Tổng hợp nghiên cứu về hydro trong điều trị ung thư

Lưu ý 1: Bài khá dài và kiến thức chuyên sâu, các bạn có thể đọc những đoạn in đậm để tóm tắt!

Lưu ý 2: Bài viết được dịch từ bài gốc nên sẽ không tránh khỏi lỗi dịch thuật và sai lệch kiến thức nên nếu phát hiện thì các bạn bình luận góp ý cho mình nhé!

Tác giả: Sai Li 1 † , Rongrong Liao 2 † , Xiaoyan Sheng 2 † , Xiaojun Luo 3 , Xin Zhang 1 , Xiaomin Wen 3 , Jin Zhou 2 * và Kang Peng 1,3 *

1 Khoa Dược, Bệnh viện Tổng hợp Y học Cổ truyền Trung Quốc, Đại học Nam Y, Quảng Châu, Trung Quốc

2 Khoa Điều dưỡng, Bệnh viện Tổng hợp Y học Cổ truyền Trung Quốc, Đại học Nam Y, Quảng Châu, Trung Quốc

3 Trung tâm Điều trị Dự phòng Bệnh tật, Bệnh viện Tổng hợp Y học Cổ truyền Trung Quốc, Đại học Nam Y, Quảng Châu, Trung Quốc

Các phân tử tín hiệu khí (GSM), bao gồm oxy, carbon monoxide, nitric oxide, hydrogen sulfide,… đóng vai trò quan trọng trong việc điều chỉnh quá trình truyền tín hiệu và cân bằng nội môi tế bào.

Điều thú vị là, thông qua các hoạt động khác nhau, các phân tử này cũng thể hiện tiềm năng trong điều trị ung thư. Gần đây, khí hydro (công thức: H2) nổi lên như một GSM khác có nhiều hoạt tính sinh học, bao gồm chống viêm, chống các loại oxy phản ứng và chống ung thư.

Ngày càng có nhiều bằng chứng cho thấy khí hydro có thể làm giảm bớt các tác dụng phụ gây ra bởi liệu pháp hóa trị liệu thông thường, hoặc ngăn chặn sự phát triển của tế bào ung thư và khối u xenograft, cho thấy ứng dụng rộng rãi của nó trong liệu pháp điều trị lâm sàng.

Trong bài đánh giá hiện tại, chúng tôi tóm tắt các nghiên cứu này và thảo luận về các cơ chế cơ bản. Việc ứng dụng khí hydro trong điều trị ung thư vẫn còn trong giai đoạn sơ khai, cần phải có thêm nghiên cứu cơ học và sự phát triển của các thiết bị điều trị.

Mục lục

0 – GIỚI THIỆU

Các phân tử tín hiệu dạng khí (GSM) đề cập đến một nhóm các phân tử ở dạng khí, chẳng hạn như oxy (1), nitric oxide (2), carbon monoxide (3), hydro sulfide (4), sulfur dioxide (5, 6), ethylene (7, 8), v.v. Những phân tử khí này có nhiều chức năng quan trọng trong việc điều chỉnh sinh học tế bào in vivo thông qua truyền tín hiệu (9). Quan trọng hơn, một số GSM nhất định có thể đóng vai trò là tác nhân điều trị trong bệnh ung thư nguyên phát, cũng như trong điều trị ung thư đa kháng thuốc khi được sử dụng trực tiếp hoặc bằng một số công thức dược phẩm nhất định (9-13).

Ngoài ra, một số GSM này có thể được tạo ra trong cơ thể thông qua các vi khuẩn hoặc enzym khác nhau, chẳng hạn như oxit nitric, hydro sulfua. Vì thế chúng là những phân tử tương thích hơn có thể ít gây ra tác dụng phụ hơn so với các phương pháp trị liệu hóa học thông thường (9, 14, 15). Gần đây, khí hydro đã được công nhận như là một GSM quan trọng trong sinh học, thể hiện tiềm năng và vai trò của nó trong việc ngăn ngừa tổn thương tế bào từ những tấn công khác nhau (16 – 19).

Với công thức của H2, khí hydro là phân tử nhẹ nhất trong tự nhiên, chỉ chiếm khoảng 0,5 phần triệu (ppm) trong tất cả các chất khí. Về mặt tự nhiên, khí hydro là một loại khí không màu, không mùi, không vị, không độc, rất dễ cháy, có thể tạo thành hỗn hợp nổ với không khí ở nồng độ từ 4 đến 74% có thể được kích hoạt bởi tia lửa, nhiệt hoặc ánh sáng mặt trời.

