C60 - antioksidanten som motvirker aldring

Helsemagasinet Alternatif bien-être har i januar 2019 nummer 148 publisert en utmerket og veldokumentert artikkel om fordelene med Carbon 60.

Vi inviterer deg til å abonnere på dette helsemagasinet for å bli kjent med de nyeste studiene som er gunstige for ditt velvære. Dette magasinet har gitt oss tillatelse til å gjengi artikkelen.

ALTERNATIF BIEN-ÊTRE

Innholdsfortegnelse

• Forskere scorer mål
• En svamp for frie radikaler
• C60 forlenger dyrs levealder
• C60 kveler kreft
• De antimikrobielle egenskapene til C60
• C60 for ben- og leddhelse
• C60 mot aldring av huden
• Kan vi nyte godt av fordelene med Carbon 60?
• Kan vi nyte godt av fordelene med Carbon 60?
• Referanser til vitenskapelige studier

C60 (60 karbon): antioksidanten som forlenger livet.

Antioksidant, kreftbekjempende, antiviralt, antibakterielt: Disse egenskapene er ikke egenskapene til et mirakelmedisin fra farmasøytiske laboratorier, men egenskapene til en form for rent karbon - som grafitt eller diamant - som ble oppdaget relativt nylig. Karbon 60 åpner helt nye perspektiver på det medisinske området.

Harry Kroto, spesialist i organisk kjemi ved University of Sussex i Storbritannia, stirrer ut i det interstellare verdensrommet. Hva er det han ser på? Et langt molekyl bestående av karbonatomer som ser ut som en slange. Han er overbevist om at en slik struktur bare kan oppstå i den karbonrike atmosfæren til de røde kjempestjernene, de stjernene som har nådd slutten av sitt liv.

Men han sliter med å dele sin entusiasme for å lære mer om denne merkelige forbindelsen: Hva er mer banalt enn karbon, dette vanlige kjemiske elementet på jorden og i universet? En stund etter observasjonen, i 1984, gjør mannen et møte som vil vise seg å være avgjørende: under en vitenskapelig kongress krysser han veien til en annen amerikaner, Robert Curl, som han blir venn med . Sistnevnte introduserer deretter Richard Smalley, en av kollegene hans ved Rice University i Houston, Texas, hvor han jobber. Under et besøk på mennenes laboratorium oppdager Harry Kroto et veldig sofistikert instrument utviklet av Richard Smalley, AP2, som gjør det mulig å studere saken på en ekstremt presis måte. Kjemikeren har bare ett ønske: å bruke det til å utføre eksperimenter rundt karbon og forstå hvordan slangemolekylet kan ha blitt dannet. Han må imidlertid smøre seg med tålmodighet: hans amerikanske kolleger, som er opptatt med prosjektene sine, har ikke direkte tilgang til forespørselen hans.

Men det store øyeblikket kom endelig i september 1985. De tre mennene er samlet rundt AP2 og injiserer karbon i form av grafitt, som snart blir fordampet av den kraftige lasermaskinen. I flere dager eksperimenterer forskerne og oppnår to bemerkelsesverdige resultater. For det første lykkes de med å gjenskape slangemolekylet som Harry hadde observert i rommet, men oppmerksomheten rettes også mot et annet element: et rent karbonmolekyl, bestående av 60 atomer, som aldri har vært beskrevet før.

FORSKERE MARKERE ET MÅL

Forskerne tar så fatt på en vanskelig oppgave: å forsøke å bestemme strukturen til dette molekylet. Ved hjelp av papir, saks og teip utviklet Smalley til slutt en modell som perfekt beskriver oppdagelsen: en mangekant med 60 hjørner og 32 flater, hvorav 12 er femkanter og 20 sekskanter, og som ligner perfekt på ... en fotball! Det nyoppdagede karbon 60 - forkortet C60 - fikk snart kallenavnet "fotballene" ( buckyball på engelsk) ¹.

