C60 - antioxidanten som motverkar åldrande

Hälsomagasinet Alternatif bien-être har i januari 2019 nummer 148, publicerat en utmärkt och väldokumenterad artikel om fördelarna med Carbon 60.

Vi inbjuder dig att prenumerera på denna hälsotidning för att ta del av de senaste studierna som är till nytta för ditt välbefinnande. Denna tidning har vänligen gett oss tillstånd att reproducera artikeln.

ALTERNATIF BIEN-ÊTRE

Innehållsförteckning

• Forskare gör mål
• En svamp för fria radikaler
• C60 förlänger den förväntade livslängden hos djur
• C60 för att kväva cancer
• De antimikrobiella egenskaperna hos C60
• C60 för ben- och ledhälsa
• C60 för hudens åldrande
• Kan vi njuta av fördelarna med Carbon 60?
• Referenser till vetenskapliga studier

C60 (60 kol): antioxidanten som förlänger livet.

Antioxidant, anticancer, antiviral, antibakteriell: dessa egenskaper är inte de hos ett mirakelmedel från läkemedelslaboratorierna, utan de hos en form av rent kol - som grafit eller diamant - som upptäcktes relativt nyligen. Carbon 60 öppnar helt nya perspektiv inom det medicinska området.

Harry Kroto, specialist på organisk kemi vid University of Sussex i Storbritannien, stirrar ut i den interstellära rymden. Vad är föremålet för hans uppmärksamhet? En lång molekyl uppbyggd av kolatomer som ser ut som en orm. Han är övertygad om att en struktur av den här typen bara kan födas i den kolrika atmosfären hos de röda jättarna, de stjärnor som nått slutet av sitt liv.

Men han kämpar för att dela med sig av sin entusiasm att lära sig mer om denna märkliga förening: vad är mer banalt än kol, detta vanliga kemiska grundämne på jorden och i universum? En tid efter hans observation, 1984, gör mannen ett möte som kommer att visa sig avgörande: under en vetenskaplig kongress korsar han vägen för en annan amerikan, Robert Curl, med vilken han blir vän . Den senare introducerar sedan Richard Smalley, en av hans kollegor vid Rice University i Houston, Texas, där han arbetar. Under ett besök i männens laboratorium upptäcker Harry Kroto ett mycket sofistikerat instrument som utvecklats av Richard Smalley, AP2, som gör det möjligt att studera materien på ett extremt exakt sätt. Kemisten har bara en önskan: att använda det för att utföra experiment kring kol och förstå hur ormmolekylen kan ha bildats. Han måste dock ha tålamod: hans amerikanska kollegor, som investerat i sina projekt, kan inte få direkt tillgång till hans begäran.

Men det stora ögonblicket kom till slut i september 1985. De tre männen samlas runt AP2 och injicerar kol i form av grafit, som snart förångas av den kraftfulla lasermaskinen. Under flera dagar experimenterar forskarna och uppnår två anmärkningsvärda resultat. Först lyckas de återskapa den ormmolekyl som Harry hade observerat i rymden, men deras uppmärksamhet riktas mot ett annat element: den rikliga förekomsten av en ren kolmolekyl, bestående av 60 atomer, som aldrig tidigare har beskrivits.

VETENSKAPARE MÄRKER ETT MÅL

Forskarna tar sig sedan an en svår uppgift: att försöka bestämma molekylens struktur. Med hjälp av papper, sax och tejp utvecklade Smalley till slut en modell som perfekt beskriver deras upptäckt: en polygon med 60 hörn och 32 ytor, varav 12 är pentagoner och 20 hexagoner, och som perfekt liknar ... en fotboll! Det nyupptäckta kol 60 - eller C60 förkortat - fick snart smeknamnet "footballene" ( buckyball på engelska) ¹.

Tack vare detta arbete har de tre männen uppdaterat den första medlemmen i en stor familj av kemiska föreningar, fullerener, som endast består av ett varierande antal kolatomer, med sfärisk form, såsom C60, ring, ellips eller rör, vilket kommer att ge dem Nobelpriset i kemi 1996. Dessa föreningar, som har en så speciell struktur och ledande och smörjande egenskaper, är intressanta nanomaterial som används för många tillämpningar inom framför allt elektronikområdet. Men inte bara det: de har också en betydande terapeutisk potential som uppmärksammas av forskare över hela världen.