Khí hydro có thể được tạo ra với một lượng nhỏ bằng hệ vi sinh vật đường tiêu hóa của con người. Chúng hydrogenase các carbohydrate không hấp thụ được trong ruột thông qua quá trình phân hủy và chuyển hóa (20 , 21), sau đó được khuếch tán một phần vào trong máu. Hydro được giải phóng và được phát hiện có trong hơi thở thở ra của con người (20), cho thấy tiềm năng của nó để phục vụ như một dấu ấn sinh học.

Là phân tử nhẹ nhất trong tự nhiên, khí hydro thể hiện đặc tính thâm nhập rất tốt, vì nó có thể khuếch tán nhanh chóng qua màng tế bào (22, 23). Nghiên cứu trên mô hình động vật cho thấy, sau khi uống nước siêu giàu hydro (HSRW) và tiêm trong phúc mạc nước muối siêu giàu hydro (HSRS), nồng độ hydro đạt đỉnh sau 5 phút; trong khi mất 1 phút bằng cách tiêm tĩnh mạch HSRS (23). Một nghiên cứu in vivo khác đã kiểm tra sự phân bố của hydro trong não, gan, thận, mỡ mạc treo và cơ đùi ở chuột khi hít phải khí hydro 3% (24). Thứ tự nồng độ của khí hydro, khi đạt đến trạng thái bão hòa, là gan, não, mạc treo, cơ, thận, cho thấy sự phân bố khác nhau giữa các cơ quan ở chuột. Ngoại trừ cơ đùi cần thời gian lâu hơn để bão hòa, các cơ quan khác cần 5–10 phút để đạt được Cmax (nồng độ hydro tối đa). Trong khi đó, gan có Cmax cao nhất (24). Thông tin này có thể định hướng ứng dụng lâm sàng của khí hydro trong tương lai.

Mặc dù khí hydro đã được nghiên cứu như một liệu pháp trên mô hình chuột ung thư biểu mô vảy da vào năm 1975 (25), nhưng tiềm năng của nó trong ứng dụng y tế vẫn chưa được khám phá rộng rãi cho đến năm 2007, khi Oshawa et al. báo cáo rằng hydro có thể cải thiện tổn thương do thiếu máu cục bộ tái tưới máu não bằng cách làm giảm có chọn lọc các loại oxy phản ứng gây độc tế bào (ROS), bao gồm gốc hydroxyl (• OH) và peroxynitrite (ONOO-) (26), sau đó thu hút sự chú ý trên toàn thế giới. Theo các công thức hành chính khác nhau, khí hydro đã được dùng như một chất điều trị cho nhiều loại bệnh, chẳng hạn như bệnh Parkinson (27, 28), viêm khớp dạng thấp (29), chấn thương não (30), chấn thương tái tưới máu do thiếu máu cục bộ (31, 32), và bệnh tiểu đường (33 , 34), v.v.

Quan trọng hơn, hydro đã được chứng minh là cải thiện các chỉ số lâm sàng và các triệu chứng đặc hiệu, từ các bệnh chuyển hóa đến rối loạn viêm hệ thống mãn tính đến ung thư (17). Một nghiên cứu lâm sàng vào năm 2016 cho thấy việc hít khí hydro an toàn ở những bệnh nhân mắc hội chứng sau ngừng tim (35), ứng dụng điều trị hơn nữa của hydro trong các bệnh khác thậm chí còn khả quan hơn nhiều.

Trong bài đánh giá hiện tại, chúng tôi đề cập đến ứng dụng của nó trong điều trị ung thư. Thông thường, khí hydro có thể phát huy các chức năng sinh học của nó thông qua việc điều chỉnh các vấn đề như ROS, viêm và apoptosis.

I – CÁC CƠ CHẾ TÁC ĐỘNG CỦA HYDRO LÊN CƠ THỂ

I.1 – Khí Hydro trung hòa một cách có chọn lọc Hydroxyl Radical và Peroxynitrite, và điều chỉnh một số Enzyme chống oxy hóa nhất định

Cho đến nay, nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng khí hydro không nhắm mục tiêu vào các protein cụ thể, nhưng điều chỉnh một số tác nhân chính gây ung thư, bao gồm ROS và một số enzym chống oxy hóa nhất định (36).

ROS là từ viết tắt cho một loạt các phân tử không ổn định có chứa oxy, bao gồm oxy đơn (O2•), hydrogen peroxide (H2O2), gốc hydroxyl (•OH), superoxide (∙O-2•O2-), oxit nitric (NO •) và peroxynitrit (ONOO – ), v.v. (37, 38). Sau khi được tạo ra trong cơ thể sống , do khả năng phản ứng cao của chúng, ROS có thể tấn công các protein, DNA / RNA và lipid trong tế bào, gây ra các tổn thương khác biệt có thể dẫn đến quá trình chết rụng. Sự hiện diện của ROS có thể tạo ra căng thẳng và tổn thương tế bào có thể tạo ra cái chết của tế bào, thông qua một cơ chế được gọi là stress oxy hóa (39 , 40).

