NAD+ Potencializa a Terapia com Células-Tronco para Perda Muscular por Meio da Via NAMPT-SIRT1

A sarcopenia afeta aproximadamente 14,7% dos adultos acima de 60 anos na China e está associada à fragilidade, quedas, fraturas e aumento da mortalidade por todas as causas. Apesar de sua relevante carga clínica, não existe tratamento farmacológico específico. Células estromais mesenquimais (MSCs) derivadas da geleia de Wharton do cordão umbilical têm demonstrado potencial para reverter o declínio muscular relacionado à idade, porém sua eficácia é prejudicada pela senescência replicativa in vitro e pela sensibilidade ao microambiente hostil do envelhecimento. Este estudo investigou se o pré-condicionamento de MSCs com NAD+ — uma coenzima central no metabolismo energético celular e no envelhecimento — poderia aprimorar de forma significativa o efeito terapêutico dessas células sobre a atrofia do músculo esquelético.

A equipe utilizou um modelo murino de envelhecimento acelerado por D-galactose (D-gal), bem validado, administrando 100 mg/kg de D-gal por via subcutânea diariamente durante 12 semanas em camundongos machos C57BL/6J. MSCs ou NAD+-MSCs (1×10⁶ células/camundongo, pré-tratadas com 150 μmol/L de NAD+ por 48 h) foram injetadas diretamente nos músculos quadríceps, tibial anterior (TA) e gastrocnêmio a cada 7 dias, durante seis ciclos. Os desfechos funcionais incluíram corrida em esteira até a exaustão e força de preensão dos membros anteriores. A massa muscular foi quantificada pelo peso dos tecidos e pela área de secção transversal (CSA) das fibras. As análises moleculares abrangeram Western blotting para marcadores de atrofia (Atrogin-1, MuRF1), proteínas do complexo mitocondrial, marcadores de oxidação de ácidos graxos e ensaios de fluxo metabólico por Seahorse. Multi-ômicas (RNA-seq de MSCs/NAD+-MSCs e análise proteômica de seus sobrenadantes condicionados) foram utilizadas para investigar o mecanismo de ação do NAD+.

As MSCs padrão, isoladamente, produziram melhorias funcionais significativas: a força de preensão aumentou (p=0,0005), a resistência na corrida melhorou (p=0,0006), o peso do músculo TA aumentou (p=0,0165) e o peso do sóleo aumentou (p=0,0049). A CSA das fibras musculares foi expressivamente elevada (p<0,0001), e as E3 ligases proteolíticas Atrogin-1 (p=0,0242) e MuRF1 (p=0,0009) foram reduzidas. O pré-tratamento com NAD+ amplificou consistentemente todos esses efeitos: força de preensão (p=0,0009), resistência na corrida (p=0,0169), peso do TA (p=0,0506), peso do sóleo (p=0,0238), CSA (p=0,0014), Atrogin-1 (p=0,0005) e MuRF1 (p=0,0223). Ambas as preparações de MSCs ativaram a sinalização SIRT1/PGC-1α e restauraram a função mitocondrial e a β-oxidação de ácidos graxos no tecido muscular, com as NAD+-MSCs demonstrando eficácia superior. O silenciamento de SIRT1 por shRNA em miotúbulos C2C12 reduziu significativamente os efeitos benéficos do tratamento tanto com MSCs quanto com NAD+-MSCs, confirmando SIRT1 como um mediador essencial.

A análise multi-ômica revelou o mecanismo a montante: o RNA-seq demonstrou que o NAD+ regulou positivamente a expressão de NAMPT nas MSCs, enquanto o perfil proteômico dos sobrenadantes condicionados confirmou que as NAD+-MSCs secretaram substancialmente mais proteína NAMPT. A NAMPT é a enzima limitante da via de biossíntese de salvamento do NAD+. Quando a NAMPT foi silenciada nas MSCs por siRNA antes do tratamento com NAD+, o efeito terapêutico aprimorado das NAD+-MSCs foi abolido, implicando diretamente a secreção de NAMPT como mecanismo efetor. A NAMPT extracelular (eNAMPT) parece atuar sobre as células musculares para elevar os níveis intracelulares de NAD+, ativando assim SIRT1 e a biogênese mitocondrial e a oxidação de ácidos graxos mediadas por PGC-1α a jusante.

Esses achados têm implicações translacionais significativas. O pré-condicionamento com NAD+ é uma modificação simples e escalável dos protocolos padrão de cultura de MSCs, capaz de aprimorar de forma relevante os resultados da terapia celular para sarcopenia sem necessidade de engenharia genética. O eixo NAMPT–SIRT1–PGC-1α emerge como uma via farmacologicamente explorável para o declínio muscular relacionado à idade. No entanto, o estudo é pré-clínico e conduzido exclusivamente em um modelo murino de D-gal; ensaios clínicos em humanos serão essenciais para estabelecer segurança, dosagem ideal e durabilidade do efeito. O estudo foi publicado no Journal of Cachexia, Sarcopenia and Muscle (dezembro de 2025).