Naarmate de vergrijzing van de wereldbevolking toeneemt, komen stofwisselingsziekten zoals osteoporose steeds vaker voor en leggen ze een grotere last op de gezondheidszorgsystemen. Om deze uitdaging aan te gaan, heeft een onderzoeksteam onder leiding van prof. Wong Ka-hing, directeur van het Research Institute for Future Food en hoogleraar van de afdeling Food Science and Nutrition aan de Hong Kong Polytechnic University (PolyU), nieuwe seleniumnanodeeltjes ontwikkeld (Cs4-SeNPs) voor de behandeling van postmenopauzale osteoporose.

De nieuwste onderzoeksresultaten zijn onlangs gepubliceerd in Journal of Functional Foods .

Selenium (Se) is een essentieel sporenmineraal voor de menselijke gezondheid en speelt een belangrijke rol in veel fysiologische functies. In de afgelopen decennia heeft substantieel bewijs aangetoond dat Se-deficiëntie schadelijk is voor de botmicroarchitectuur en geassocieerd is met osteoporose, wat erop wijst dat de cruciale rol ervan in het botmetabolisme speelt.

Onlangs zijn seleniumnanodeeltjes (SeNP's) een nieuw onderzoeksdoel geworden, omdat werd vastgesteld dat ze een opmerkelijke bioactiviteit en een lagere toxiciteit bezitten vergeleken met selenoverbindingen die vaak in voedingsmiddelen worden aangetroffen. Wetenschappelijk onderzoek naar de effecten ervan op de botgezondheid is momenteel echter zeer beperkt.

Cordyceps sinensis (Berk.) Sacc. is een medicinale schimmel die al lang wordt gebruikt als tonicum en therapeutisch middel. Door gebruik te maken van polysacharide-eiwitcomplexen (PSP's) geïsoleerd uit het C. sinensis-mycelium (Cs4) en een eerder gepatenteerde nanotechnologie, heeft het onderzoeksteam onlangs nieuwe seleniumnanodeeltjes met een uniforme structuur en hoge stabiliteit (Cs4-SeNP's) bereid.

In experimenten met pre-osteoblast MC3T3-E1-cellen van muizen toonde het onderzoeksteam aan dat Cs4-SeNP's snel en efficiënt door de cellen werden opgenomen. Behandeling met Cs4-SeNPs (10 µM) verhoogde de proliferatie van de MC3T3-E1-cellen en bevorderde hun differentiatie tot volwassen osteoblasten. Er werd ook een verbetering van de botmineralisatie van de MC3T3-E1-cellen waargenomen, wat wijst op het bevorderende effect van Cs4-SeNPs op de vorming van nieuw bot.

Verder onderzoek naar hun werkingsmechanisme onthulde dat Cs4-SeNPs de productie van fysiologische niveaus van reactieve zuurstofsoorten induceerden om osteoblastdifferentiatie te veroorzaken. Interessant genoeg bleek uit een vergelijking van deze effecten met die van gewone selenoverbindingen dat alleen Cs4-SeNP's significante osteogene activiteit vertoonden en dat het minder giftig was voor de cellen.

Belangrijker nog is dat Cs4-SeNPs (25-500μg/kg lichaamsgewicht/dag) veelbelovende in vivo botbeschermende werkzaamheid vertoonden tegen OVX-geïnduceerde osteoporose door botvorming te bevorderen, botresorptie te remmen en de botmicroarchitectuur te verbeteren na orale sondevoeding gedurende 6 weken.

Het team werkt momenteel samen met lokale industriële partners om de resulterende gezondheidsvoedingsproducten op de markt te brengen. Prof. Wong zei:"De nieuwe nanominerale Cs4-SeNPs hebben een breed spectrum aan toepassingen voor gezondheidsbevordering en ziektepreventie, niet alleen voor postmenopauzale osteoporosebehandeling.

"Naast het ontwikkelen van een kwalitatief hoogstaand, veilig en op bewijs gebaseerd botbeschermingsmiddel om de levenskwaliteit van postmenopauzale osteoporosepatiënten te verbeteren, onderzoekt ons team nu de effecten van Cs4-SeNP's op de behandeling van de ziekte van Parkinson en meer. We hopen hier gebruik van te kunnen maken in de potentiële biomedische waarde ervan door middel van interdisciplinaire samenwerking, waardoor onderzoek en toepassingen op aanverwante gebieden verder worden bevorderd."

Meer informatie: Kar-Him Luk et al, Selenium-nanodeeltjes gefunctionaliseerd door paddestoel-polysacharide-eiwitcomplex:een nieuw nano-mineraal voor de behandeling van postmenopauzale osteoporose, Journal of Functional Foods (2023). DOI:10.1016/j.jff.2023.105832

Journaalinformatie: Journal of Functional Foods

Aangeboden door Hong Kong Polytechnic University