Thông thường, trong điều kiện thể chất, các tế bào bao gồm cả tế bào ung thư duy trì sự cân bằng giữa việc tạo ra và loại bỏ ROS, điều này quan trọng nhất đối với sự sống còn của tế bào (41 , 42). ROS được sản xuất quá mức, do hệ thống điều hòa mất cân bằng hoặc do tấn công hóa học từ bên ngoài (bao gồm hóa trị / xạ trị), có thể bắt đầu quá trình apoptosis bên trong, gây ra các tác dụng độc hại nghiêm trọng (43 – 45).

Khí hydro có thể hoạt động như một bộ điều chế ROS. Đầu tiên, theo nghiên cứu của Ohsawa và cộng sự, khí hydro có thể chọn lọc một cách chọn lọc ROS, • OH gây độc tế bào nhất, như đã được thử nghiệm trên mô hình chuột cấp tính về thiếu máu não và tái tưới máu ( 26 ). Một nghiên cứu khác cũng xác nhận rằng khí hydro có thể làm giảm độc tính của oxy do oxy quá cao thông qua việc giảm • OH ( 46 ) một cách hiệu quả .

Thứ hai, hydro có thể gây ra sự biểu hiện của một số enzym chống oxy hóa có thể loại bỏ ROS và nó đóng vai trò quan trọng trong việc điều chỉnh cân bằng nội môi oxy hóa khử của các tế bào ung thư ( 42 , 47 ). Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng khi xử lý bằng khí hydro, sự biểu hiện của superoxide dismutase (SOD) ( 48 ), heme oxyganase-1 (HO-1) ( 49 ), cũng như yếu tố nhân erythroid 2 liên quan đến yếu tố 2 (Nrf2) ( 50 ), tăng đáng kể, tăng cường tiềm năng của nó trong việc loại bỏ ROS.

Bằng cách điều chỉnh ROS, khí hydro có thể hoạt động như một phác đồ bổ trợ để giảm các tác dụng phụ trong điều trị ung thư đồng thời không loại bỏ độc tính tế bào của liệu pháp khác, chẳng hạn như xạ trị và hóa trị ( 48 , 51 ). Điều thú vị là do ROS được sản xuất quá mức trong các tế bào ung thư ( 38 ), việc sử dụng khí hydro có thể làm giảm mức ROS ngay từ đầu, nhưng nó kích thích sản xuất ROS nhiều hơn do hiệu ứng bù trừ, dẫn đến tiêu diệt các tế bào ung thư. ( 52 ).

I.2 – Khí hydro ngăn chặn các Cytokine gây viêm

Các cytokine gây viêm là một loạt các phân tử tín hiệu làm trung gian cho phản ứng miễn dịch bẩm sinh, mà rối loạn điều hòa có thể góp phần gây ra nhiều bệnh, bao gồm cả ung thư (53 – 55). Các cytokine gây viêm điển hình bao gồm interleukin (ILs) được bài tiết bởi bạch cầu, các yếu tố hoại tử khối u (TNFs) do đại thực bào bài tiết, cả hai đều cho thấy mối liên hệ chặt chẽ với sự khởi đầu và tiến triển của ung thư (56 – 59), và cả ILs và TNFs đều có thể bị triệt tiêu bởi khí hydro (60 , 61).

Tình trạng viêm do hóa trị liệu ở bệnh nhân ung thư không chỉ gây ra các tác dụng phụ nghiêm trọng (62, 63) mà còn dẫn đến di căn ung thư và điều trị thất bại (64, 65). Bằng cách điều chỉnh tình trạng viêm, khí hydro có thể ngăn chặn sự hình thành, tiến triển của khối u, cũng như giảm các tác dụng phụ do hóa trị / xạ trị gây ra (66).

I.3 – Khí Hydro Ức chế/Gây chết apoptosis

Apoptosis, còn được gọi là quá trình chết tế bào theo chương trình, có thể được kích hoạt bởi các tín hiệu bên ngoài hoặc bên trong và được thực hiện bằng các con đường phân tử khác nhau, đóng vai trò là một chiến lược hiệu quả để điều trị ung thư (67, 68).