EN FRI RADIKALSPONGE

Hälsofördelarna med denna molekyl är särskilt relaterade till en egenskap hos C60: den kan binda elektroner och neutralisera de farliga fria radikaler som kontinuerligt produceras i vår kropp, t.ex. superoxidjoner eller hydroxylradikaler. Om de deltar i våra cellers normala funktion när de förekommer i måttliga mängder, kan deras överskott vara skadligt för vår hälsa. Dessa kemiska ämnen är mycket reaktiva - de har en eller flera fria elektroner som försöker binda till andra elektroner - och de skadar kroppens komponenter som proteiner, lipider eller DNA.

Den här oxidativa stressen bidrar till åldrandet, men också till utvecklingen av olika sjukdomar, som cancer, neurodegenerativa och kardiovaskulära sjukdomar eller osteoartrit. Antioxidantkapaciteten hos kol 60 är extremt kraftfull, flera hundra gånger högre än vitamin C och E eller karotenoiderna ².

Fotbollen har dock en stor brist: den är inte löslig i vatten. För att göra det mer lättupptagligt i kroppen har forskare utvecklat många derivat genom att foga en eller flera kemiska grupper till grundmolekylen, till exempel fullerenoler eller karboxyfullerener, som behåller den ursprungliga molekylens antioxidativa kapacitet.

C60 FÖRLÄNGER LIVSLÄNGDEN FÖR DJUR

Det sätt på vilket en organism reagerar på oxidativ stress spelar en avgörande roll för dess livslängd. Genom att delvis neutralisera fria radikaler, kan C60 öka livslängden hos organismer? Flera team har försökt besvara denna fråga genom att studera effekterna av dess administrering på olika djurarter. Forskare vid University of Florida har lyckats öka livslängden hos ett litet sötvattenskräftdjur, Ceriodaphnia dubia, med 38 % ³.

Ett kinesiskt team har visat att åldrandet går långsammare hos maskar Caenorhabditis elegans ⁴ och förmågan hos C60 att aktivera nyckelgener som är involverade i cellulär stresshantering, så att djuren bättre kan motstå extrema förhållanden (t.ex. exponering för hög temperatur). Dessa resultat, som förvisso är lovande, erhölls hos djur som är långt ifrån människan, men vissa data tyder på att C60:s effekt på livslängden även gäller däggdjur. En studie som utfördes på möss ⁵ har visat att det kan minska oxidativa stressnivåer i samband med åldrande och förlänga djurlivet med 11%; och för att toppa det, för att förhindra den intellektuella nedgången hos åldrade marsvin.

Men de mest slående resultaten uppnåddes av ett forskarlag från universitetet Paris Sud, under ledning av Fathi Moussa, 2012 ⁶.

Råttorna delades in i tre grupper, där den ena fick en blandning av C60 och olivolja, den andra endast olivolja och den tredje endast vatten. Stora skillnader observerades i deras livslängd: djuren levde i genomsnitt 42 månader, 26 månader respektive 22 månader. Med andra ord har C60 nästan fördubblat den förväntade livslängden för dessa labbråttor! Dessa mycket spektakulära resultat var kontroversiella i forskarvärlden, särskilt eftersom antalet djur som ingick i försöksprotokollet var lågt. I samma studie visade forskarna också att C60 kan skydda djur mot skador som orsakas av administrering av koltetraklorid, ett gift som genererar fria radikaler. Råttor i kontrollgruppen utsattes föga förvånande för allvarliga leverskador, medan råttor som fick C60 endast uppvisade små förändringar i levervävnaden, vilket visar på dess formidabla förmåga att neutralisera fria radikaler.

THE C60 TO CHOKE CANCER

Carbon 60 är också av intresse för forskare som specialiserat sig på onkologi. Det är välkänt att fria radikaler är inblandade i utvecklingen av cancer: de orsakar instabilitet i gener, blockerar spridningen av cancerceller och bildandet av nya blodkärl för att ge tumörer näring ⁷.

