C60 - antioxidanten, der modvirker aldring

Helsemagasinet Alternatif bien-être har i januar 2019 udgaven 148, udgivet en fremragende og veldokumenteret artikel om fordelene ved Carbon 60.

Vi inviterer dig til at abonnere på dette sundhedsmagasin for at kende de seneste undersøgelser, der er gavnlige for dit velbefindende. Dette magasin har venligst givet os tilladelse til at gengive artiklen.

ALTERNATIF BIEN-ÊTRE

Indholdsfortegnelse

• Forskerne scorer et mål
• En svamp til frie radikaler
• C60 forlænger dyrs forventede levetid
• C60 til at kvæle kræft
• De antimikrobielle egenskaber ved C60
• C60 for knogle- og ledsundhed
• C60 mod hudens aldring
• Kan vi nyde godt af fordelene ved Carbon 60?
• Referencer til videnskabelige undersøgelser

C60 (60 carbon): Antioxidanten, der forlænger livet.

Antioxidant, anticancer, antiviral, antibakteriel: disse egenskaber er ikke fra et mirakelmiddel fra de farmaceutiske laboratorier, men fra en form for rent kulstof - såsom grafit eller diamant - der blev opdaget for relativt nylig. Carbon 60 åbner hidtil usete perspektiver inden for det medicinske område.

Harry Kroto, specialist i organisk kemi ved University of Sussex i Storbritannien, stirrer ud i det interstellare rum. Hvad er genstanden for hans opmærksomhed? Et langt molekyle bestående af kulstofatomer, der ligner en slange. Han er overbevist om, at en struktur af denne type kun kan fødes i den kulstofrige atmosfære i de røde giganter, de stjerner, der har nået slutningen af deres liv.

Men han kæmper for at dele sin begejstring for at lære mere om denne mærkelige forbindelse: Hvad er mere banalt end kulstof, dette almindelige kemiske element på Jorden og i universet? Nogen tid efter sin observation, i 1984, møder manden en person, som vil vise sig at være afgørende: Under en videnskabelig kongres krydser han vejen for en anden amerikaner, Robert Curl, som han bliver venner med. Sidstnævnte introducerer derefter Richard Smalley, en af hans kolleger på Rice University i Houston, Texas, hvor han arbejder. Under et besøg i mændenes laboratorium opdager Harry Kroto et meget sofistikeret instrument udviklet af Richard Smalley, AP2, som gør det muligt at studere stoffet på en ekstremt præcis måde. Kemikeren har kun ét ønske: at bruge det til at udføre eksperimenter omkring kulstof og forstå, hvordan slangemolekylet kunne være blevet dannet. Men han må væbne sig med tålmodighed: hans amerikanske kolleger, der er optaget af deres projekter, kan ikke få direkte adgang til hans anmodning.

Men det store øjeblik kom endelig i september 1985. De tre mænd er samlet omkring AP2 og indsprøjter kulstof i form af grafit, som snart bliver fordampet af den kraftige lasermaskine. I flere dage eksperimenterer forskerne og opnår to bemærkelsesværdige resultater. Først lykkes det dem at genskabe det slangemolekyle, som Harry havde observeret i rummet, men deres opmærksomhed er rettet mod et andet element: den rigelige tilstedeværelse af et rent kulstofmolekyle, der består af 60 atomer, og som aldrig er blevet beskrevet før.

FORSKERE MÆRKER ET MÅL

Forskerne tager derefter fat på en vanskelig opgave: at forsøge at bestemme strukturen af dette molekyle. Ved hjælp af papir, en saks og tape udviklede Smalley til sidst en model, der perfekt beskriver deres opdagelse: en polygon med 60 hjørner og 32 flader, hvoraf 12 er femkanter og 20 sekskanter, der ligner ... en fodbold på en prik! Det nyopdagede carbon 60 - eller C60 i forkortelse - fik snart tilnavnet "footballene" ( buckyball på engelsk) ¹.

Takket være dette arbejde har de tre mænd opdateret det første medlem af en stor familie af kemiske forbindelser, fullerener, der kun består af et variabelt antal kulstofatomer, af sfærisk form, såsom C60, ring, ellipse eller rør, hvilket vil indbringe dem Nobelprisen i kemi i 1996. Disse forbindelser, der er så specielle i deres struktur og har ledende og smørende egenskaber, er interessante nanomaterialer, der bruges til mange anvendelser inden for især elektronik. Men ikke nok med det: De har også et betydeligt terapeutisk potentiale, som tiltrækker sig opmærksomhed fra forskere over hele verden.