Nói chung, quá trình apoptosis có thể được gây ra bằng cách (1) kích hoạt các thụ thể chết trên bề mặt tế bào (chẳng hạn như Fas, thụ thể TNF hoặc phối tử gây chết apoptosis liên quan đến TNF), (2) ngăn chặn tín hiệu sống sót (chẳng hạn như thụ thể yếu tố tăng trưởng biểu bì, protein kinase kích hoạt mitogen, hoặc phosphoinositide 3-kinase), và (3) kích hoạt các protein thuộc nhóm lymphoma-2 (Bcl-2) tế bào gốc apoptotic, hoặc các protein chống apoptosis điều hòa (chẳng hạn như liên kết X chất ức chế protein apoptosis, sống sót và chất ức chế quá trình apoptosis) (69, 70).

Khí hydro có thể điều chỉnh quá trình apoptosis nội bào bằng cách tác động đến sự biểu hiện của các enzym liên quan đến quá trình apoptosis. Ở nồng độ nhất định, nó có thể hoạt động như tác nhân ức chế quá trình apoptosis thông qua việc ức chế protein X liên kết với ung thư tế bào B pro-apoptotic-2 (Bax), caspase-3, 8, 12 và tăng cường tế bào B chống apoptosis lymphoma-2 (Bcl-2) (71), hoặc là tác nhân gây apoptosis thông qua cơ chế tương phản (72), cho thấy tiềm năng của hydro trong việc bảo vệ các tế bào bình thường khỏi các loại thuốc chống ung thư hoặc trong việc ức chế các tế bào ung thư.

II – KHÍ HYDRO CHO THẤY TIỀM NĂNG TRONG ĐIỀU TRỊ UNG THƯ

II.1 – Khí hydro làm giảm các tác dụng phụ liên quan đến hóa trị / xạ trị

Hóa trị và xạ trị vẫn là những chiến lược hàng đầu để điều trị ung thư (73 , 74). Tuy nhiên, bệnh nhân ung thư nhận được các phương pháp điều trị này thường cảm thấy mệt mỏi và suy giảm chất lượng cuộc sống (75 – 77). Sự phát sinh ROS tăng vọt trong quá trình điều trị được cho là góp phần gây ra các tác dụng phụ, dẫn đến stress oxy hóa và viêm nhiễm đáng kể (41, 42, 78). Do đó, được hưởng lợi từ các đặc tính chống oxy hóa và chống viêm và bảo vệ tế bào khác, khí hydro có thể được sử dụng như một chế độ điều trị bổ trợ để ngăn chặn những tác dụng phụ này.

II.1.1 – Khí hydro giảm viêm do cytokine

Dưới điều trị bằng thuốc ức chế thụ thể của yếu tố tăng trưởng biểu bì gefitinib, bệnh nhân ung thư phổi không phải tế bào nhỏ thường bị viêm phổi kẽ cấp tính nặng (79). Trong mô hình chuột được điều trị bằng uống gefitinib và tiêm naphthalene trong phúc mạc gây tổn thương phổi nghiêm trọng do stress oxy hóa, điều trị bằng nước giàu hydro làm giảm đáng kể các cytokine gây viêm, chẳng hạn như IL-6 và TNFα trong dịch rửa phế quản phế nang, rất tốt để giảm viêm phổi. Quan trọng hơn, nước giàu hydro không làm giảm tác dụng chống khối u tổng thể của gefitinib cả in vitroin vivo, trong khi ngược lại, nó đối kháng với sự giảm cân do gefitinib và naphthalene gây ra, và nâng cao tỷ lệ sống sót tổng thể, cho thấy khí hydro là một sản phẩm bổ trợ đầy hứa hẹn có tiềm năng được áp dụng trong thực hành lâm sàng để cải thiện chất lượng cuộc sống của bệnh nhân ung thư (80).

II.1.2 – Khí hydro giảm tác dụng phụ của kháng sinh Doxobicin

Doxorubicin, một kháng sinh anthracycline, là một chất chống ung thư hiệu quả trong điều trị các bệnh ung thư khác nhau, nhưng ứng dụng của nó bị hạn chế đối với bệnh cơ tim giãn nở gây tử vong và nhiễm độc gan (81, 82). Một nghiên cứu in vivo cho thấy tiêm nước muối giàu hydro vào màng bụng giúp giảm tỷ lệ tử vong và rối loạn chức năng tim do doxorubicin gây ra. Phương pháp điều trị này cũng làm giảm các thay đổi mô bệnh học trong huyết thanh của chuột, chẳng hạn như mức peptide natri lợi niệu trong huyết thanh (BNP), aspartate transaminase (AST), alanin transaminase (ALT), albumin và malondialdehyde (MDA). Về mặt cơ học, nước muối giàu hydro làm giảm đáng kể mức ROS, cũng như các cytokine gây viêm TNF-α, IL-1β và IL-6 trong mô tim và gan. Nước muối giàu hydro cũng gây ra ít biểu hiện apoptotic Bax hơn, caspase-3 bị phân cắt và Bcl-2 chống apoptotic cao hơn, dẫn đến giảm apoptosis ở cả hai mô (71). Nghiên cứu này gợi ý rằng phương pháp điều trị bằng nước muối giàu hydro phát huy tác dụng bảo vệ của nó thông qua việc ức chế con đường gây viêm TNF-α / IL-6, làm tăng biểu hiện C8 bị phân cắt và tỷ lệ Bcl-2 / Bax, đồng thời làm giảm quá trình chết rụng tế bào ở cả mô tim và gan (71).