Ett av de terapeutiska sätten att kontrollera sjukdomen är att använda antioxidantföreningar och, med tanke på dess formidabla kapacitet, är C60 en utmärkt kandidat för att uppnå detta. Ett av dess derivat har till exempel visat antitumöraktivitet, inte genom att förstöra cancercellerna direkt, utan genom att modifiera deras mikromiljö, vilket gör det ogynnsamt för deras utveckling ⁸. Andra kan utöva en strålskyddande effekt och skydda friska celler från skador som orsakas av de höga stråldoser som används för att förstöra cancerceller ⁹.

Kolväte 60 kan också användas för att komma runt ett problem som läkare ofta ställs inför: cancercellernas motståndskraft mot kemoterapi, vilket försämrar chanserna till framgångsrik behandling. Ett team ¹⁰ har utvecklat ett läkemedel mot cancer baserat på kombinationen av C60 och cisplatin, en molekyl som vanligen används vid kemoterapi. Kombinationen testades på leukemicancerceller som var resistenta mot vissa kemoterapier och visade sig vara mer effektiv när det gällde att förstöra sjuka celler än enbart cisplatin. Forskarna gav sedan kombinationen till möss med lungcancer och fann en långsammare tumörtillväxt, mer markant än med någon av de substanser som användes var för sig. Den mekanism som förklarar denna framgång har lyfts fram: C60 lyckas inaktivera vissa proteiner (P-glykoprotein ¹¹, MRP1 och MRP2) som bidrar till detta fenomen med resistens mot kemoterapi. Sist men inte minst minskar C60 toxiciteten hos cisplatin, som kan orsaka mutationer i arvsmassan, vilket ökar risken för att utveckla sekundär cancer några år efter behandlingen. C60 kan också förbättra diagnostiken inom onkologiområdet; till exempel utvecklade ett amerikanskt team nyligen ett kontrastmedel, som används vid magnetisk resonanstomografi (MRI), som inte bara exakt upptäcker brösttumörer utan också detaljer om dess tillväxthastighet ¹².

C60:s ihåliga struktur bildar en bur som kan rymma gadolinium, en molekyl som ofta används för att visualisera vävnad under MRT; på ytan fixeras en liten förening som detekterar ett specifikt protein som är associerat med cancer. Denna sammansättning förbättrar teknikens känslighet och säkerställer säkerheten, särskilt eftersom de doser som används är lägre än med traditionella metoder.

ANTIMIKROBIELLA EGENSKAPER FÖR C60

Carbon 60 har också antibakteriella egenskaper, som fungerar på olika sätt beroende på vilken typ av bakterie¹³. Dessa mikroorganismer består av en enda cell och en skyddande vägg. Den senare är av varierande karaktär och kan delas in i två huvudgrupper: grampositiva bakterier (t.ex. stafylokocker, streptokocker eller enterokocker) och gramnegativa bakterier (t.ex. Escherichia coli ).

I representanterna för den första gruppen kan C60 interkalera direkt mellan väggens föreningar; så ostrukturerad kan mikroben inte överleva. Om man inte direkt kan förinta bakterierna i den andra gruppen, kan man ändå kontrollera den infektion de orsakar. E. coli är en bakterie som finns naturligt i tarmen och som i allmänhet är ofarlig. Den kan dock bli patogen och orsaka olika sjukdomar: urinvägsinfektion, gastroenterit, etc., och till och med formidabel hjärnhinneinflammation, särskilt hos spädbarn. Meningit av bakteriellt ursprung åtföljs av en ökad permeabilitet hos hjärnans skyddsbarriär, vilket bidrar till utvecklingen av hjärnödem, vilket orsakar en ökning av trycket inuti skallen, vilket berövar vissa regioner i hjärnan syre som är nödvändigt för cellernas överlevnad. Taiwanesiska forskare har i en musstudie visat att ett C60-derivat har potential att motverka detta fenomen och upprätthålla integriteten hos denna skyddsbarriär¹⁴.