EN SVAMP TIL FRIE RADIKALER

De sundhedsmæssige fordele ved dette molekyle er især relateret til en egenskab ved C60: det er i stand til at binde elektroner og neutralisere de farlige frie radikaler, der løbende produceres i vores krop, såsom superoxidioner eller hydroxylradikaler. Hvis de deltager i den normale funktion af vores celler, når de er til stede i moderate mængder, kan deres overskud være skadeligt for vores helbred. Disse kemiske arter er faktisk meget reaktive - de har en eller flere frie elektroner, der søger at binde sig til andre elektroner - og de beskadiger kroppens komponenter såsom proteiner, lipider eller DNA.

Dette oxidative stress bidrager til aldringsfænomenet, men også til udviklingen af forskellige sygdomme, såsom kræft, neurodegenerative og kardiovaskulære sygdomme eller osteoarthritis. Antioxidantkapaciteten i carbon 60 er ekstremt kraftig, flere hundrede gange højere end C- og E-vitamin eller carotenoider ².

Fodbolden har dog en stor fejl: den er ikke opløselig i vand. For at gøre det lettere at optage i kroppen har forskere udviklet mange derivater ved at forbinde en eller flere kemiske grupper til grundmolekylet, såsom fullerenoler eller carboxyfullerener, som bevarer det oprindelige molekyles antioxidantkapacitet.

C60 FORLÆNGER DYRS LEVETID

Den måde, hvorpå en organisme reagerer på oxidativt stress, spiller en afgørende rolle for dens levetid. Kan C60 øge organismers levetid ved delvist at neutralisere frie radikaler? Flere hold har forsøgt at besvare dette spørgsmål ved at studere virkningerne af dets administration på forskellige dyrearter. Forskere ved University of Florida har formået at øge levetiden for et lille ferskvandskrebsdyr, Ceriodaphnia dubia, med 38 % ³.

Et kinesisk team har påvist en opbremsning af aldring hos ormen Caenorhabditis elegans ⁴ og C60's evne til at aktivere vigtige gener, der er involveret i cellulær stresshåndtering, så dyrene bedre kan modstå ekstreme forhold (som f.eks. udsættelse for høj temperatur). Disse resultater, der bestemt er lovende, blev opnået i dyr, der er langt fra mennesket, men nogle data tyder på, at C60's virkning på lang levetid også vedrører pattedyr. En undersøgelse udført på mus ⁵ har vist, at det kan reducere oxidative stressniveauer forbundet med aldring og forlænge dyrenes levetid med 11%; og som prikken over i'et forhindre intellektuel tilbagegang hos aldrende marsvin.

Men de mest slående resultater blev opnået af et hold forskere fra University of Paris Sud, ledet af Fathi Moussa, i 2012 ⁶.

Rotterne blev inddelt i tre grupper, hvor den ene fik en blanding af C60 og olivenolie, den anden kun olivenolie og den tredje kun vand. Der blev observeret store forskelle i deres levetid: dyrene levede henholdsvis 42 måneder, 26 måneder og 22 måneder i gennemsnit. Med andre ord har C60 næsten fordoblet den forventede levetid for disse laboratorierotter! Disse meget spektakulære resultater var kontroversielle i det videnskabelige samfund, især fordi antallet af dyr, der indgik i forsøgsprotokollen, var lavt. I den samme undersøgelse viste forskerne også, at C60 kunne beskytte dyrene mod skader forårsaget af indtagelse af tetrachlormethan, en gift, der genererer frie radikaler. Rotter i kontrolgruppen blev ikke overraskende udsat for alvorlige leverskader, mens rotter, der fik C60, kun viste små ændringer i levervævet, hvilket demonstrerer dets formidable evne til at neutralisere frie radikaler.

C60 TIL AT KVÆLE KRÆFT

Carbon 60 er også interessant for forskere, der specialiserer sig i onkologi. Det er velkendt, at frie radikaler er involveret i udviklingen af kræft: De forårsager ustabilitet i generne, blokerer for spredningen af kræftceller og dannelsen af nye blodkar til at forsyne tumorer med ⁷.

