Nos últimos anos, descobriu-se que o hidrogênio inalado trata certas doenças, como inflamação e danos cerebrais. Atualmente, o mecanismo médico da Máquina de Inalação de H2 é principalmente porque pode reduzir o nível de espécies reativas tóxicas de oxigênio. No entanto, o mecanismo de acção das moléculas de hidrogénio para certas doenças, tais como tumores, permanece obscuro.

Os métodos tradicionais de captação de hidrogênio têm efeito terapêutico limitado em tumores profundos porque o hidrogênio não consegue atingir altas concentrações ao redor do tumor. Para resolver estas questões, começaram a ser investigadas estratégias terapêuticas que libertam hidrogénio localmente, tais como a injeção direta ou o direcionamento para o tecido tumoral utilizando nanopartículas que podem libertar hidrogénio. No entanto, estas nanopartículas são frequentemente não degradáveis ​​e citotóxicas, aumentando os riscos para a saúde dos pacientes.

A equipe do professor Zhang Xiaonong, da Universidade Shanghai Jiao Tong, desenvolveu um método para regular a taxa de liberação de hidrogênio em torno dos tumores. Ao ajustar a área de superfície exposta dos implantes de metal de magnésio, pode-se obter uma distribuição local de gás hidrogênio controlável e eficiente, melhorando assim o efeito do tratamento do tumor. Resultados experimentais mostram que máquinas de hidrogêniopode bloquear a divisão de células tumorais, induzir a apoptose e, em última análise, inibir a proliferação de células tumorais. Outras pesquisas descobriram que as moléculas de hidrogênio podem induzir a apoptose de células tumorais, regulando a via de sinalização de apoptose mediada por lisossomos e mitocôndrias. Ao regular positivamente a expressão do gene supressor tumoral p53, ele despolariza o potencial de membrana das mitocôndrias, ativa a autofagia para produzir corpos apoptóticos e remove espécies reativas de oxigênio nas células tumorais, levando em última análise à apoptose das células tumorais.

Experimentos in vivo em animais verificaram o efeito antitumoral do hidrogênio liberado localmente. Os implantes de magnésio controlam a área de exposição do magnésio aos fluidos corporais e atingem uma concentração controlável de hidrogênio dissolvido ao redor do tumor, melhorando assim o efeito do tratamento do tumor.

Figura: A regulação positiva de p53 através da via lisossoma-mitocôndria pode mediar a indução de H2 da apoptose de células tumorais.

Em conjunto, este estudo identifica uma forma de inibir tumores através da liberação local de gás hidrogênio. O inalador de hidrogênio pode induzir a apoptose de células tumorais, regulando a via de sinalização de apoptose mediada por lisossomos e mitocôndrias. Essas descobertas fornecem aplicações potenciais para terapia antitumoral usando dispositivos implantáveis ​​de magnésio para controlar a liberação de gás hidrogênio.