Eine explorative klinische Studie zur Autophagie und mehrstufigen molekularen Profilierung während der Spermidin-Supplementierung

Kürzlich wurde der die Autophagie induzierende kalorische Restriktion nachahmende Spermidin-reiche Weizenkeimextrakt (spermidineLIFE ® , im Folgenden: Spermidin) von der Europäischen Behörde für Lebensmittelsicherheit (EFSA) zugelassen und zur Verwendung im Handel erhältlich. Spermidin ist sicher, gut verträglich und als Mimetikum der Kalorienrestriktion eine einfache Alternative, wenn das Fasten zu anstrengend ist, z. für psychiatrische Patienten. Die Forschung zu Spermidin in Tiermodellen ist begrenzt, aber eine Studie mit Mäusen, die Spermidin/Spermin-N1-Acetyltransferase (SSAT), ein Enzym des Spermidinabbaus, überexprimieren, legt nahe, dass diese Mäuse anfälliger für Stress sein könnten. Ein Zusammenhang zwischen Spermidin-Supplementierung und verbesserter Gedächtnisleistung sowie reduzierter Sterblichkeit wurde in einem epidemiologischen Zusammenhang gezeigt. Bisher fehlen Labor- und molekularbiologische Untersuchungen. Es ist daher von großem Interesse, breite multidisziplinäre Studien zu Verhaltensänderungen mit Plasma-Spermidinspiegeln, der Quantifizierung des autophagischen Flusses und Proteinacetylierungsspiegeln sowie der molekularen Signalübertragung in Längsschnittweise durchzuführen, um eine epidemiologische Triangulation zwischen Spermidin, Autophagie und (mental ) die Gesundheit.

Diese Studie ist eine monozentrische, randomisierte, doppelblinde, placebokontrollierte Studie, in der eine 3-wöchige Spermidin-basierte Nahrungsergänzung (6 mg/d; Zielintervention) mit einer 3-wöchigen Placebo-Verabreichung (Kontrollintervention) verglichen wird. . Geplant ist die Rekrutierung von 40 gesunden Personen und 40 Personen mit diagnostizierter depressiver Störung, die einem der beiden Studienarme zugeordnet werden (n = 20 pro Intervention). Zu verschiedenen Zeitpunkten (Baseline, Interventionstag 7, 14 und 21 sowie eine Woche Follow-up nach dem letzten Interventionstag) werden mehrere psychometrische Fragebögen erhoben und Blut entnommen. Die Schlafqualität wird zusätzlich durch Aktigraphie beurteilt. An ausgewählten Tagen wird Blut abgenommen. Anschließend wird die Autophagie-Aktivität durch Western-Blot-Analyse bewertet und Massenspektrometrie-basierte Proteomics, Phosphoproteomics, Metabolomics und Lipidomics durchgeführt. Bioinformatische Analysen, statistische Auswertungen, Qualitätskontrollen und In-silico-Pathway-Analysen werden dann gezielt relevante Faktoren und Kaskaden identifizieren. Weiterhin ist es von großem Interesse, ob epigenetische Veränderungen während der Spermidin-Supplementierung stattfinden und ob diese während der Folgeanalyse stabil sind.

Ziel des Projekts ist es, die klinischen Wirkungen einer Spermidin-Supplementierung in Korrelation zum zugrunde liegenden, mehrstufigen molekularen Profiling zu analysieren. Multi-Omic-Längsschnitte einschließlich Proteom-, Metabolom-, Lipidom- und epigenetischer Veränderungen werden eine Zeitreihenanalyse von Tausenden von molekularen Veränderungen und eine orchestrierte Zusammensetzung von Autophagie-abhängiger Signalübertragung aufzeigen. Die daraus resultierenden Erkenntnisse werden die Rolle der Autophagie bei der Entstehung psychiatrischer Erkrankungen vorantreiben, alternative Behandlungsmöglichkeiten auf molekularer Ebene untersuchen und schließlich zu einem besseren klinischen Ergebnis beitragen.