Takket være dette arbeidet har de tre mennene oppdatert det første medlemmet av en stor familie av kjemiske forbindelser, fullerener, som bare består av et variabelt antall karbonatomer, med sfærisk form, som C60, ring, ellipse eller rør, noe som vil gi dem Nobelprisen i kjemi i 1996. Disse forbindelsene, som er så spesielle i sin struktur og har ledende og smørende egenskaper, er interessante nanomaterialer som brukes til mange anvendelser, spesielt innen elektronikk. Men ikke nok med det: De har også et betydelig terapeutisk potensial som tiltrekker seg oppmerksomheten til forskere over hele verden.

FRIRADIKALSK SPONGE

Helsefordelene ved dette molekylet er særlig knyttet til en egenskap ved C60: Det kan binde elektroner og nøytralisere de farlige frie radikalene som produseres kontinuerlig i kroppen vår, for eksempel superoksidioner og hydroksylradikaler. Selv om de deltar i cellenes normale funksjon når de er til stede i moderate mengder, kan et overskudd av dem være helseskadelig. Disse kjemiske stoffene er nemlig svært reaktive - de har ett eller flere frie elektroner som søker å binde seg til andre elektroner - og de skader kroppens komponenter, for eksempel proteiner, lipider eller DNA.

Dette oksidative stresset bidrar til aldring, men også til utvikling av ulike sykdommer som kreft, nevrodegenerative sykdommer, hjerte- og karsykdommer og slitasjegikt. Antioksidantkapasiteten til karbon 60 er ekstremt kraftig, flere hundre ganger høyere enn vitamin C og E eller karotenoider ².

Fotballene har imidlertid en stor svakhet: de er ikke oppløselige i vann. For å gjøre det lettere å ta opp i kroppen har forskere utviklet mange derivater ved å knytte en eller flere kjemiske grupper til grunnmolekylet, for eksempel fullerenoler eller karboksyfullerener, som beholder antioksidantkapasiteten til det opprinnelige molekylet.

C60 FORLENGER DYRS LEVETID

Måten en organisme reagerer på oksidativt stress på er avgjørende for dens levetid. Ved delvis å nøytralisere frie radikaler, kan C60 øke levetiden til organismer? Flere grupper har forsøkt å besvare dette spørsmålet ved å studere effekten av C60 på ulike dyrearter. Forskere ved University of Florida har klart å øke levetiden til et lite ferskvannskrepsdyr, Ceriodaphnia dubia, med 38 % ³.

Et kinesisk team har vist at aldringsprosessen hos ormen Caenorhabditis elegans ⁴ og C60s evne til å aktivere viktige gener som er involvert i cellulær stresshåndtering, slik at dyrene bedre kan motstå ekstreme forhold (for eksempel eksponering for høy temperatur). Disse resultatene, som absolutt er lovende, ble oppnådd hos dyr som er langt fra mennesker, men noen data tyder på at C60s virkning på lang levetid også gjelder pattedyr. En studie utført på mus ⁵ har vist at det kan redusere nivåene av oksidativt stress forbundet med aldring og forlenge dyrenes levetid med 11 %, og på toppen av det hele forhindre intellektuell tilbakegang hos eldre marsvin.

Men de mest slående resultatene ble oppnådd av et forskerteam fra University of Paris Sud, ledet av Fathi Moussa, i 2012 ⁶.

Rottene ble delt inn i tre grupper, der den ene fikk en blanding av C60 og olivenolje, den andre bare olivenolje og den tredje bare vann. Det ble observert store forskjeller i levetiden: Dyrene levde i gjennomsnitt henholdsvis 42 måneder, 26 måneder og 22 måneder. Med andre ord har C60 nesten doblet den forventede levetiden til disse forsøksrottene! Disse svært oppsiktsvekkende resultatene var kontroversielle i forskermiljøet, særlig fordi antallet dyr som inngikk i forsøksprotokollen, var lavt. I samme studie viste forskerne også at C60 kunne beskytte dyrene mot skader forårsaket av tilførsel av karbontetraklorid, en gift som genererer frie radikaler. Rottene i kontrollgruppen ble ikke overraskende utsatt for alvorlige leverskader, mens rottene som fikk C60 kun viste små endringer i levervevet, noe som viser C60s formidable evne til å nøytralisere frie radikaler.

C60 FOR Å KVELE KREFT

Karbon 60 er også av interesse for forskere innen onkologi. Det er velkjent at frie radikaler er involvert i utviklingen av kreft: De forårsaker ustabilitet i genene, blokkerer spredningen av kreftceller og dannelsen av nye blodårer som forsyner svulstene ⁷.