II.1.3 – Khí hydro giảm độc tính của cisplatin trên thận, buồng trứng

Nước giàu hydro cũng cho thấy tác dụng bảo vệ thận chống lại độc tính trên thận do cisplatin gây ra ở chuột. Trong các nghiên cứu, hình ảnh cộng hưởng từ tương phản phụ thuộc vào mức độ oxy hóa (BOLD) trong máu (MRI) thu được ở các nhóm được điều trị khác nhau cho thấy nồng độ creatinine và nitơ urê máu (BUN), hai thông số liên quan đến độc tính trên thận, cao hơn đáng kể ở nhóm điều trị cisplatin. Xử lý nước giàu hydro có thể đảo ngược đáng kể các tác động độc hại, và nó cho thấy transverse relaxation rate cao hơn nhiều bằng cách loại bỏ các gốc oxy (83, 84).

Một nghiên cứu khác cho thấy cả hít khí hydro (1% hydro trong không khí) và uống nước giàu hydro (0,8 mM hydro trong nước) có thể đảo ngược tỷ lệ tử vong và giảm trọng lượng cơ thể do cisplatin gây ra thông qua đặc tính chống oxy hóa của nó. Cả hai phương pháp điều trị đều cải thiện sự biến chất, đi kèm với giảm quá trình apoptosis ở thận, và độc tính trên thận được đánh giá bằng nồng độ creatinin và BUN trong huyết thanh. Quan trọng hơn, hydro không làm giảm hoạt động chống khối u của cisplatin chống lại các dòng tế bào ung thư trong ống nghiệm và ở chuột mang khối u (85). Kết quả tương tự cũng được quan sát thấy trong nghiên cứu của Meng và cộng sự, vì họ cho thấy rằng nước muối giàu hydro có thể làm giảm sự giải phóng hormone kích thích nang trứng, nâng cao mức độ estrogen, cải thiện sự phát triển của các nang trứng và giảm tổn thương cho vỏ buồng trứng do cisplatin gây ra. Trong nghiên cứu, điều trị bằng cisplatin gây ra các sản phẩm oxy hóa ở mức độ cao hơn, ức chế hoạt động của enzym chống oxy hóa. Việc sử dụng nước muối giàu hydro có thể đảo ngược những tác động độc hại này bằng cách giảm MDA và khôi phục hoạt động của superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT), hai loại enzyme chống oxy hóa quan trọng. Hơn nữa, nước muối giàu hydro kích thích con đường Nrf2 ở chuột bị tổn thương buồng trứng (86).

II.1.4 – Giảm độc gan trong ung thư đại trực tràng

Phác đồ mFOLFOX6, bao gồm axit folinic, 5-fluorouracil và oxaliplatin, được sử dụng như là phương pháp điều trị đầu tiên cho ung thư đại trực tràng di căn, nhưng nó cũng gây ra các tác dụng độc hại cho gan, dẫn đến chất lượng cuộc sống của bệnh nhân không tốt (87 ,88). Một nghiên cứu lâm sàng đã được thực hiện ở Trung Quốc bằng cách đầu tư tác dụng bảo vệ của nước giàu hydro đối với chức năng gan của bệnh nhân ung thư đại trực tràng (144 bệnh nhân đã được đăng ký và 136 trong số họ được đưa vào phân tích cuối cùng) được điều trị bằng hóa trị mFOLFOX6. Kết quả cho thấy nhóm giả dược có tác dụng gây tổn hại do hóa trị mFOLFOX6 được đo bằng mức tăng ALT, AST và bilirubin gián tiếp (IBIL), trong khi nhóm điều trị kết hợp nước giàu hydro không có sự khác biệt về chức năng gan trong quá trình điều trị, có thể là do hoạt động chống oxy hóa của nó, cho thấy nó là một chất bảo vệ đầy hứa hẹn để giảm bớt tổn thương gan liên quan đến mFOLFOX6 (51).

II.1.5 – Hydro tăng tốc chữa lành vết thương do bức xạ ion hóa gây ra

Hầu hết các tác động có hại do bức xạ ion hóa gây ra đối với các tế bào bình thường là do các gốc hydroxyl gây ra. Sự kết hợp của xạ trị với một số dạng khí hydro có thể có lợi để giảm bớt những tác dụng phụ này (89). Thật vậy, một số nghiên cứu đã phát hiện ra rằng hydro có thể bảo vệ tế bào và chuột khỏi bức xạ (48, 90).

