En los últimos años, se ha descubierto que la inhalación de hidrógeno trata ciertas enfermedades, como la inflamación y el daño cerebral. En la actualidad, el mecanismo médico de la máquina de inhalación de H2 se debe principalmente a que puede reducir el nivel de especies tóxicas reactivas de oxígeno. Sin embargo, el mecanismo de acción de las moléculas de hidrógeno en determinadas enfermedades, como los tumores, aún no está claro.

Los métodos tradicionales de absorción de hidrógeno tienen un efecto terapéutico limitado en tumores profundos porque el hidrógeno no puede alcanzar altas concentraciones alrededor del tumor. Para abordar estos problemas, se han comenzado a investigar estrategias terapéuticas que liberan hidrógeno localmente, como la inyección directa o la focalización en el tejido tumoral mediante nanopartículas que pueden liberar hidrógeno. Sin embargo, estas nanopartículas suelen ser no degradables y citotóxicas, lo que aumenta los riesgos para la salud de los pacientes.

El equipo del profesor Zhang Xiaonong de la Universidad Jiao Tong de Shanghai diseñó un método para regular la tasa de liberación de hidrógeno alrededor de los tumores. Al ajustar el área de superficie expuesta de los implantes metálicos de magnesio, se puede lograr un suministro de gas hidrógeno local, controlable y eficiente, mejorando así el efecto del tratamiento del tumor. Los resultados experimentales muestran que las máquinas de hidrógenopuede bloquear la división de las células tumorales, inducir la apoptosis y, en última instancia, inhibir la proliferación de las células tumorales. Investigaciones adicionales encontraron que las moléculas de hidrógeno pueden inducir la apoptosis de las células tumorales al regular la vía de señalización de la apoptosis mediada por lisosomas-mitocondrias. Al regular positivamente la expresión del gen supresor de tumores p53, despolariza el potencial de membrana de las mitocondrias, activa la autofagia para producir cuerpos apoptóticos y elimina especies reactivas de oxígeno en las células tumorales, lo que en última instancia conduce a la apoptosis de las células tumorales.

Experimentos con animales in vivo han verificado el efecto antitumoral del hidrógeno liberado localmente. Los implantes de magnesio controlan el área de exposición del magnesio a los fluidos corporales y logran una concentración controlable de hidrógeno disuelto alrededor del tumor, mejorando así el efecto del tratamiento del tumor.

Figura: La regulación positiva de p53 a través de la vía lisosoma-mitocondria puede mediar la inducción de H2 de la apoptosis de las células tumorales.

En conjunto, este estudio identifica una forma de inhibir los tumores mediante la liberación local de gas hidrógeno. El inhalador de hidrógeno puede inducir la apoptosis de las células tumorales mediante la regulación de la vía de señalización de la apoptosis mediada por lisosomas-mitocondrias. Estos hallazgos proporcionan aplicaciones potenciales para la terapia antitumoral que utiliza dispositivos implantables de magnesio para controlar la liberación de gas hidrógeno.