En av de terapeutiske måtene å kontrollere sykdommen på er å bruke antioksidantforbindelser, og med sine formidable egenskaper er C60 en utmerket kandidat for å oppnå dette. Et av C60-derivatene har for eksempel vist antitumoraktivitet, ikke ved å ødelegge kreftcellene direkte, men ved å endre mikromiljøet deres, slik at det blir ugunstig for utviklingen ⁸. Andre kan utøve en strålebeskyttende effekt og beskytte friske celler mot skader forårsaket av de høye stråledosene som brukes til å ødelegge kreftceller ⁹.

Karbon 60 kan også være i stand til å omgå et problem som leger stadig støter på: kreftcellers resistens mot cellegift, noe som svekker sjansene for vellykket behandling. Et team ¹⁰ har utviklet et kreftlegemiddel basert på kombinasjonen av C60 og cisplatin, et molekyl som vanligvis brukes i cellegiftbehandling. Kombinasjonen ble testet på leukemikreftceller som er resistente mot visse typer cellegift, og viste seg å være mer effektiv til å ødelegge de syke cellene enn cisplatin alene. Forskerne ga deretter kombinasjonen til mus med lungekreft og fant at svulsten vokste langsommere, mer markant enn med noen av stoffene som ble brukt hver for seg. Mekanismen som forklarer denne suksessen har blitt fremhevet: C60 klarer å inaktivere visse proteiner (P-glykoprotein ¹¹, MRP1 og MRP2) som bidrar til resistens mot kjemoterapi. Sist, men ikke minst, reduserer C60 toksisiteten til cisplatin, som kan forårsake mutasjoner i arvestoffet, noe som øker risikoen for å utvikle sekundær kreft noen år etter behandlingen. C60 kan også forbedre diagnostikken innen onkologi; for eksempel har et amerikansk team nylig utviklet et kontrastmiddel som brukes i magnetisk resonansavbildning (MR), som ikke bare oppdager brystsvulster nøyaktig, men også gir detaljer om veksthastigheten ¹².

Den hule strukturen i C60 danner et bur som kan romme gadolinium, et molekyl som ofte brukes til å visualisere vev under MR-undersøkelse, og på overflaten er det festet en liten forbindelse som detekterer et spesifikt protein forbundet med kreft. På overflaten er det festet en liten forbindelse som detekterer et spesifikt protein som er forbundet med kreft. Denne sammenstillingen forbedrer teknikkens sensitivitet og ivaretar sikkerheten, særlig fordi dosene som brukes, er lavere enn ved tradisjonelle metoder.

ANTIMIKROBIELLE EGENSKAPER AV C60

Carbon 60 har også antibakterielle egenskaper, som virker forskjellig avhengig av bakterietype¹³. Disse mikroorganismene består av en enkelt celle og en beskyttende vegg. Sistnevnte er av varierende art og kan deles inn i to hovedgrupper: grampositive bakterier (for eksempel stafylokokker, streptokokker eller enterokokker) og gramnegative bakterier (for eksempel Escherichia coli).

I representanter for den første gruppen er C60 i stand til å interkalere direkte mellom forbindelsene i veggen; dermed ustrukturert, kan mikroben ikke overleve. Hvis han ikke er i stand til å ødelegge bakteriene i den andre gruppen direkte, er han likevel i stand til å kontrollere infeksjonen de forårsaker. E. coli er en bakterie som er naturlig til stede i tarmen og generelt ufarlig. Imidlertid kan den bli patogen og forårsake forskjellige sykdommer: urinveisinfeksjon, gastroenteritt, etc. og til og med formidabel hjernehinnebetennelse, spesielt hos spedbarn. Meningitt av bakteriell opprinnelse ledsages av en økning i permeabiliteten til hjernens beskyttende barriere, noe som bidrar til utvikling av hjerneødem, noe som forårsaker en økning i trykket inne i hodeskallen, noe som fratar visse regioner i hjernen oksygen som er viktig for cellenes overlevelse. Taiwanske forskere har i en musestudie vist at et C60-derivat kan motvirke dette fenomenet og opprettholde integriteten til denne beskyttende barrieren¹⁴.

