Esattamente 200 anni fa, lo scienziato svedese Jöns Jacob Berzelius ha scoperto l'oligoelemento selenio, che chiamò come la dea della luna, Selene. Oltre alle sue applicazioni industriali, il selenio è un oligoelemento essenziale e indispensabile per l'uomo, molti animali e alcuni batteri. Un team guidato dal Dr. Marcus Conrad, capogruppo di ricerca presso l'Istituto di genetica dello sviluppo (IDG) presso l'Helmholtz Zentrum München, ha mostrato per la prima volta perché il selenio è un fattore limitante per i mammiferi.

La "cattura accessoria" scientifica risolve un mistero vecchio di decenni

Gli scienziati studiano da anni i processi di un nuovo tipo di morte cellulare, noto come ferroptosi. In tale contesto, l'enzima GPX4, che normalmente contiene selenio sotto forma dell'aminoacido selenocisteina, gioca un ruolo importante.

Per comprendere meglio il ruolo della GPX4 in questo processo di morte, abbiamo stabilito e studiato modelli murini in cui l'enzima è stato modificato, " ha detto il leader dello studio Conrad. "In uno di questi modelli, abbiamo osservato che i topi con una sostituzione di selenio in zolfo in GPX4 non sono sopravvissuti per più di tre settimane a causa di complicazioni neurologiche".

Nella loro ricerca delle ragioni di fondo, i ricercatori hanno identificato una sottopopolazione distinta di neuroni specializzati nel cervello, che erano assenti quando mancava la GPX4 contenente selenio. "In ulteriori studi, siamo stati in grado di dimostrare che questi neuroni sono stati persi durante lo sviluppo postnatale, quando era presente GPX4 contenente zolfo anziché selenio, " ha detto la prima autrice Irina Ingold.

Per di più, gli scienziati sono stati in grado di dimostrare che la ferroptosi è innescata dallo stress ossidativo, che si verifica ad esempio durante un'elevata attività metabolica delle cellule e un'elevata attività neuronale. "Il nostro studio dimostra per la prima volta che il selenio è un fattore essenziale per lo sviluppo postnatale di un tipo specifico di interneuroni, " ha detto il dottor José Pedro Friedmann Angeli, uno scienziato presso l'IDG, descrivendo i risultati. "La GPX4 contenente selenio protegge questi neuroni specializzati dallo stress ossidativo e dalla morte delle cellule ferroptotiche".

Così, lo studio spiega perché alcuni selenoenzimi sono essenziali in alcuni organismi, compresi i mammiferi, considerando che sono superflui in altri organismi, come funghi e piante superiori. Nelle future indagini, il leader dello studio Marcus Conrad e il suo team mirano a indagare su come la ferroptosi viene attivata nelle cellule. Come obiettivo a lungo termine, vuole chiarire il ruolo della ferroptosi in varie condizioni di malattia per poter alleviare le malattie, come il cancro o la neurodegenerazione, che sono attualmente difficili da affrontare.