En af de terapeutiske måder at kontrollere sygdommen på er at bruge antioxidantforbindelser, og i betragtning af dets formidable evner er C60 en fremragende kandidat til at opnå dette. Et af dets derivater har for eksempel vist antitumoraktivitet, ikke ved at ødelægge kræftcellerne direkte, men ved at modificere deres mikromiljø, hvilket gør det ugunstigt for deres udvikling ⁸. Andre er i stand til at udøve en radiobeskyttende effekt, der beskytter sunde celler mod skader forårsaget af de høje stråledoser, der bruges til at ødelægge kræftceller ⁹.

Kulstof 60 kan måske også omgå et problem, som læger jævnligt støder på: kræftcellers resistens over for kemoterapi, hvilket forringer chancerne for en vellykket behandling. Et team ¹⁰ har udviklet et lægemiddel mod kræft baseret på kombinationen af C60 og cisplatin, et molekyle, der almindeligvis anvendes i kemoterapi. Kombinationen blev testet på leukæmi-kræftceller, der var resistente over for visse kemoterapier, og viste sig at være mere effektiv til at ødelægge de syge celler end cisplatin alene. Forskerne gav det derefter til mus med lungekræft og fandt en langsommere vækst af tumoren, mere markant end med nogen af de forbindelser, der blev brugt individuelt. Den mekanisme, der forklarer denne succes, er blevet fremhævet: C60 formår at inaktivere visse proteiner (P-glykoprotein ¹¹, MRP1 og MRP2), som bidrager til dette fænomen med resistens over for kemoterapi. Sidst, men ikke mindst, reducerer C60 toksiciteten af cisplatin, som kan forårsage mutationer i genpuljen, hvilket øger risikoen for at udvikle sekundær kræft et par år efter behandlingen. C60 kan også forbedre diagnostikken inden for onkologi; for eksempel udviklede et amerikansk team for nylig et kontrastmiddel, der bruges i magnetisk resonansbilleddannelse (MRI), som ikke kun nøjagtigt opdager brysttumorer, men også detaljer om dens væksthastighed ¹².

C60's hule struktur danner et bur, der kan rumme gadolinium, et molekyle, der almindeligvis bruges til at visualisere væv under MRI; på overfladen er fastgjort en lille forbindelse, der detekterer et specifikt protein forbundet med kræft. Denne samling forbedrer teknikkens følsomhed og sikrer sikkerheden, især fordi de anvendte doser er lavere end med traditionelle metoder.

C60'S ANTIMIKROBIELLE EGENSKABER

Carbon 60 har også antibakterielle egenskaber, som virker forskelligt afhængigt af bakterietypen¹³. Disse mikroorganismer består af en enkelt celle og en beskyttende væg. Sidstnævntes natur er variabel og kan skelnes mellem to hovedgrupper: gram-positive bakterier (såsom stafylokokker, streptokokker eller enterokokker) og gram-negative bakterier (Escherichia coli, for eksempel).

I repræsentanterne for den første gruppe er C60 i stand til at interkalere direkte mellem forbindelserne i væggen; således ustruktureret kan mikroben ikke overleve. Hvis han ikke er i stand til direkte at ødelægge bakterierne i den anden gruppe, er han ikke desto mindre i stand til at kontrollere den infektion, de forårsager. E. coli er en bakterie, der findes naturligt i tarmen og generelt er harmløs. Den kan dog blive patogen og forårsage forskellige sygdomme: urinvejsinfektion, gastroenteritis osv. og endda formidabel meningitis, især hos spædbørn. Meningitis af bakteriel oprindelse ledsages af en stigning i permeabiliteten af hjernens beskyttende barriere, hvilket bidrager til udviklingen af hjerneødem, der forårsager en stigning i trykket inde i kraniet, hvilket fratager visse regioner i hjernen ilt, der er afgørende for cellernes overlevelse. Taiwanske forskere har i et museforsøg vist, at et C60-derivat har potentiale til at modvirke dette fænomen og opretholde integriteten af denne beskyttende barriere¹⁴.