Til disse antibakterielle egenskapene kommer evnen til å bekjempe virus. Han har vist seg å være effektiv mot influensaviruset¹⁵ og hepatitt C ¹⁶. Siden 1990-tallet er det antivirale potensialet også studert på et formidabelt patogen: det humane immunsviktviruset, som er ansvarlig for AIDS. På den tiden oppdaget forskere at forbindelser avledet fra 60 karbon hadde en antiviral virkning mot HIV1, den vanligste formen av viruset. Men virkningsmekanismene har ikke blitt klarlagt, noe som har hindret utviklingen av nye behandlingsformer.

Nyere i 2016 ble det funnet en ny type forbindelser.

Nylig, i 2016, har et team fra University of Texas, USA¹⁷, lettet litt av mysteriet rundt C60s virkemåte. Det var tidligere antatt at C60 blokkerte virkningen av proteaser som viruset produserer for å kutte forløperforbindelser og skaffe molekylene som er nødvendige for formeringen. Men forskerne innså at han faktisk handlet på en annen måte: han er imot modningen av viruset. Når viruset formerer seg i en infisert celle, forblir det i en umoden form som ikke har noen smitteevne. Et svært interessant spor for å utvikle en ny tilnærming til bekjempelse av viruset.

C60 FOR BEIN- OG LEDDHELSE

På den annen side har karbon 60 en beskyttende virkning på skjelettet vårt. Siden 1990-tallet har en gruppe forskere vist at det er i stand til å fremme produksjonen av kondrocytter ¹⁸, disse cellene som sørger for regenerering av brusk, vevet som dekker de benete endene i leddene. Kan han derfor bekjempe degenereringen av dette beskyttende belegget, som særlig observeres ved slitasjegikt? For å finne ut av dette har japanske forskere¹⁹ gjennomført et dobbelt eksperiment. Først studerte de oppførselen til humane kondrocytter som ble utsatt for oksidativt stress, med eller uten C60. Cellene som utsettes for dette cellestresset, produserer enzymer, stoffer som angriper bruskvevet, men dette fenomenet stoppes ved tilsetning av behandlingen.

I tillegg øker det produksjonen av kollagen type II og proteoglykaner, de grunnleggende komponentene i brusk. I den andre delen av studien testet forskerne effekten av forbindelsen i en dyremodell for patologi. De utførte injeksjoner av C60 i leddene til kaniner og fant at slitasjen på brusken bremset opp.

Takket være sine antioksidantegenskaper forhindrer C60 betennelsestilstanden som bidrar til nedbrytningen av dette vevet. Men frie radikaler er ikke bare skadelige for brusk, de skader også beinvev ved å fremme dannelsen av osteoklaster²⁰, celler som er ansvarlige for nedbrytning av bein. Og igjen kan C60 forhindre skaden: Når det injiseres i leddene til rotter som lider av artrose, reduserer det antallet av disse cellene og dermed ødeleggelsen av beinvevet²¹. Ytterligere data fra laboratorieforsøk tyder på at det også er i stand til å stimulere dannelsen av nytt beinvev ved å aktivere visse gener som er involvert i dette fenomenet²². Han fremstår som en ideell kandidat i kampen mot benskjørhet, som rammer ca. 40 % av 65-årige kvinner. Spesielt siden det gjør det mulig å målrette medikamentene som vanligvis brukes til å bekjempe sykdommen, for eksempel bisfosfonater, bedre mot tarmen når de administreres oralt. Forskerne har arbeidet med å utvikle kimære forbindelser laget av C60 og bisfosfonater, som har en sterk affinitet for hydroksyapatitt, den viktigste mineralkomponenten i bein. Dermed retter denne behandlingen seg spesifikt mot beinvev²³.

Effektene av C60-derivater er også studert ved en annen skjelettlidelse, nemlig slitasje på mellomvirvelskivene²⁴. Ved å redusere produksjonen av betennelsesforbindelser reduserer de smertene som er forbundet med dem.

