Die Autophagie ist vereinfacht gesagt ein Recycling-Mechanismus, mit dem sich unsere Körperzellen selbst regenerieren. Dies gelingt, indem die Zellen alte und schädliche Bestandteile abbauen^[3],[4] – aber auch Krankheitserreger wie bestimmte Viren^4,[5]. In einer Reihe von Experimenten konnte das Forschungsteam der Charité bereits Anfang des Jahres zeigen, dass das MERS-Coronavirus von 2012 den zellulären Prozess der Autophagie drosselt, um sich einfacher vermehren zu können.^[6] Dieser Nachweis gelang den Virologen nun auch für das neuartige Coronavirus SARS-CoV-2. Daher rücken für die Bekämpfung Substanzen in den Fokus der Forschung, die den Prozess der Autophagie verstärken. Spermidin ist bislang die einzige natürliche und körpereigene Substanz, für welche dieser Effekt bereits in diversen Studien bewiesen werden konnte.^1,[7],[8]

Spermidin hemmt die Vermehrung von Coronaviren

In der neuen Charité-Studie² beobachtete das Forschungsteam, dass SARS-CoV-2 den Zellstoffwechsel entscheidend verändert – so auch die in fast jeder Körperzelle stattfindende Spermidinproduktion. Demzufolge waren die Konzentrationen in infizierten Zellkulturen stark reduziert. Die Wissenschaftler der Charité untersuchten nun, wie sich der beeinträchtigte zelluläre Autophagie-Prozess wieder optimieren lässt. Bewertet wurde neben zwei Arzneimitteln, zum einen das Bandwurmmittel Niclosamid, zum anderen MK-2206 zur Behandlung von Brustkrebs, auch natürliches Spermidin. Die drei Substanzen aktivierten die Autophagie und konnten die Vermehrungsrate von SARS-CoV-2 im Laborexperiment (in vitro) um 99 Prozent, 88 Prozent beziehungsweise 85 Prozent senken. Auch bei der Vorbehandlung gesunder Zellen mit Spermidin oder Niclosamid zeigte sich ein positiver Effekt: SARS-CoV-2 konnte sich in den vorbehandelten Zellen deutlich schlechter vermehren, das Viruswachstum war unter beiden Bedingungen um 70 Prozent vermindert. Damit ergibt sich auch eine mögliche präventive Wirkung. Klinisch geprüfte und gut verträgliche Substanzen wie Spermidin, welche die Autophagie aktivieren, sind aufgrund dieser neuen Daten vielversprechende Kandidaten zur Behandlung von Coronaviren. Allerdings steht die Forschung noch am Anfang und weitere Studien müssen folgen. Spermidin aus Weizenkeimextrakt gibt es als Nahrungsergänzungsmittel bereits in Apotheken zu erwerben. Die Einnahme konnte bereits in Humanstudien zur Demenzprävention, die auch an der Charité durchgeführt werden, als sicher und verträglich unter klinischen Bedingungen unter Beweis gestellt werden.^[9],[10]

Spermidininduzierte Autophagie schon länger im Fokus der Wissenschaft

Eine funktionierende Autophagie spielt auch für den Schutz vor altersbedingten Erkrankungen eine wichtige Rolle.^3,4 So können sogar zellschädigende Proteinansammlungen, die charakteristisch sind für neurodegenerative Erkrankungen wie Morbus Alzheimer, entfernt werden.³ Mit dem Alter lässt die Aktivität der Autophagie, ebenso wie die körpereigene Produktion von Spermidin jedoch nach.^{[11],[12],[13]} Daher untersuchen Wissenschaftler, ob eine Spermidinsupplementation dem entgegenwirken kann. Erste vielversprechende Ergebnisse einer spermidininduzierten Autophagie auf neurodegenerative Erkrankungen lieferte die randomisierte placebokontrollierte „preSmartAge“-Studie der Charité. Bereits nach dreimonatiger Einnahme von Spermidin aus Weizenkeimextrakt in Kapselform zeigten die Probanden mit Demenzrisiko eine moderate Verbesserung der Gedächtnisleistung.⁹ Die Bedeutung einer täglichen Spermidingabe für die Demenzprävention wird derzeit in der vom Bundesministerium für Bildung und Forschung geförderten Folgestudie „SmartAge“ weiterführend untersucht.

*(Bioarchives publiziert präliminäre Daten, die noch nicht von der Wissenschaftscommunity begutachtet wurden. Damit soll für einen schnellen Austausch zu aktuellen Studienergebnissen rund um SARS-CoV-2 gesorgt werden).

Quellen:

[1] Madeo F. et al. (2018) Spermidine in health and disease. Science, 359(6374).

[2] Gassen C et al. (2020) Analysis of SARS-CoV-2-controlled autophagy reveals spermidine, MK-2206, and niclosamide as putative antiviral therapeutics, Preprint bioRxiv. Online abrufbar unter: https://biorxiv.org/cgi/content/short/2020.04.15.997254v1

[3] Richter-Landsberg C. (2012) Zelluläre Selbstverdauung – Autophagie als Überlebensstrategie. Biol. Unserer Zeit, 42/6,374-379.

[4] Menzies F.M. et al. (2017) Autophagy and Neurodegeneration: Pathogenic Mechanisms and Therapeutic Opportunities. Neuron 93,1015-1034.

[5] Wileman T. (2013) Autophagy as a defence against intracellular pathogens. Essays Biochem., 55:153-63.

[6] Pressemitteilung Charité Berlin (29.01.2020). Bereits zugelassene Medikamente in Zellen wirksam. Online abrufbar unter: https://www.charite.de/service/pressemitteilung/artikel/detail/neuer_ansatz_fuer_mers_therapie_entdeckt/

[7] Eisenberg T. et al. (2009). Induction of autophagy by spermidine promotes longevity. Nat Cell Biol., 11(11):1305-14.

[8] Tong D., Hill J.A. (2017) Spermdine Promotes Cardioprotective Autophagy. Circ Res., 140(8): 1229-1231.

[9] Wirth M. et al. (2018) The effect of spermidine on memory performance in older adults at risk for dementia: A randomized controlled trial. Cortex., 109:181-188.

[10] Schwarz C. et al. (2018). Safety and tolerability of spermidine supplementation in mice and older adults with subjective cognitive decline. Aging (Albany NY), 10(1):19-33.

[11] Barbosa M.C. et al. (2019) Hallmarks of Aging: An Autophagic Perspective.Front Endocrinol (Lausanne) 9;9:790.

[12] Gupta V.K. et al. (2013) Restoring polyamines protects from age-induced memory impairment in an autophagy-dependent manner. Nat Neurosci., 16(10):1453-60.

[13] Pucciarelli S. et al. (2012) Spermidine and spermine are enriched in whole blood of nona/centenarians. Rejuvenation Res., 15(6):590-5.