Selen beskytter specifikke interneuroner i hjernen

For præcis 200 år siden, den svenske videnskabsmand Jöns Jacob Berzelius opdagede sporstoffet selen, som han opkaldte efter månens gudinde, Selene. Udover dets industrielle anvendelser, selen er et essentielt sporstof og uundværligt for mennesker, mange dyr og nogle bakterier. Et team ledet af Dr. Marcus Conrad, forskningsgruppeleder ved Institute of Developmental Genetics (IDG) ved Helmholtz Zentrum München, viste for første gang, hvorfor selen er en begrænsende faktor for pattedyr.

Videnskabelig "bifangst" løser årtier gammelt mysterium

Forskerne har i årevis undersøgt processerne for en ny type celledød, kendt som ferroptose. I denne sammenhæng, enzymet GPX4, som normalt indeholder selen i form af aminosyren selenocystein, spiller en vigtig rolle.

For bedre at forstå GPX4's rolle i denne dødsproces, vi etablerede og studerede musemodeller, hvor enzymet blev modificeret, " sagde studieleder Conrad. "I en af ​​disse modeller, vi observerede, at mus med en erstatning af selen til svovl i GPX4 ikke overlevede i mere end tre uger på grund af neurologiske komplikationer."

I deres søgen efter de underliggende årsager, forskerne identificerede en særskilt underpopulation af specialiserede neuroner i hjernen, som var fraværende, da selenholdig GPX4 manglede. "I yderligere undersøgelser, vi var i stand til at vise, at disse neuroner gik tabt under postnatal udvikling, når svovl- i stedet for selenholdig GPX4 var til stede, " sagde førsteforfatter Irina Ingold.

Desuden, forskerne var i stand til at vise, at ferroptose udløses af oxidativt stress, som er kendt for at forekomme for eksempel under høj metabolisk aktivitet af celler og høj neuronal aktivitet. "Vores undersøgelse viser for første gang, at selen er en væsentlig faktor for den postnatale udvikling af en bestemt type interneuroner, " sagde Dr. José Pedro Friedmann Angeli, en videnskabsmand ved IDG, beskriver resultaterne. "Selenholdig GPX4 beskytter disse specialiserede neuroner mod oxidativt stress og fra ferroptotisk celledød."

Dermed, undersøgelsen forklarer, hvorfor visse selenoenzymer er essentielle i nogle organismer, herunder pattedyr, hvorimod de kan undværes i andre organismer, såsom svampe og højere planter. I fremtidige undersøgelser, studieleder Marcus Conrad og hans team har til formål at undersøge, hvordan ferroptose udløses i celler. Som et langsigtet mål, han ønsker at belyse ferroptoses rolle i forskellige sygdomstilstande for at kunne lindre sygdomme, såsom kræft eller neurodegeneration, som i øjeblikket er svære at tackle.