Die Bedeutung von Selenonein im humanen Selenmetabolismus

• Antragstellerin: Professorin Dr. Tanja Schwerdtle
• Fachliche Zuordnung: Lebensmittelchemie
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 276311500

Eine Selensupplementation wird mit vielen positiven Auswirkungen auf die Gesundheit in Verbindung gebracht. Der therapeutisch wirksame Bereich von Selen ist jedoch eng und es ist unklar, welche Selenspezies für die positive Gesundheitseffekte verantwortlich sind. Die Ergebnisse bisheriger Supplementationsstudien unterstreichen die Notwendigkeit, die zugeführte Form von Selen zu kennen. Nur so ist es möglich, den Metabolismus sowie etwaige resultierende gesundheitsfördernde bzw. toxische Wirkungen zu verstehen. Vor kurzem wurde Selenonein, das Selenanaloge der Schwefelverbindung Ergothionein, eines in Zellen ubiquitären mutmaßlichen Antioxidans, als neue natürlich vorkommende Selenverbindung entdeckt. Selenonein ist eine der Hauptselenverbindungen in marinem Fisch. Ziel dieses gemeinsamen Projektes zwischen dem Institut für Chemie an der Karl-Franzens-Universität Graz und dem Institut für Ernährungswissenschaft an der Universität Potsdam ist die Erforschung der Bedeutung von Selenonein und seinem humanen Metaboliten Se-Methylselenonein für den menschlichen Selenmetabolismus sowie für die gesundheitsfördernde Wirkung von Selen. Da die Verbindungen kommerziell nicht erhältlich sind, werden diese zunächst in Anlehnung an Verfahren zur Herstellung der entsprechenden Schwefelanalogen synthetisiert werden. Durch die Synthese werden erstmals beide Verbindungen in der entsprechenden Reinheit und Menge zur Verfügung stehen, die für eine eingehende Untersuchung ihrer Bedeutung für den menschlichen Selenmetabolismus erforderlich ist. Mit den Verbindungen wird eine robuste Analysenmethode auf Basis der HPLC/ICPMS für deren Bestimmung in komplexen Probenmatrices wie Blut und Urin entwickelt werden, die zum eindeutigen Nachweis der Verbindungen auch mit molekularen massenspektrometrischen Verfahren kompatibel sein muss. Da Selenonein leicht oxidierbar ist, wird besonderes Augenmerk auf die Entwicklung eines schnellen und quantitativen auf Reduktion und anschließender Derivatisierung basierenden Probenvorbereitungsverfahrens gelegt werden. Die synthetisierten Verbindungen werden im Zuge von in vitro Studien mit Säugetierzellkulturen (Caco-2 Darmzellen, HEPG2 Leberzellen und LUHMES Zellen, Endothelzellen und Plexus-Choroideus Zellen) und ersten in vivo Studien im Fadenwurm C. elegans im Hinblick auf ihre Bioverfügbarkeit, ihren Metabolismus, sowie ihre Toxizität bzw. potentiellen gesundheitsschützenden Wirkungen untersucht werden. Die Totalselenkonzentrationen sowie Selenmetaboliten in den Säugetierzellen, in C. elegans und in den Zellkulturmedien werden am Ende der Studien mit der zu Beginn entwickelten Analysenmethode untersucht werden. Die Ergebnisse des Projektes werden einen Einblick in die gesundheitlichen und toxischen Wirkungen sowie den Humanmetabolismus dieser beiden neu entdeckten Verbindungen des essentiellen Spurenelementes Selen geben und helfen, deren Beitrag zu den dem Selen zugeschriebenen positiven Auswirkungen auf die Gesundheit zu beleuchten.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Österreich, USA
• Kooperationspartnerinnen / Kooperationspartner: Professor Michael Aschner, Ph.D.; Professorin Dr. Doris Kuehnelt