4. CBD i fulereny (C₆₀). C₆₀ to maleńkie trójwymiarowe złożone z sześciokątów i pięciokątów nanocząstki węglowe nazwane „fulerenami” na cześć amerykańskiego konstruktora i architekta Richarda Buckminstera Fullera. Jedne z pierwszych badań nad fulerenami przeprowadzano na Uniwersytecie Rice’a w Houston w Teksasie w USA w roku 1985. Próby laboratoryjne na szczurach dały zdumiewające wyniki. Szczury, którym podawano fulereny, podobno żyły 90 razy dłużej niż normalnie. Okazało się, że kowalencyjne nanocząstki C₆₀ mają zdolność do przekraczania bariery krew-mózg i przekształcania struktur DNA determinujących żywotność komórek.

 

 

Buckminster Fuller ze swoją kopułą geodezyjną w roku 1967 na targach Expo w Montrealu w Kanadzie.

 

 

Naukowcy z Uniwersytetu Rice’a twierdzili, że C₆₀ mogą restrukturyzować telomery chromosomalne i w ten sposób sprzyjać wydłużaniu życia. Te ustalenia oparte na badaniach na szczurach spowodowały nadmierną kampanię reklamową omawianych molekuł. Badania ich potencjału w zakresie długości życia ludzi nie są jednoznaczne.

Od czasu tych wstępnych odkryć właściwości C₆₀ kolejne badania nie potwierdziły ich zdolności do przedłużania życia.

Jedno z badań wykazało, że C₆₀ wiążą się z DNA i białkami i wywołują zakłócenia w ścieżce MMR wykorzystywanej do naprawy DNA. Autorzy tego badania oznajmili, że mogą one prowadzić do mutacji i rozwoju guzów (Gupta et al., 2011).

To badanie wywołało zaniepokojenie w środowisku naukowym co do bezpieczeństwa i skuteczności C₆₀.

C₆₀ występują normalnie w odwarze oliwy (oleju z oliwek) z pierwszego tłoczenia i zyskują obecnie popularność jako składnik oleju CBD. Ta nowa kombinacja z wykorzystaniem nanotechnologii ma w założeniu dawać większy potencjał terapeutyczny od standardowego oleju CBD.

 

Jaki jest potencjał C₆₀?

Niedawne badania ujawniły, że C₆₀ zmniejsza zmęczenie mięśni poprzez obniżanie poziomu H₂O₂ (nadtlenek wodoru) i TBARS (thiobarbituric acid reactive substances – reaktywne substancje kwasu tiobarbiturowego). C₆₀ działa jako endogenny przeciwutleniacz zwiększający poziom glutationu (GSH) i katalazę (CAT) w mięśniach. Według jednego z badań C₆₀ jest potencjalnie środkiem leczniczym redukującym i niwelującym zmęczenie mięśni poprzecznie prążkowanych u ludzi (Prylutsky et al., 2017). W innym badaniu stwierdzono z kolei, że C₆₀ zawarty w oliwie znacząco zmniejsza uszkodzenia DNA w tkankach serca i wątroby u szczurów wystawionych na działanie mutagennej/genotoksycznej substancji o nazwie cyklofosfamid (Aly et al., 2018). Badania te wskazują, że C₆₀ może działać antyoksydacyjnie i ochronnie w stosunku do tkanek. Przedwczesne jest jednak nazywanie tych cząstek panaceum pozwalającym wydłużyć ludzkie życie.

 

Jakie zastosowanie można znaleźć dla nanocząstek C₆₀?

Zdolność C₆₀ do wiązania się z DNA nie musi być wadą, szczególnie w niektórych zastosowaniach, takich jak terapia przeciwnowotworowa. Okazuje się, że te nanocząstki można wykorzystać jako platformę transportową w leczeniu trudnych rodzajów raka. Statystycznie jedną z najgorszych odmian nowotworów u ludzi jest rak wątroby. Aktywowane przez wiązki fotodynamiczne oraz w połączeniu z L-fenyloalaniną (C₆₀-fe) i glicyną (C₆₀-gli) fulereny C₆₀ wykazały wobec komórek ludzkiego raka wątroby działanie apoptotyczne. Przejawiły też potencjał w leczeniu nowotworu wątroby po aktywacji za pomocą iluminacji fotodynamicznej (Li et al., 2014).

 

Aktywacja nanocząstek w przypadku raka

Terapia iluminacją fotodynamiczną to zabieg, w ramach którego emituje się światło o różnych długościach fal z zewnątrz ciała, co indukuje reakcję nanocząstek w organizmie. Nanomolekuły o różnym składzie zachowują się jak fotoczułe cząsteczki pochłaniające fotony. Innymi słowy, absorbują energię świetlną fotonów o określonych długościach fali, które generują cytotoksyczną reaktywną odmianę tlenu (ROS) niszczącą komórki nowotworowe. Może to być bardzo przydatne w przypadku starszych pacjentów i tych, którzy nie kwalifikują się do operacji.

Ten rodzaj terapii nie powoduje takich skutków ubocznych, jak chemioterapia i radioterapia, i jest efektywny przy szerokiej gamie powierzchownych i głęboko osadzonych nowotworów (Sivasubramanian et al., 2019).

Nową odmianą terapii fotodynamicznej (PDT) jest terapia sonofotodynamiczna (SPDT). Metoda ta polega na stosowaniu dwóch dodatkowych pozyskiwanych z chlorofilu sonofotoczułych substancji razem z częstotliwościami ultradźwiękowymi. Dodatkowe rezonujące częstotliwości połączone z PDT stanowią lepsze rozwiązanie przy ciężkich mięsakach i żołądkowych gruczolakorakach. Zewnętrzne wiązki foto oraz fale dźwiękowe tworzą wewnętrzny efekt rezonansowy aktywujący nanocząstki w połączeniu z mikrodawkami środków przeciwnowotworowych, co znacząco zwiększa skuteczność niszczenia nowotworów (Li et al., 2017).

Nanomolekuły podobne do C₆₀ są obecnie ekstensywnie stosowane przez firmy biotechnologiczne z branży farmaceutycznej w konwencjonalnej terapii onkologicznej. Różne układy nanocząstek są wykorzystywane jako platforma do przenoszenia mikrodawek chemicznych leków do wnętrza guzów. K.H. Son i jego współpracownicy pokazali, jak stosować cząstki węgla jako nanonośniki wielu różnych ściśle ukierunkowanych leków przeciwnowotworowych. Te nanonośniki pozwalają optymalizować efektywność terapii przeciwnowotworowej przy pomocy minimalnych mikrodawek (Son et al., 2016).