y gastrocnemio cada 7 días durante seis ciclos. Los resultados funcionales incluyeron una prueba de carrera en cinta hasta el agotamiento y la fuerza de prensión de las extremidades anteriores. La masa muscular se cuantificó mediante el peso del tejido y el área de sección transversal (CSA) de las fibras musculares. Los análisis moleculares abarcaron Western blotting para marcadores de atrofia (Atrogin-1, MuRF1), proteínas del complejo mitocondrial, marcadores de oxidación de ácidos grasos y ensayos de flujo metabólico con Seahorse. Se empleó multi-ómica (RNA-seq de MSCs/NAD+-MSCs y análisis proteómico de sus sobrenadantes condicionados) para investigar el mecanismo de acción del NAD+.

Las MSCs estándar por sí solas produjeron mejoras funcionales significativas: la fuerza de prensión aumentó (p=0,0005), la resistencia en carrera mejoró (p=0,0006), el peso del músculo TA aumentó (p=0,0165) y el peso del sóleo aumentó (p=0,0049). La CSA de las fibras musculares se elevó notablemente (p<0,0001), y las E3 ligasas proteolíticas Atrogin-1 (p=0,0242) y MuRF1 (p=0,0009) se redujeron. El pretratamiento con NAD+ amplificó de forma consistente todos estos efectos: fuerza de prensión (p=0,0009), resistencia en carrera (p=0,0169), peso del TA (p=0,0506), peso del sóleo (p=0,0238), CSA (p=0,0014), Atrogin-1 (p=0,0005) y MuRF1 (p=0,0223). Ambas preparaciones de MSCs activaron la señalización SIRT1/PGC-1α y restauraron la función mitocondrial y la β-oxidación de ácidos grasos en el tejido muscular, mostrando las NAD+-MSCs una eficacia superior. El silenciamiento de SIRT1 mediante shRNA en miotubos C2C12 atenuó significativamente los efectos beneficiosos de ambos tratamientos con MSCs y NAD+-MSCs, lo que confirmó a SIRT1 como mediador esencial.

El análisis multi-ómico reveló el mecanismo upstream: el RNA-seq mostró que el NAD+ reguló positivamente la expresión de NAMPT en las MSCs, mientras que el perfil proteómico de los sobrenadantes condicionados confirmó que las NAD+-MSCs secretaron cantidades sustancialmente mayores de proteína NAMPT. NAMPT es la enzima limitante de la velocidad en la vía de biosíntesis de salvamento del NAD+. Cuando NAMPT fue silenciado en las MSCs mediante siRNA antes del tratamiento con NAD+, el efecto terapéutico potenciado de las NAD+-MSCs quedó anulado, lo que implicó directamente la secreción de NAMPT como mecanismo efector. El NAMPT extracelular (eNAMPT) parece actuar sobre las células musculares para elevar los niveles intracelulares de NAD+, activando así SIRT1 y la biogénesis mitocondrial y la oxidación de ácidos grasos impulsadas por PGC-1α.

Estos hallazgos tienen importantes implicaciones traslacionales. El precondicionamiento con NAD+ es una modificación sencilla y escalable de los protocolos estándar de cultivo de MSCs que podría mejorar de manera significativa los resultados de la terapia celular para la sarcopenia sin necesidad de ingeniería genética. El eje NAMPT–SIRT1–PGC-1α emerge como una vía farmacológicamente tratable para el deterioro muscular asociado al envejecimiento. Sin embargo, el estudio es preclínico y se realizó exclusivamente en un modelo de roedores con D-gal; los ensayos en humanos serán esenciales para establecer la seguridad, la dosificación óptima y la durabilidad del efecto. El estudio fue publicado en el Journal of Cachexia, Sarcopenia and Muscle (diciembre de 2025).