Compound 991, ativador de AMPK, prolonga a expectativa de vida em três espécies

A AMPK é um sensor de energia celular conservado ao longo da evolução, e sua ativação tem sido associada à longevidade em organismos-modelo. A maioria dos estudos com fármacos depende de ativadores indiretos, como a metformina, que também atua nas mitocôndrias e nos lisossomos e, em vermes e moscas, prolonga a expectativa de vida em parte por meio da microbiota. Isso dificulta saber qual é a contribuição da própria AMPK. Este estudo pergunta se a ativação farmacológica direta da AMPK pode prolongar a expectativa de vida em diferentes espécies.

Os autores usaram o 991, uma molécula pequena que se liga ao sítio alostérico de fármacos e metabólitos (ADaM) entre as subunidades α e β da AMPK. A modelagem estrutural mostrou que essa cavidade, incluindo uma serina-chave da subunidade β, é conservada de humanos a moscas, vermes e leveduras. Em ensaios de quinase, o 991 ativou, de forma dependente da dose, a AMPK de mosca purificada de células S2R+ (5 μM, p=9,57×10⁻⁴) e a protegeu da desfosforilação mediada por fosfatases. Em células de mosca, 5 μM de 991 foram altamente potentes (p=9,51×10⁻¹¹), enquanto a metformina precisou de 5 mM (p=0,0150) e a fenformina, de 1 mM.

In vivo, o 991 administrado em uma dieta quimicamente definida para moscas ativou a AMPK de forma dependente da dose de 5 a 500 μM, mas não em alimento padrão à base de levedura, o que evidencia problemas de biodisponibilidade. Ele também aumentou a AMPK fosforilada em vermes (p=0,0061) e em levedura de fissão (p=0,0295). Do ponto de vista fisiológico, o 991 reduziu os triglicerídeos corporais totais em moscas (25 μM, p=5,47×10⁻⁴) sem alterar o glicogênio, a taxa de alimentação ou a fecundidade. Os vermes apresentaram menor coloração lipídica com BODIPY (n=228 controle vs 271 tratados, p=6,61×10⁻⁷).

A expectativa de vida foi prolongada nos três organismos. Em moscas fêmeas (~150 por condição), o efeito foi forte com 10 μM (p=4,67×10⁻¹¹) e mais fraco com 100 μM (p=0,0017). A expectativa de vida cronológica em S. pombe aumentou com 10 μM (p=1,18×10⁻³). Em vermes (~110 por condição), a expectativa de vida aumentou tanto com bactérias BW25113 (p=2,95×10⁻⁷) quanto com OP50 (p=1,57×10⁻⁵). O 991 não afetou de forma perceptível o crescimento bacteriano, o que sugere uma ação direta sobre o hospedeiro, ao contrário da metformina.

Vários controles apoiam a especificidade pela AMPK. O 991 não prolongou a expectativa de vida em vermes nulos para AMPK aak-2 (p=0,2697 e 0,1027) e encurtou a expectativa de vida em leveduras nulas para ssp2 (p=1,77×10⁻³), embora os autores observem que esses mutantes costumam ser sensíveis ao estresse. Doses mais altas encurtaram a expectativa de vida em animais selvagens, portanto a dose precisa ser ajustada. Em camundongos machos (n=3 por grupo), três semanas de 991 intravenoso a 3,5 mg/kg em nanopartículas de PLGA produziram uma assinatura proteômica hepática de biossíntese de ATP, inibição de mTOR e biogênese mitocondrial, com os termos relacionados à sobrevivência mais enriquecidos.

Os autores argumentam que ativadores diretos de segunda geração (MK-8722, PF-739, BI-9774, PXL-770) compartilham esse sítio de ligação e têm melhor biodisponibilidade, de modo que ensaios de expectativa de vida em mamíferos são justificados. As ressalvas são substanciais: os dados em camundongos são um pequeno retrato proteômico, sem medidas de sobrevivência ou de expectativa de vida saudável; controles nulos para AMPK em moscas foram impossíveis; e os mecanismos a jusante continuam sem solução.