Metabolism av selen i samband med diabetes- och cancerterapier

Spårämnet selen ingår i 25 selenoproteiner med betydelse för energiomsättningen, blodsockret, ämnesomsättningen, skyddet av celler och många andra livsviktiga funktioner. En grupp forskare från Rutgers University i New Jersey, USA, har nu hittat de närmare mekanismerna genom vilka selen införlivas i cellernas ”maskinrum” och sedan metaboliseras till de olika selenoproteinerna. Enligt forskarna kan den nya kunskapen om metabolismen av selen bidra till nya terapier vad gäller behandling av en mängd sjukdomar, alltifrån diabetes till ämnesomsättningssjukdomar och cancer.

I den nya studien beskrivs i detalj de närmare processerna genom vilka selen från kost eller tillskott först införlivas i den essentiella aminosyran selenocystein och sedan metaboliseras till de andra 25 kända selenoproteinerna, som har en mängd olika livsviktiga funktioner. Genom att använda ett speciellt kryoelektronmikroskop kunde forskarna visualisera cellens mekanismer i ett tredimensionellt perspektiv. På så sätt kunde forskarna tydligt se olika proteinstrukturer och andra molekyler och till och med titta närmare på hur dessa strukturer rör och förändrar sig inuti cellen. Den nya studien avslöjade alltså unika selenstrukturer och delar av selenoproteinernas metabolism som aldrig tidigare setts. Enligt forskarna är studiens resultat viktiga när det gäller att förstå de närmare mekanismerna i utvecklingen av nya terapier för en mängd olika sjukdomar.

Metabolismen av selen speglar spårämnets många funktioner

Införlivandet av selen sker djupt inuti cellens invecklade ”maskinrum”. Forskarna visste redan vilka molekyler och RNA:er som är involverade i processen. Här kan det tilläggas att RNA är en nukleinsyra som finns inuti alla celler och är involverad i bildandet av olika proteiner. Men forskarna har inte känt till så mycket om den fortsatta processen förrän nu.
I den nya studien fann forskarna följaktligen att selenocystein binder sig till en särskild RNA-molekyl inuti cellen, varefter det transporteras till ribosomen via en särskild proteinfaktor. När detta händer kan selenet införlivas i de många andra selenoproteinerna.
Så fort selenet införlivas i de olika selenoproteinerna kan de utföra en mängd olika funktioner inuti cellen som är nödvändiga för tillväxt, utveckling och cellförsvar. Selenoproteinerna har alltså betydelse för ett stort antal specifika funktioner där särskilt följande bör nämnas:

• Bildandet av cellmembran.
• Bildandet av nukleotider som är byggstenarna i cellernas DNA.
• Utnyttjandet av Q10 som ingår i cellernas energiomsättning.
• Nedbrytning av fett till energiomsättningen.
• Aktivering av ämnesomsättningshormoner.
• Fertiliteten.
• Immunförsvaret.
• Antioxidanter som skyddar celler från skador orsakade av fria radikaler och oxidativ stress.

Selenbrist kan orsaka många sjukdomar

Enligt forskarna bakom den nya studien kan selenbrist till sin karaktär orsaka en lång rad sjukdomar eftersom cellerna inte kan utföra sina uppgifter eller försvara sig mot cellskador, däribland skador på DNA. Forskarna hänvisar till utbredda sjukdomar som cancer, hjärt-kärlsjukdomar, nedsatt fertilitet, diabetes och ämnesomsättningssjukdomar. Genom att förstå de detaljerade mekanismerna genom vilka selenocystein införlivas i cellerna och metaboliseras till de andra selenoproteinerna, har forskarna nu kommit fram till något fundamentalt när det gäller utvecklingen av nya terapier för behandling av en mängd olika sjukdomar.
Den nya studien har publicerats i Science.

Utbredd selenbrist och kompensation

I Europa är jorden ganska fattig på selen, och detta återspeglas i grödorna. Dessutom bidrar ett litet eller bristande intag av fisk och inälvsmat till ett sjunkande intag. I Danmark är de officiella rekommendationerna, RI, satta till 55 mikrogram. Men studier visar att vi behöver cirka 100–150 mikrogram selen dagligen för att mätta ett särskilt selenoprotein (P), som används som markör för kroppens selenstatus.
I många studier som behandlar patienter med cancer och ämnesomsättningssjukdomar har man gett tillskott på 200 mikrogram.

• Vid större eller mindre selenbrister kan de selenberoende proteinerna inte fungera optimalt.
• Selenbrist kan därför orsaka utveckling av många olika sjukdomar.

Referenser:

Tarek Hilal et al. Structure of the mammalian ribosome as it decodes the selenocysteine UGA codon. Science, 2022; 376 (6599): 1338 DOI: 10.1126/science.abg3875

Rutgers University. “Vital cell machinery behind the human body's incorporation of selenium observed.” ScienceDaily, 20 June 2022.

Ola Brodin et al. Selenoprotein P as Biomarker of Selenium Status in Clinical Trials with Therapeutic Dosages of Selenit. Nutrients 2020 Apr 12.