Như được thử nghiệm trên mô hình chuột bị tổn thương da được thiết lập bằng cách sử dụng chùm tia điện tử 44 Gy, nhóm được điều trị bằng nước giàu hydro có mức độ hoạt động SOD cao hơn và MDA và IL-6 trong mô bị thương thấp hơn so với nhóm đối chứng và nhóm chưng cất. nhóm nước. Hơn nữa, nước giàu hydro rút ngắn thời gian chữa lành và tăng tốc độ chữa lành vết thương trên da (48).

II.1.6 – Giảm độc tính đường tiêu hóa do xạ trị

Độc tính trên đường tiêu hóa là một tác dụng phụ thường gặp do xạ trị gây ra, làm giảm chất lượng cuộc sống của bệnh nhân ung thư (91). Như được thể hiện trong nghiên cứu của Xiao và cộng sự trên mô hình chuột, việc sử dụng nước hydro qua thiết bị đo đường uống làm tăng tỷ lệ sống sót và trọng lượng cơ thể của những con chuột được chiếu xạ toàn bộ vùng bụng, đi kèm với sự cải thiện chức năng đường tiêu hóa và tính toàn vẹn của biểu mô của ruột non. Phân tích vi mô sâu hơn cho thấy rằng quá trình xử lý nước bằng hydro đã điều chỉnh miR-1968-5p, sau đó điều chỉnh lại gen phản ứng chính biệt hóa dòng tủy mục tiêu 88 của nó (MyD88, một chất trung gian trong bệnh lý miễn dịch và động lực của hệ vi sinh vật đường ruột của một số bệnh đường ruột liên quan đến bệnh – như các thụ thể 9) biểu hiện ở ruột non sau khi chiếu xạ toàn bộ vùng bụng (92).

II.1.7 – Bảo vệ gan trong xạ trị

Một nghiên cứu khác được thực hiện trên những bệnh nhân lâm sàng có khối u gan ác tính cho thấy việc tiêu thụ nước giàu hydro trong 6 tuần làm giảm mức độ phản ứng của chất chuyển hóa oxy, hydroperoxide và duy trì hoạt động chống oxy hóa sinh học trong máu. Điều quan trọng là chất lượng cuộc sống trong quá trình xạ trị được cải thiện đáng kể ở nhóm nước giàu hydro so với nhóm dùng giả dược. Cả hai nhóm đều thể hiện phản ứng của khối u tương tự nhau đối với xạ trị, cho thấy rằng việc tiêu thụ nước giàu hydro làm giảm stress oxy hóa do bức xạ gây ra trong khi đồng thời không làm giảm tác dụng chống khối u của xạ trị (93).

II.2 – Khí hydro hoạt động hiệp đồng với liệu pháp nhiệt

Gần đây, một nghiên cứu cho thấy hydro có thể nâng cao tác dụng của liệu pháp quang nhiệt. Zhao và cộng sự đã thiết kế các tinh thể nano Pd được hydro hóa (được đặt tên là PdH 0,2 ) làm chất mang hydro đa chức năng để cho phép phân phối nhắm mục tiêu khối u (do tinh thể nano Pd khối 30 nm) và giải phóng hydro có tính khử sinh học có kiểm soát (do hydro được kết hợp vào mạng của Pd).

Như đã chỉ ra trong nghiên cứu này, việc giải phóng hydro có thể được điều chỉnh bằng công suất và thời gian chiếu xạ cận hồng ngoại (NIR). Xử lý PdH 0,2 các tinh thể nano cộng với chiếu xạ NIR dẫn đến mất ROS ban đầu cao hơn trong các tế bào ung thư và sự phục hồi ROS sau đó cũng cao hơn nhiều so với các tế bào bình thường, dẫn đến quá trình chết rụng nhiều hơn và ức chế nghiêm trọng chuyển hóa ti thể ở các tế bào ung thư chứ không phải ở các tế bào bình thường.

Sự kết hợp của các tinh thể nano PdH 0,2 với chiếu xạ NIR làm tăng đáng kể hiệu quả chống ung thư của liệu pháp nhiệt, đạt được hiệu quả chống ung thư toàn diện. Đánh giá an toàn in vivo cho thấy liều tiêm 10 mg kg -1 PdH 0,2 tinh thể nano không gây tử vong, không thay đổi một số chỉ số máu và không ảnh hưởng đến chức năng gan và thận.