C60 MOT ALDRING AV HUDEN

Selv om arbeidet som er nevnt ovenfor har gitt oppmuntrende resultater, er de fleste forskningsprosjektene bare på forsøksstadiet på dyr, og få kliniske studier er gjennomført på mennesker. Det eneste området som er et unntak, er kosmetikk, der C60s evne til å motvirke at kollagenfibrene ødelegges av frie radikaler²⁵ ved å utgjøre en ubestridelig anti-aldring. I en studie av 23 personer viste det seg at påføring av en C60-krem i to måneder reduserte dybden på rynkene ²⁶; en annen studie, som varte i en måned, fremhevet økningen i kollageninnholdet i huden og en forbedring av hydreringsnivået.²⁷.

Forskerne bemerket også mangelen på toksisitet av denne behandlingen under tester på fibroblaster, cellene som finnes i huden. Anti-aldringskremer basert på karbon 60 finnes allerede på markedet. I tillegg kan C60 ha andre bruksområder innen dermatologi: I et lite forsøk mot akne har påføring av en gel to ganger daglig i to måneder redusert lesjonene uten å redusere effektiviteten til hudbarrieren. Virkningen inkluderer en reduksjon i produksjonen av talg²⁸.

KAN DU NYTE GODT AV FORDELENE MED CARBON 60 ?

Produkter som inneholder karbon 60 selges på forskjellige nettsteder, men har ikke status som legemiddel eller kosttilskudd. De kommer i form av pulver eller løsning der produktet blandes med olivenolje, avokado eller kokosnøtt. 60 carbon er ikke godkjent for bruk på mennesker, noe som ikke hindrer noen brukere i å ty til det uten å vente på det offisielle klarsignalet, for å bekjempe ulike kroniske tilstander som slitasjegikt, osteoporose , inflammatoriske tarmsykdommer (Crohns sykdom, divertikulitt osv.) eller allergier.

Noen pasienter med multippel sklerose bruker det for å forsøke å bremse utviklingen av denne autoimmune sykdommen: ved å redusere betennelsesfenomenene kan karbon 60 bremse ødeleggelsen av den beskyttende kappen som omgir forlengelsen av nevronene.

Karbon 60 kan også brukes til å bremse utviklingen av denne autoimmune sykdommen.

Den karbon 60 utgjør i seg selv ingen risiko for allergi²⁹ og ser ikke ut til å ha noen toksisk effekt³⁰, selv i relativt høye doser: Hos rotter som ble eksponert for en dose på 2000 mg/kg i én dag og 250 mg/kg i 30 dager, ble det ikke observert dødsfall, og den indre organstrukturen ble ikke påvirket av behandlingen. Mengden karbon 60 som ble påvist i kroppen var lav, noe som viser at det ble fjernet på riktig måte. Data om effekten av langtidsadministrering er imidlertid ikke tilgjengelig.

Artikkel skrevet av Céline Sivault

Referanser og vitenskapelige studier som er brukt i artikkelen:

• 1. Kroto HW et al. C-60 - Buckminsterfulleren. Nature. 1985;318:162–3
• 2. Krusic PJ et al. Radikale reaksjoner av c60. Science. 1991;254:1183–5
• 3. Gao J et al. Polyhydroksyfullerener (fulleroler eller fullerenoler): gunstige effekter på vekst og levetid i ulike biologiske modeller. PLoS One. 2011;6(5):e19976
• 4. Cong W et al. Evaluering av fullerenols innvirkning på aldring og stressresistens ved hjelp av Caenorhabditis elegans. Biomaterials 2015; 42:78-86
• 5. Quick KL et al. karboksyfulleren SOD-mimetikum forbedrer kognisjon og forlenger levetiden til mus. Neurobiol Aging 2008; 29:117-28
• 6. Baati T et al. Forlengelse av rottenes levetid ved gjentatt oral administrering av C60 fulleren. Biomaterials. 2012 Jun;33(19):4936-46
• 7. Morry J et al. Oksidativt stress ved kreft og fibrose: Mulighet for terapeutisk intervensjon med antioksidanter, enzymer og nanopartikler. Redox Biol. 2017 Apr;11:240-253
• 8. YiYe Li et al. Antineoplastiske aktiviteter av Gd@C82(OH)22 nanopartikler: regulering av tumormikromiljøet. Science China Life Sciences. Oktober 2012, bind 55, utgave 10, s. 884-890
• 9. Theriot CA et al. Dendro [C60] fulleren DF-1 gir strålebeskyttelse til strålefølsomme pattedyrceller. Radiat Environ Biophys 2010; 49:437-45
• 10. Svitlana Prylutska et al. C60 fullerener øker cisplatin-kreftaktiviteten og overvinner resistens mot tumorceller. 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. Målrettet gadofulleren for sensitiv magnetisk resonansavbildning og risikostratifisering av brystkreft. Nat Commun. 2017 Sep 25;8(1):692
• 13. Tsao N et al. In vitro-virkning av karboksyfulleren. 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-influensaaktivitet av C 60-fullerenderivater. PLoS One 2013; 8:e66337
• 16. Xiao S-l et al. Konjugering av cyklodekstrin med fulleren som en ny klasse av HCV-inngangshemmere. Biorg Med Chem 2012; 20:5616-22
• 17. Zachary S. Martinez et al. fullerenderivater hemmer HIV-1-replikasjon kraftig ved å påvirke virusmodning uten å svekke proteaseaktiviteten. Antimicrob Agents Chemother. 2016 okt; 60(10): 5731-5741
• 18. Tsuchiya T et al. En ny promoterende virkning av fulleren C60 på kondrogenesen i et embryonalt cellekultursystem for rotteembryonale lemmer. Biochem Biophys Res Commun. 1995 Jan 26; 206(3):885-94
• 19. Yudoh K et al. Vannløselig C60 fulleren forhindrer degenerasjon av leddbrusk ved artrose via nedregulering av kondrocyttkatabolsk aktivitet og hemming av bruskdegenerasjon under sykdomsutvikling. Arthritis Rheum. 2007 Oct; 56(10):3307-18
• 20. Lee NK et al. En avgjørende rolle for reaktive oksygenarter i RANKL-indusert osteoklastdifferensiering. Blood. 2005 Aug 1;106(3):852-9. Epub 2005 Apr 7
• 21. Kazuo Yudoh et al. Vannløselig fulleren (C60) hemmer osteoklastdifferensiering og beindestruksjon ved leddgikt. International Journal of Nanomedicine. 2009; 4: 233-239
• 22. Liu H et al. Fullerol motvirker deksametasonindusert oksidativt stress og adipogenese, samtidig som det øker osteogenesen i en klonet mesenkymstamcelle fra benmarg. J Orthop Res. 2012 Jul; 30(7):1051-7
• 23. Gonzalez KA et al. Syntese og in vitro-karakterisering av et vevsselektivt fulleren: vektorisering av C(60)(OH)(16)AMBP til mineralisert ben. Bioorg Med Chem. 2002 Jun; 10(6):1991-7
• 24. Jin L et al. Nanopartikkelfullerol lindrer radikulopati via NLRP3-inflammasomet og nevropeptider. Nanomedicine. 2017 Aug;13(6):2049-2059
• 25. Ngan CL et al. Hudintervensjon med fulleren-integrert nanoemulsjon i strukturell og kollagenregenerering mot aldring av huden. Eur J Pharm Sci2015; 70:22-8
• 26. Kato S et al. Klinisk evaluering av fullerene-C60 oppløst i squalan for kosmetikk mot rynker. Journal of Nanoscience and Nanotechnology. 2010 Oct;10(10):6769-74
• 27. Ngan CL et al. Skin intervention of fullerene-integrated nanoemulsion in structural and collagen regeneration against skin aging. Eur J Pharm Sci2015; 70:22-8
• 28. Inui S et al. Forbedring av akne vulgaris ved topisk fullerenapplikasjon: unik innvirkning på hudpleie. Nanomedicine. 2011 Apr;7(2):238-41
• 29. Andreev SM et al. Immunogene og allergiske egenskaper hos fullerenkonjugater med aminosyrer og proteiner. Doklady Biochemistry. 2000;370:4-7
• 30. Sergey Andreev et al (2015) Study of Fullerene Aqueous Dispersion Prepared by Novel Dialysis Method: Simple Way to Fullerene Aqueous Solution. Fullerener, nanorør og karbonnanostrukturer 23:9, side 792-800