Till dessa antibakteriella egenskaper läggs dess förmåga att bekämpa virus. Han har visat sig vara effektiv mot influensaviruset¹⁵ och hepatit C ¹⁶. Sedan 1990-talet har dess antivirala potential också studerats på en formidabel patogen: det humana immunbristviruset, som är ansvarigt för AIDS. Vid den tidpunkten upptäckte forskare att föreningar som härrörde från 60 kol hade en antiviral verkan mot HIV1, den vanligaste formen av viruset. Men de mekanismer som ligger bakom har inte klarlagts, vilket har hindrat utvecklingen av terapier.

Sedan 2016 har ett team från University of Texas, USA¹⁷, tagit bort en del av mystiken kring dess verkningsmekanism. Det har tidigare antagits att C60 blockerade effekten av proteaser som produceras av viruset för att skära av förstadier och erhålla de molekyler som krävs för dess förökning. Men forskarna insåg att han faktiskt agerade på ett annat sätt: han motverkar virusets mognad. När viruset förökar sig i en infekterad cell förblir det således i en omogen form som inte har någon infektionsförmåga. Ett mycket intressant spår för att utveckla en ny metod för att bekämpa viruset.

C60 FÖR HÄLSA I BEN OCH LED

Kol 60 har å andra sidan en skyddande effekt på vårt skelett. Sedan 1990-talet har en grupp forskare visat att det kan främja produktionen av kondrocyter ¹⁸, dessa celler som säkerställer regenerering av brosk, den vävnad som täcker de beniga ändarna vid lederna. Kan han därför bekämpa degenerationen av denna skyddande beläggning, som observeras särskilt vid artros? För att ta reda på detta har japanska forskare¹⁹ genomfört ett dubbelt experiment. De studerade först beteendet hos mänskliga kondrocyter som utsattes för oxidativ stress, med eller utan C60. De celler som utsätts för denna cellulära stress producerar enzymer, ämnen som angriper broskvävnaden, men detta fenomen stoppas av tillsatsen av behandlingen.

Tack vare sina antioxidativa egenskaper förhindrar C60 det inflammatoriska tillstånd som bidrar till nedbrytningen av denna vävnad. Men fria radikaler är inte bara skadliga för brosket, de skadar även benvävnaden genom att främja bildandet av osteoklaster²⁰, celler som ansvarar för nedbrytningen av benvävnaden. Och återigen kan C60 förhindra skadan: injicerad i lederna på råttor som lider av osteoartrit minskar den antalet av dessa celler och därmed förstörelsen av benvävnaden²¹. Ytterligare data som erhållits under laboratorietester tyder på att det också kan stimulera bildandet av ny benvävnad genom att aktivera vissa gener som är involverade i detta fenomen.²². Han framstår som en idealisk kandidat för att bekämpa osteoporos, som drabbar cirka 40 % av 65-åriga kvinnor. Särskilt eftersom det gör det möjligt att bättre rikta in de läkemedel som konventionellt används för att bekämpa sjukdomen, såsom bisfosfonater, som dåligt assimileras i tarmen när de administreras oralt. Forskarna har arbetat med att utveckla chimära föreningar av C60 och bisfosfonater, som har en stark affinitet för hydroxiapatit, den viktigaste mineralkomponenten i ben. Denna behandling är således specifikt inriktad på benvävnad²³.

Effekterna av C60-derivat studeras även vid en annan skelettsjukdom, nämligen förslitning av diskar som separerar ryggkotorna²⁴. Genom att minska produktionen av inflammatoriska föreningar minskar de smärtan i samband med dem.

C60 MOT ÅLDRANDE HUD

Även om det arbete som nämns ovan har gett uppmuntrande resultat, befinner sig de flesta forskningsprojekten endast på försöksstadiet på djur och få kliniska prövningar har utförts på människor. Det enda område som är ett undantag är kosmetika, C60:s förmåga att motverka att kollagenfibrer förstörs av fria radikaler²⁵ genom att göra en obestridlig anti-aging tillgång. I en studie med 23 personer har applicering av en C60-kräm under två månader minskat rynkornas djup ²⁶; en annan studie, som pågick i en månad, visade på en ökning av kollagenhalten i huden och en förbättring av dess hydratiseringsnivå.²⁷.