Trong mô hình khối u ung thư vú ở chuột 4T1 và mô hình khối u hắc tố B16-F10, PdH kết hợp0,2 tinh thể nano và liệu pháp chiếu xạ NIR thể hiện tác dụng chống ung thư tổng hợp, dẫn đến ức chế khối u đáng kể khi so sánh với liệu pháp nhiệt. Trong khi đó, nhóm kết hợp cho thấy không có tổn thương rõ ràng đối với tim, gan, lá lách, phổi và thận, cho thấy sự tương thích và an toàn của mô phù hợp (52).

II.3 – Khí hydro ngăn chặn sự hình thành khối u

II.3.1 -Giảm nguy cơ khối u trên thận

Li và cộng sự. báo cáo rằng việc tiêu thụ nước giàu hydro làm giảm tổn thương thận do Ferric nitrilotriacetate (Fe-NTA) gây ra ở chuột, bằng chứng là giảm nồng độ creatinine huyết thanh và BUN.

Nước giàu hydro ngăn chặn stress oxy hóa do Fe-NTA gây ra bằng cách giảm quá trình peroxy hóa lipid, ONOO -, và ức chế các hoạt động của NADPH oxidase và xanthine oxidase, cũng như bằng cách điều chỉnh chất chống oxy hóa catalase, và phục hồi chức năng của ty thể trong thận. Do đó, các cytokine gây viêm do Fe-NTA gây ra, chẳng hạn như NF-κB, IL-6, và protein hóa trị monocyte-1 đã được giảm bớt đáng kể bằng cách xử lý bằng hydro.

Quan trọng hơn, việc tiêu thụ nước giàu hydro đã ức chế sự biểu hiện của một số protein liên quan đến ung thư, bao gồm yếu tố tăng trưởng nội mô mạch máu (VEGF), đầu dò tín hiệu và chất kích hoạt phosphoryl hóa phiên mã 3 (STAT3) và tăng sinh kháng nguyên nhân tế bào (PCNA) ở chuột, dẫn đến tỷ lệ ung thư biểu mô tế bào thận thấp hơn và ngăn chặn sự phát triển của khối u. Nghiên cứu này cho thấy rằng nước giàu hydro là một chế độ đầy hứa hẹn để làm giảm tổn thương thận do Fe-NTA gây ra và ngăn chặn các sự kiện khối u sớm (66).

II.3.2 -Ngăn ngừa và hỗ trợ điều trị ung thư gan

Viêm gan nhiễm mỡ không do rượu (NASH) do stress oxy hóa gây ra bởi các kích thích khác nhau, là một trong những lý do gây ra ung thư gan (94 ,95). Trên mô hình chuột, việc sử dụng nước giàu hydro làm giảm cholesterol trong gan, biểu hiện thụ thể α (PPARα) được kích hoạt bởi peroxisome, và tăng tác dụng chống oxy hóa ở gan khi so sánh với nhóm đối chứng và nhóm được điều trị bằng pioglitazone (96).

Nước giàu hydro thể hiện tác dụng ức chế mạnh mẽ các cytokine gây viêm TNF-α và IL-6, stress oxy hóa và dấu ấn sinh học apoptosis. Như thể hiện trong mô hình sinh ung thư gan liên quan đến NASH, ở nhóm điều trị bằng nước giàu hydro, tỷ lệ mắc khối u thấp hơn và thể tích khối u nhỏ hơn so với nhóm điều trị bằng pioglitazone và nhóm điều trị bằng pioglitazone. Những phát hiện trên chỉ ra rằng nước giàu hydro có tiềm năng trong việc bảo vệ gan và điều trị ung thư gan (96).

II.4 – Khí hydro ngăn chặn sự phát triển của khối u

Không chỉ có tác dụng như một liệu pháp bổ trợ, khí hydro còn có thể ngăn chặn sự phát triển của khối u và tế bào khối u.

II.4.1 – Ngăn phát triển ung thư phổi

Như được thể hiện trong nghiên cứu của Wang và cộng sự, trên các dòng tế bào ung thư phổi A549 và tế bào H1975, khí hydro ức chế sự tăng sinh, di cư và xâm nhập của tế bào, đồng thời gây ra quá trình chết rụng đáng kể như đã được thử nghiệm bằng CCK-8, chữa lành vết thương, xét nghiệm chuyển gen và đo tế bào dòng chảy.

Khí hydro bắt giữ chu kỳ tế bào ở giai đoạn G2 / M trên cả hai dòng tế bào thông qua việc ức chế sự biểu hiện của một số protein điều hòa chu kỳ tế bào, bao gồm Cyclin D1, CDK4 và CDK6. Nhiễm sắc thể 3 (SMC3), một phức hợp cần thiết cho sự gắn kết nhiễm sắc thể trong chu kỳ tế bào (97), đã bị khí hydro ngăn chặn thông qua các hiệu ứng khắp nơi. Quan trọng là in vivo nghiên cứu cho thấy rằng trong điều trị bằng khí hydro, sự phát triển của khối u bị ức chế đáng kể, cũng như sự biểu hiện của Ki-67, VEGF và SMC3. Những dữ liệu này cho thấy khí hydro có thể dùng như một phương pháp mới để điều trị ung thư phổi (98).