Til disse antibakterielle egenskaber kommer evnen til at bekæmpe virus. Han har vist sig at være effektiv mod influenzavirus¹⁵ og hepatitis C ¹⁶. Siden 1990'erne er dets antivirale potentiale også blevet undersøgt på et formidabelt patogen: den humane immundefektvirus, der er ansvarlig for AIDS. På det tidspunkt opdagede forskerne, at forbindelser afledt af 60 kulstof havde en antiviral virkning mod HIV1, den mest almindelige form for virus. Men de mekanismer, der virker, er ikke blevet belyst, hvilket har hæmmet udviklingen af terapier.

I 2016 fandt et team fra University of Texas, USA¹⁷, løftet noget af sløret for hans virkemåde. Det var tidligere accepteret, at C60 blokerede virussens proteaser, så de kunne klippe forstadier og få de molekyler, der var nødvendige for dens formering. Men forskerne indså, at han faktisk virkede på en anden måde: han er imod modningen af virussen. Så når virussen formerer sig i en inficeret celle, forbliver den i en umoden form, der ikke har nogen smitteevne. Et meget interessant spor til at udvikle en ny tilgang til bekæmpelse af virus.

C60 TIL KNOGLE- OG LEDSUNDHED

På den anden side har kulstof 60 en beskyttende virkning på vores skelet. Siden 1990'erne har en gruppe forskere vist, at det er i stand til at fremme produktionen af kondrocytter ¹⁸, disse celler, der sikrer regenerering af brusk, det væv, der dækker de knoglede ender i leddene. Kan han derfor bekæmpe degenerationen af denne beskyttende belægning, som især ses ved slidgigt? For at finde ud af det har japanske forskere¹⁹ udført et dobbelt eksperiment. Først undersøgte de opførslen hos humane kondrocytter, der blev udsat for oxidativt stress med eller uden C60. De celler, der udsættes for denne cellulære stress, producerer enzymer, stoffer, der angriber bruskvævet, men dette fænomen stoppes ved tilsætning af behandlingen.

Derudover øger det produktionen af type II-kollagen og proteoglykaner, som er de grundlæggende komponenter i brusk. I den anden del af deres undersøgelse testede forskerne virkningen af stoffet i en dyremodel for patologi. De udførte indsprøjtninger af C60 i kaninernes led og fandt en opbremsning af sliddet på deres brusk.

Takket være dets antioxidante egenskaber forhindrer C60 den inflammatoriske tilstand, der bidrager til nedbrydningen af dette væv. Men frie radikaler er ikke kun skadelige for brusk, de skader også knoglevæv ved at fremme dannelsen af osteoklaster²⁰, celler, der er ansvarlige for knoglenedbrydningen. Og igen kan C60 forhindre skaden: Indsprøjtet i leddene på rotter, der lider af slidgigt, reducerer det antallet af disse celler og dermed ødelæggelsen af knoglevævet²¹. Yderligere data fra laboratorieforsøg tyder på, at det også er i stand til at stimulere dannelsen af nyt knoglevæv ved at aktivere visse gener, der er involveret i dette fænomen.²². Han fremstår som en ideel kandidat til at bekæmpe osteoporose, som rammer omkring 40% af 65-årige kvinder. Især fordi det gør det muligt bedre at målrette de lægemidler, der traditionelt bruges til at bekæmpe sygdommen, såsom bisfosfonater, der assimileres dårligt i tarmen, når de administreres oralt. Forskere har arbejdet på at udvikle kimære forbindelser lavet af C60 og bisfosfonater, som har en stærk affinitet til hydroxyapatit, den vigtigste mineralkomponent i knogler. Denne behandling er således specifikt rettet mod knoglevæv²³.

Virkningerne af C60-derivater er også undersøgt i en anden knoglelidelse, slid på skiver, der adskiller ryghvirvlerne²⁴. Ved at reducere produktionen af inflammatoriske forbindelser reducerer de den smerte, der er forbundet med dem.

C60 MOD ÆLDNING AF HUDEN

Selv om det arbejde, der er nævnt ovenfor, har givet opmuntrende resultater, er de fleste forskningsprojekter kun på forsøgsstadiet på dyr, og kun få kliniske forsøg er blevet udført på mennesker. Det eneste område, der er en undtagelse, er kosmetik, hvor C60's evne til at modvirke frie radikalers ødelæggelse af kollagenfibre²⁵ ved at gøre en ubestridelig anti-aging aktiv. I en undersøgelse af 23 personer har påføring af en C60-creme i to måneder således reduceret dybden af rynker ²⁶; et andet forsøg, der varede en måned, fremhævede stigningen i kollagenindholdet i huden og en forbedring af dens hydreringsniveau.²⁷.