Forskarna noterade också bristen på toxicitet hos denna behandling under tester på fibroblaster, de celler som finns i huden. Anti-aging krämer baserade på carbon 60 finns redan tillgängliga på marknaden. Dessutom kan C60 ha andra tillämpningar inom dermatologi: i ett litet försök mot akne har applicering av en gel två gånger om dagen i två månader minskat antalet lesioner, utan att minska hudbarriärens effektivitet. Dess verkan omfattar en minskning av produktionen av sebum²⁸.

KAN DU NUTTA FÖRDELARNA MED KOL 60?

Produkter som innehåller carbon 60 säljs på olika webbplatser, men har inte status som läkemedel eller kosttillskott. De kommer i form av pulver eller lösning där produkten blandas med olivolja, avokado eller kokosnöt. 60 carbon har inte godkänts för användning på människor, vilket inte hindrar vissa användare att ta till det utan att vänta på det officiella klartecknet, för att bekämpa olika kroniska tillstånd som artros, osteoporos , inflammatoriska tarmsjukdomar (Crohns sjukdom, divertikulit, etc.) eller allergier.

Vissa patienter med multipel skleros använder det för att försöka bromsa utvecklingen av denna autoimmuna sjukdom: genom att minska de inflammatoriska fenomenen kan kol 60 bromsa förstörelsen av den skyddande mantel som omger förlängningen av neuronerna.

Den kol 60 i sig utgör inte någon risk för allergi²⁹ och verkar inte ha någon toxisk effekt³⁰ och verkar inte ha någon toxisk effekt, även i relativt höga doser: hos råttor som exponerades för en dos på 2000 mg/kg under en dag och 250 mg/kg under 30 dagar observerades inga dödsfall och den inre organstrukturen påverkades inte av behandlingen. De mängder kol 60 som upptäcktes i kroppen var låga, vilket visar att det avlägsnades på ett korrekt sätt. Uppgifter om effekterna av långtidsbehandling finns dock inte tillgängliga.

Artikel skriven av Céline Sivault

Referenser och vetenskapliga studier som används i artikeln:

• 1. Kroto HW et al. C-60 - Buckminsterfulleren. Nature. 1985;318:162–3
• 2. Krusic PJ et al. Radikala reaktioner hos c60. Science. 1991;254:1183–5
• 3. Gao J et al. Polyhydroxyfullerener (fulleroler eller fullerenoler): gynnsamma effekter på tillväxt och livslängd i olika biologiska modeller. PLoS One. 2011;6(5):e19976
• 4. Cong W et al. Utvärdering av fullerenols inverkan på åldrande och stresstålighet med hjälp av Caenorhabditis elegans. Biomaterial 2015; 42:78-86
• 5. Quick KL et al. Karboxyfulleren SOD-mimetik förbättrar kognitionen och förlänger livslängden hos möss. Neurobiol Aging 2008; 29:117-28
• 6. Baati T et al. Förlängning av livslängden hos råttor genom upprepad oral administrering av C60-fulleren. Biomaterials. 2012 Jun;33(19):4936-46
• 7. Morry J et al. Oxidativ stress vid cancer och fibros: Möjlighet till terapeutisk intervention med antioxidantföreningar, enzymer och nanopartiklar. Redox Biol. 2017 Apr;11:240-253
• 8. YiYe Li et al. Antineoplastiska aktiviteter hos Gd@C82(OH)22 nanopartiklar: reglering av tumörmikromiljön. Science China Life Sciences. Oktober 2012, volym 55, utgåva 10, s. 884-890
• 9. Theriot CA et al. Dendro [C60] fulleren DF-1 ger strålskydd till strålkänsliga däggdjursceller. Radiat Environ Biophys 2010; 49:437-45
• 10. Svitlana Prylutska et al. C60-fulleren förstärker cisplatins anticanceraktivitet och övervinner tumörcellernas läkemedelsresistens. Nano Research February 2017, Volume 10, Issue 2, pp 652-671
• 11. Pierre Lepage och 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. Riktad gadofulleren för känslig magnetisk resonanstomografi och riskstratifiering av bröstcancer. Nat Commun. 2017 Sep 25;8(1):692
• 13. Tsao N et al. In vitro-verkan av karboxyfulleren. Journal of Antimicrob Chemother. 2002 Apr;49(4):641-9
• 14. Tsao et al. Hämning av den ökade permeabiliteten hos blod-hjärnbarriären vid Escherichia coli-inducerad meningit genom karboxyfulleren. 2001. Fullerene Science and Technology 9,307-20
• 15. Shoji M et al. C 60 Fullerenderivats aktivitet mot influensa. PLoS One 2013; 8:e66337
• 16. Xiao S-l et al. Konjugering av cyklodextrin med fulleren som en ny klass av HCV-inträdeshämmare. Biorg Med Chem 2012; 20:5616-22
• 17. Zachary S. Martinez et al. Fullerenderivat hämmar kraftigt HIV-1-replikation genom att påverka virusmognaden utan att försämra proteasaktiviteten. Antimicrob Agents Chemother. 2016 okt; 60(10): 5731-5741
• 18. Tsuchiya T et al. En ny främjande verkan av fulleren C60 på kondrogenesen i cellkultursystem för embryonala extremitetsknoppar från råtta. Biochem Biophys Res Commun. 1995 Jan 26; 206(3):885-94
• 19. Yudoh K et al. Vattenlöslig C60-fulleren förhindrar degeneration av ledbrosk vid osteoartrit genom nedreglering av katabolisk aktivitet hos kondrocyter och hämning av broskdegeneration under sjukdomsutvecklingen. Arthritis Rheum. 2007 Oct; 56(10):3307-18
• 20. Lee NK et al. En avgörande roll för reaktiva syreföreningar i RANKL-inducerad osteoklastdifferentiering. Blod. 2005 Aug 1;106(3):852-9. Epub 2005 Apr 7
• 21. Kazuo Yudoh et al. Vattenlöslig fulleren (C60) hämmar osteoklastdifferentiering och benförstörelse vid artrit. International Journal of Nanomedicine. 2009; 4: 233-239
• 22. Liu H et al. Fullerol motverkar dexametasoninducerad oxidativ stress och adipogenes samtidigt som den ökar osteogenesen i en klonad mesenkymal stamcell från benmärg. J Orthop Res. 2012 Jul; 30(7):1051-7
• 23. Gonzalez KA et al. Syntes och in vitro-karakterisering av en vävnadsselektiv fulleren: vektorisering av C(60)(OH)(16)AMBP till mineraliserat ben. Bioorg Med Chem. 2002 Jun; 10(6):1991-7
• 24. Jin L et al. Fullerol i nanopartiklar lindrar radikulopati via NLRP3-inflammasom och neuropeptider. Nanomedicine. 2017 Aug;13(6):2049-2059
• 25. Ngan CL et al. Hudintervention med fullerenintegrerad nanoemulsion i strukturell och kollagenregenerering mot hudens åldrande. Eur J Pharm Sci2015; 70:22-8
• 26. Kato S et al. Klinisk utvärdering av fullerene-C60 löst i squalane för kosmetika mot rynkor. Journal of Nanoscience and Nanotechnology. 2010 Oct;10(10):6769-74
• 27. Ngan CL et al. Fullerenintegrerad nanoemulsion i huden för strukturell och kollagenregenerering mot hudens åldrande. Eur J Pharm Sci2015; 70:22-8
• 28. Inui S et al. Förbättring av acne vulgaris genom topikal applicering av fullerener: unik inverkan på hudvård. Nanomedicine. 2011 Apr;7(2):238-41
• 29. Andreev SM et al. Immunogena och allergiska egenskaper hos fullerenkonjugat med aminosyror och proteiner. Doklady Biochemistry. 2000;370:4-7
• 30. Sergey Andreev et al (2015) Studie av vattendispersion av fulleren som framställts med en ny dialysmetod: Enkelt sätt att framställa vattenlösning av fulleren. Fullerenes, Nanotubes and Carbon Nanostructures 23:9, sidorna 792-800