II.4.2 – Ngăn phát triển ung thư thực quản

Do các đặc tính hóa lý của nó, việc sử dụng khí hydro đã bị hạn chế nghiêm ngặt trong bệnh viện và các cơ sở y tế và phòng thí nghiệm. Li và cộng sự. đã thiết kế một silica hydro đóng rắn (H2-silica) có thể giải phóng ổn định hydro phân tử vào môi trường nuôi cấy tế bào. H2-silica có thể ức chế nồng độ phụ thuộc vào khả năng sống của tế bào ung thư biểu mô tế bào vảy thực quản ở người (KYSE-70), trong khi nó cần liều cao hơn để ức chế các tế bào biểu mô thực quản bình thường của người (HEEpiCs), cho thấy cấu trúc chọn lọc của nó. Hiệu quả này đã được khẳng định thêm bằng xét nghiệm apoptosis và xét nghiệm di chuyển tế bào trong hai dòng tế bào này. Nghiên cứu cơ học cho thấy H2-silica phát huy tác dụng chống ung thư của nó thông qua việc tạo ra H2O2 tích lũy, bắt giữ chu kỳ tế bào và cảm ứng apoptosis qua trung gian của con đường apoptotic ti thể (72).

II.4.3 – Ngăn phát triển ung thư buồng trứng

Gần đây, khí hydro được phát hiện có khả năng ức chế tế bào gốc ung thư (CSC). Khí hydro làm giảm sự hình thành khuẩn lạc và hình cầu của các dòng tế bào ung thư buồng trứng người Hs38.T và tế bào PA-1 thông qua việc ức chế dấu hiệu tăng sinh Ki67, dấu hiệu tế bào gốc CD34 và hình thành mạch. Xử lý khí hydro đã ức chế đáng kể sự tăng sinh, xâm nhập, di cư của cả tế bào Hs38.T và PA-1. Quan trọng hơn, việc hít phải khí hydro đã ức chế đáng kể thể tích khối u như được thể hiện trong mô hình chuột khỏa thân BALB / c của Hs38.T (99).

II.4.4 – Ngăn phát triển u nguyên bào thần kinh đệm

Một nghiên cứu khác gần đây cũng xác nhận tác dụng của khí hydro trong việc ngăn chặn u nguyên bào thần kinh đệm (GBM), loại u não ác tính phổ biến nhất. Nghiên cứu in vitro chỉ ra rằng khí hydro ức chế một số dấu hiệu liên quan đến tính thân, dẫn đến ngăn chặn sự hình thành khối cầu, di chuyển tế bào, xâm nhập và hình thành khuẩn lạc của tế bào u thần kinh đệm. Bằng cách hít khí hydro (67%) 1 giờ, 2 lần mỗi ngày, sự tăng trưởng GBM bị ức chế đáng kể và tỷ lệ sống sót được cải thiện trong mô hình u thần kinh đệm trực khuẩn ở chuột, cho thấy hydro có thể là một tác nhân đầy hứa hẹn trong điều trị GBM (100).

III – THẢO LUẬN

Khí hydro đã được công nhận là một loại khí y tế có tiềm năng trong việc điều trị bệnh tim mạch, bệnh viêm nhiễm, rối loạn thoái hóa thần kinh và ung thư (17, 60). Là một chất xác định gốc hydroxyl và peroxynitrit, và do tác dụng chống viêm của nó, khí hydro có thể hoạt động để ngăn ngừa / làm giảm các tác động bất lợi do hóa trị và xạ trị gây ra mà không làm giảm khả năng chống ung thư của chúng (như tóm tắt trong Bảng 1 và Hình 1) . Khí hydro cũng có thể hoạt động đơn lẻ hoặc hiệp đồng với liệu pháp khác để ngăn chặn sự phát triển của khối u thông qua việc gây ra quá trình apoptosis, ức chế các yếu tố liên quan đến CSC và chu kỳ tế bào, v.v. (tóm tắt trong Bảng 1).

Hình 1: Tóm tắt tác dụng của hydro trong điều trị ung thư

Bảng 1: Tóm tắt tác dụng của hydro trong điều trị ung thư

Tham khảo nguồn tài liệu nghiên cứu tại bài viết gốc: https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fonc.2019.00696/full

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai.

Liên hệ