Forskerne bemærkede også den manglende toksicitet af denne behandling under test på fibroblaster, cellerne i huden. Anti-aging cremer baseret på carbon 60 er allerede tilgængelige på markedet. Derudover kan C60 have andre anvendelser inden for dermatologi: I et lille forsøg mod akne har påføring af en gel to gange om dagen i to måneder reduceret læsionerne uden at nedsætte effektiviteten af hudbarrieren. Dens virkning omfatter en reduktion i produktionen af sebum²⁸.

KAN DU NYDE FORDELENE VED CARBON 60?

Produkter, der indeholder carbon 60, sælges på forskellige hjemmesider, men har ikke status som et lægemiddel eller et kosttilskud. De kommer i form af pulver eller opløsning, hvor produktet er blandet med olivenolie, avocado eller kokosnød. 60 carbon er ikke godkendt til brug hos mennesker, hvilket ikke forhindrer nogle brugere i at ty til det uden at vente på den officielle godkendelse for at bekæmpe forskellige kroniske tilstande som slidgigt, osteoporose , inflammatoriske tarmsygdomme (Crohns sygdom, diverticulitis osv.) eller allergier.

Nogle patienter med multipel sklerose bruger det til at forsøge at bremse udviklingen af denne autoimmune sygdom: ved at reducere de inflammatoriske fænomener kan kulstof 60 bremse ødelæggelsen af den beskyttende kappe, der omgiver forlængelsen af neuronerne.

Den kulstof 60 udgør ikke i sig selv nogen risiko for allergi²⁹ og ser ikke ud til at have nogen toksisk virkning³⁰, selv i relativt høje doser: hos rotter, der blev udsat for en dosis på 2000 mg/kg i en dag og 250 mg/kg i 30 dage, blev der ikke observeret dødsfald, og den indre organstruktur blev ikke påvirket af behandlingen. Mængden af kulstof 60, der blev påvist i kroppen, var lav, hvilket viser, at det blev fjernet korrekt. Data om virkningerne af langtidsadministration er dog ikke tilgængelige.

Artikel skrevet af Céline Sivault

Referencer og videnskabelige undersøgelser, der er brugt i artiklen:

