Thiamine (vitamin B1) es un micronutriente esencial soluble en agua[1]. Thiamine cruza fácilmente la barrera hematoencefálica y es una herramienta importante para estudiar el metabolismo energético, la neuroinflamación y la disfunción metabólica relacionada con el envejecimiento[2]. Thiamine (vitamin B1) es convierte en su forma de coenzima activa, difosfato de tiamina (ThDP), por la tiamina difosfoquinasa en el hígado, los riñones y los leucocitos [3]. ThDP actúa como un cofactor para varias enzimas metabólicas clave, incluyendo la piruvato dehydrogenase, α-ketoglutarate dehydrogenase y transketolase, que están involucradas en la regulación de la glucílisis, el ciclo del tricarboxylic acid y la vía del fosfato de pentosa, manteniendo asó la homeostasis de la energía celular. La deficiencia de tiamina puede provocar acidosis láctica, estrés oxidativo y daño neuronal [4].
In vitro, el tratamiento de las neuronas del hipocampo embrionario de rata con Thiamine (vitamin B1) (30–300μM) durante 72 horas aumentó significativamente la supervivencia de las neuronas del hipocampo en cultivo de alta densidad celular (1×10⁵/cm²), con el efecto máximo a 100μM[5]. El pretratamiento de las células de glioma C6 con Thiamine (vitamin B1) (0.25–4mg/mL) durante 1 hora, seguido de la exposición al glutamato (10mM) durante 24 horas, aumentó significativamente la viabilidad celular, redujo los niveles del marcador de estrés oxidativo malondialdehído (MDA), al tiempo que aumentó los niveles de superóxido dismutasa (SOD) y catalase (CAT), disminuyó los marcadores de estrés del retículo endoplasmático y se redujo el número de células apoptóticas[6].
In vivo, se utilizó una dieta de alta dosis de Thiamine (vitamin B1) (8.50mg/100g) para tratar a ratones knockout Slc19a3 (Slc19a3 KO) después de 2 o 3 días de una dieta restringida con Thiamine (0.60mg/100g). Thiamine prolongó significativamente la supervivencia de los ratones y previtó la neurodegeneración aguda [7]. Thiamine (200mg/kg) se administró a través de inyección intraperitoneal a ratones machos de Balb/c. La administración crónica de Thiamine sola (una vez al día durante 14 días) aumentó significativamente el umbral para las convulsiones inducidas por pentilentetrazol[8].
References:
[1] Polegato BF, Pereira AG, Azevedo PS, et al. Role of Thiamin in Health and Disease. Nutr Clin Pract. 2019 Aug;34(4):558-564.
[2] Kerns JC, Gutierrez JL. Thiamin. Adv Nutr. 2017 Mar 15;8(2):395-397.
[3] Chan AHY, Ho TCS, Irfan R, et al. Design of thiamine analogues for inhibition of thiamine diphosphate (ThDP)-dependent enzymes: Systematic investigation through Scaffold-Hopping and C2-Functionalisation. Bioorg Chem. 2023 Sep;138:106602.
[4] Bettendorff L. Synthetic Thioesters of Thiamine: Promising Tools for Slowing Progression of Neurodegenerative Diseases. Int J Mol Sci. 2023 Jul 10;24(14):11296.
[5] Geng MY, Saito H, Katsuki H. The effects of thiamine and oxythiamine on the survival of cultured brain neurons. Jpn J Pharmacol. 1995 Jul;68(3):349-52.
[6] Ergül M, Taşkıran AŞ. Thiamine Protects Glioblastoma Cells against Glutamate Toxicity by Suppressing Oxidative/Endoplasmic Reticulum Stress. Chem Pharm Bull (Tokyo). 2021;69(9):832-839.
[7] Suzuki K, Yamada K, Fukuhara Y, et al. High-dose thiamine prevents brain lesions and prolongs survival of Slc19a3-deficient mice. PLoS One. 2017 Jun 30;12(6):e0180279.
[8] Mesdaghinia A, Alinejad M, Abed A, et al. Anticonvulsant effects of thiamine on pentylenetetrazole-induced seizure in mice. Nutr Neurosci. 2019 Mar;22(3):165-173.