Studie · Tierstudie

Selektive und membrangängige niedermolekulare Hemmstoffe der Nicotinamid-N-Methyltransferase kehren durch Hochfettdiät ausgelöste Adipositas bei Mäusen um

Selective and membrane-permeable small molecule inhibitors of nicotinamide N-methyltransferase reverse high fat diet-induced obesity in mice

Tierstudie

Nur Tiermodell — nicht auf den Menschen übertragbar

Autoren: Neelakantan H, Vance V, Wetzel MD, Wang HL, McHardy SF, Finnerty CC, Hommel JD, Watowich SJ
Jahr: 2018
Journal: Biochemical Pharmacology
Modell / Stichprobe: Kombinierte In-vitro- und Tierstudie: biochemische Selektivitäts- und Permeabilitätsassays (PAMPA, Caco-2), 3T3-L1-Adipozytenkulturen sowie n=18 diätinduziert adipöse männliche C57BL/6-Mäuse (Hochfettdiät, Ausgangsgewicht ca. 38 g), randomisiert in n=9 Vehikel und n=9 Wirkstoff
Dosis im Versuch: 5-Amino-1MQ, 20 mg/kg pro Injektion, dreimal täglich subkutan (Gesamtdosis ca. 34 mg/kg/Tag freie Base) über 11 Tage; Kontrollgruppe erhielt dreimal täglich subkutan Kochsalzlösung. Vorab Dosiseskalation von 10 bis 150 mg/kg/Tag an n=2 Mäusen; 60 mg/kg/Tag wurde ohne beobachtbare Nebenwirkungen vertragen. In vitro 0,1 bis 60 µM an 3T3-L1-Zellen.
Quelle: PMID 29155147 ↗ · DOI ↗

Zusammenfassung

Die Arbeit sollte die Nicotinamid-N-Methyltransferase (NNMT) als Zielstruktur gegen Adipositas validieren. Dazu wurde eine Reihe niedermolekularer NNMT-Hemmstoffe auf Membrangängigkeit (PAMPA, Caco-2), Selektivität gegenüber verwandten Methyltransferasen (COMT, DNMT1, PRMT3) und gegenüber Enzymen des NAD+-Salvage-Wegs (NAMPT, SIRT1) sowie auf Effekte in kultivierten Adipozyten geprüft. Methylchinolinium-Gerüste mit primärer Aminsubstitution, insbesondere 5-Amino-1MQ, zeigten hohe Permeabilität und in den getesteten Konzentrationsbereichen keine relevante Hemmung der Vergleichsenzyme.

In 3T3-L1-Adipozyten senkte 5-Amino-1MQ das NNMT-Reaktionsprodukt 1-Methylnicotinamid und erhöhte die intrazellulären Spiegel von NAD+ und SAM. Die Lipogenese während der Adipozyten-Differenzierung wurde konzentrationsabhängig gehemmt (30 µM um etwa 50 Prozent, 60 µM um etwa 70 Prozent); die Zellviabilität war nur bei der höchsten Konzentration leicht reduziert.

Im 11-tägigen Proof-of-Concept-Versuch an diätinduziert adipösen Mäusen verloren die behandelten Tiere progressiv Gewicht, während die Kontrollen weiter zunahmen. Fettmasse, Adipozytengröße und Plasmagesamtcholesterin sanken deutlich, die Nahrungsaufnahme blieb unverändert, was für einen stoffwechselvermittelten und nicht appetitvermittelten Effekt spricht. Beobachtbare Nebenwirkungen traten nicht auf. Es handelt sich ausdrücklich um eine kurze Machbarkeitsstudie an einer kleinen Tiergruppe, nicht um eine Wirksamkeitsstudie am Menschen.

Kernergebnisse

Nach 11 Tagen verloren die mit 5-Amino-1MQ behandelten Mäuse 2,0 ± 0,6 g Körpergewicht (etwa 5,1 Prozent vom Ausgangswert), während die Kontrollen 0,6 ± 0,4 g zunahmen (etwa 1,4 Prozent); signifikanter Behandlungseffekt (F(1,16) = 12,47; p = 0,0028) und Behandlung-x-Zeit-Interaktion (p < 0,0001), Einzelvergleiche signifikant an den Tagen 6, 9 und 10.
Das epididymale weiße Fettgewebe war um etwa 35 Prozent leichter (p < 0,001), die Adipozytenfläche um über 30 Prozent (p < 0,05) und das Adipozytenvolumen um über 40 Prozent kleiner.
Das Plasmagesamtcholesterin lag etwa 30 Prozent niedriger als bei den Kontrollen (p < 0,05) und entsprach damit laut Autoren Werten altersgleicher, normal gefütterter C57BL/6-Mäuse.
Nullbefund bei der Nahrungsaufnahme: kumulativ 26,2 ± 1,4 g gegenüber 28,1 ± 1,2 g in der Kontrolle, kein signifikanter Unterschied (p > 0,05) - der Gewichtsverlust ist also nicht durch Appetitminderung erklärt.
In vitro senkte 5-Amino-1MQ 1-MNA und erhöhte NAD+ und SAM; die Lipogenese in differenzierenden 3T3-L1-Zellen wurde bei 30 µM um 50 Prozent und bei 60 µM um 70 Prozent gehemmt. Keine relevante Hemmung von COMT, DNMT1, PRMT3, NAMPT oder SIRT1 in pharmakologisch relevanten Konzentrationen (nur bei 600 µM leichte SIRT1-Hemmung, kein belastbarer IC50 ableitbar). Triglyzeridwerte waren wegen Hämolyse nicht auswertbar, glykämische Endpunkte wurden nicht erhoben.

Limitationen

Es handelt sich um eine reine Nager-Machbarkeitsstudie mit sehr kurzer Dauer (11 Tage), kleiner Gruppengröße (n=9 pro Arm), nur einer Dosisstufe im Hauptversuch (die Dosisfindung erfolgte an n=2 Tieren) und ausschließlich männlichen, diätinduziert adipösen Mäusen. Der Applikationsweg war subkutan und dreimal täglich, also nicht die orale Einnahme, mit der 5-Amino-1MQ im Handel beworben wird; die Autoren selbst nennen die Optimierung eines oral bioverfügbaren Kandidaten als nächsten Schritt. Die absolute Gewichtsdifferenz ist mit rund 2 g klein, die Diskrepanz zwischen etwa 5 Prozent Körpergewicht und etwa 35 Prozent Fettmassenverlust ist nicht durch Körperzusammensetzungsmessungen abgesichert. Triglyzeride waren technisch unbrauchbar, glykämische Endpunkte fehlen, es gab keine Toxikologie über die Beobachtung hinaus und keine Nachbeobachtung nach Absetzen. Finanziert wurde die Arbeit über einen Grant des US-Verteidigungsministeriums, einen Technologiekommerzialisierungs-Award der University of Texas Medical Branch und einen NIH-Grant; die Autoren erklären keinen Interessenkonflikt, arbeiten aber an der kommerziellen Entwicklung dieser Substanzklasse.

Was heißt das praktisch

Dies ist die zentrale präklinische Arbeit, auf die sich praktisch die gesamte Vermarktung von 5-Amino-1MQ stützt: Sie zeigt bei Mäusen über 11 Tage Fettverlust ohne Appetitminderung, aber eben nur bei Mäusen, per Injektion dreimal täglich und in sehr kleiner Fallzahl. Für Menschen existieren daraus keine Wirksamkeits-, Dosierungs- oder Sicherheitsaussagen, und die orale Anwendung wurde in dieser Studie gar nicht untersucht.

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