• 1. Kroto HW et al. C-60 - Buckminsterfullerene. Nature. 1985;318:162–3
• 2. Krusic PJ et al. Radikale reaktioner af c60. Science. 1991;254:1183–5
• 3. Gao J et al. Polyhydroxyfullerener (fulleroler eller fullerenoler): gavnlige virkninger på vækst og levetid i forskellige biologiske modeller. PLoS One. 2011;6(5):e19976
• 4. Cong W et al. Evaluering af fullerenols indflydelse på aldring og stressresistens ved hjælp af Caenorhabditis elegans. Biomaterials 2015; 42:78-86
• 5. Quick KL et al. Carboxyfullerene SOD-mimetikum forbedrer kognition og forlænger musenes levetid. Neurobiol Aging 2008; 29:117-28
• 6. Baati T et al. Forlængelse af rotters levetid ved gentagen oral administration af C60 fulleren. Biomaterials. 2012 Jun;33(19):4936-46
• 7. Morry J et al. Oxidativt stress i kræft og fibrose: Mulighed for terapeutisk intervention med antioxidantforbindelser, enzymer og nanopartikler. Redox Biol. 2017 Apr;11:240-253
• 8. YiYe Li et al. Antineoplastiske aktiviteter af Gd@C82(OH)22 nanopartikler: regulering af tumormikromiljøet. Science China Life Sciences. Oktober 2012, bind 55, udgave 10, s. 884-890
• 9. Theriot CA et al. Dendro [C60] fulleren DF-1 giver strålebeskyttelse til strålefølsomme pattedyrsceller. Radiat Environ Biophys 2010; 49:437-45
• 10. Svitlana Prylutska et al. C60 fulleren forbedrer cisplatins anticanceraktivitet og overvinder tumorcellers resistens over for lægemidler. Nano Research February 2017, Volume 10, Issue 2, pp 652-671
• 11. Pierre Lepage og Philippe Gros. La glycoprotéine P : de la résistance croisée aux médicaments au transport des lipides biliaires. INSERM MS 1995 num. 03
• 12. Han Z et al. Targeted gadofullerene for sensitive magnetic resonance imaging and risk-stratification of breast cancer. Nat Commun. 2017 Sep 25;8(1):692
• 13. Tsao N et al. In vitro-virkning af carboxyfulleren. Journal of Antimicrob Chemother. 2002 Apr;49(4):641-9
• 14. Tsao et al. Inhibition of the increased permeability of blood- brain barrier in Escherichia coli-induced meningitis by carboxyfullerene. 2001. Fullerene Science and Technology 9,307-20
• 15. Shoji M et al. anti-influenza-aktivitet af C 60 fulleren-derivater. PLoS One 2013; 8:e66337
• 16. Xiao S-l et al. Konjugering af cyclodextrin med fulleren som en ny klasse af HCV-indtrængningshæmmere. Biorg Med Chem 2012; 20:5616-22
• 17. Zachary S. Martinez et al. Fullerenderivater hæmmer kraftigt HIV-1-replikation ved at påvirke virusmodning uden at forringe proteaseaktivitet. Antimicrob Agents Chemother. 2016 Oct; 60(10): 5731-5741
• 18. Tsuchiya T et al. En ny fremmende virkning af fulleren C60 på chondrogenesen i rotteembryonale lemknoppers cellekultursystem. Biochem Biophys Res Commun. 1995 Jan 26; 206(3):885-94
• 19. Yudoh K et al. Vandopløselig C60 fulleren forhindrer degeneration af ledbrusk ved osteoartritis via nedregulering af kondrocyt-katabolisk aktivitet og hæmning af bruskdegeneration under sygdomsudvikling. Arthritis Rheum. 2007 Oct; 56(10):3307-18
• 20. Lee NK et al. En afgørende rolle for reaktive iltarter i RANKL-induceret osteoklast-differentiering. Blood. 2005 Aug 1;106(3):852-9. Epub 2005 Apr 7
.
• 21. Kazuo Yudoh et al. vandopløselig fulleren (C60) hæmmer osteoklastdifferentiering og knogledestruktion ved gigt. International Journal of Nanomedicine. 2009; 4: 233-239
• 22. Liu H et al. Fullerol modvirker dexamethason-induceret oxidativt stress og adipogenese, samtidig med at osteogenesen øges i en klonet mesenchymstamcelle fra knoglemarv. J Orthop Res. 2012 Jul; 30(7):1051-7
• 23. Gonzalez KA et al. Syntese og in vitro-karakterisering af en vævsselektiv fulleren: vektorering af C(60)(OH)(16)AMBP til mineraliseret knogle. Bioorg Med Chem. 2002 Jun; 10(6):1991-7
• 24. Jin L et al. Nanopartikelfullerol lindrer radikulopati via NLRP3-inflammasom og neuropeptider. Nanomedicine. 2017 Aug;13(6):2049-2059
• 25. Ngan CL et al. Hudintervention af fulleren-integreret nanoemulsion i strukturel og kollagenregenerering mod hudens aldring. Eur J Pharm Sci2015; 70:22-8
• 26. Kato S et al. Klinisk evaluering af fullerene-C60 opløst i squalan til antirynkekosmetik. Journal of Nanoscience and Nanotechnology. 2010 Oct;10(10):6769-74
• 27. Ngan CL et al. Hudintervention af fulleren-integreret nanoemulsion i strukturel og kollagenregenerering mod hudens aldring. Eur J Pharm Sci2015; 70:22-8
• 28. Inui S et al. Forbedring af acne vulgaris ved topisk anvendelse af fulleren: unik indvirkning på hudpleje. Nanomedicine. 2011 Apr;7(2):238-41
• 29. Andreev SM et al. Immunogene og allergiske egenskaber af fullerenkonjugater med aminosyre og proteiner. Doklady Biochemistry. 2000;370:4-7
• 30. Sergey Andreev et al. (2015) Undersøgelse af vandig fulleren-dispersion fremstillet ved hjælp af en ny dialysemetode: En enkel vej til vandig opløsning af fulleren. Fullerenes, Nanotubes and Carbon Nanostructures 23:9, side 792-800