Vitamina C e leucemia: effetti positivi sull’organismo secondo studio scientifico

La vitamina C (acido ascorbico) è un nutriente essenziale con una serie di effetti benefici sul corpo umano. Sebbene la maggior parte dei mammiferi abbia la capacità di sintetizzare la propria vitamina C, gli esseri umani e poche altre specie non la producono e dipendono da fonti alimentari per il loro apporto di vitamina C. Tra i suoi numerosi effetti sulla funzione cellulare e sul metabolismo, la vitamina C ha dimostrato, in vitro, un potente effetto antitumorale contro una serie di linee cellulari tumorali umane, inclusa la leucemia mieloide. Esistono molte spiegazioni meccanicistiche diverse per gli effetti antitumorali / anti-leucemici della vitamina C e lo scopo della presente revisione è illustrare questi meccanismi, mostrando i risultati di alcune indagini preliminari in vitro e delineando la loro potenziale rilevanza clinica. La vitamina C è un nutriente essenziale con una serie di funzioni benefiche, per l’organismo [ 1 ], come:

 

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  1. aiutare il metabolismo di tirosina, acido folico e triptofano; aumentare l’eliminazione del colesterolo; contribuire alla sintesi delle catecolamine; aiutare il corpo ad assorbire e scomporre l’istamina; migliorare l’assorbimento del ferro non eme; promuovere la sintesi del collagene (la sua funzione fisiologica più conosciuta); neutralizzando i radicali liberi (è un agente riducente, “spazzino” dei radicali liberi e capostipite degli antiossidanti naturali); proteggere il DNA dai danni dovuti a radicali liberi e mutageni; ridurre il rischio di morte prematura; combattere gli inquinanti ambientali diffusi; e prevenire lo sviluppo di nitrosammine. Sebbene onnipresente, l’ascorbato non è prodotto dagli esseri umani, dalle cavie, da alcuni primati, da un particolare tipo di pipistrello che mangia frutta, dalla maggior parte dei pesci e degli uccelli [ 2 ], che dipendono dalla dieta per l’assunzione e l’uso di questo nutriente fondamentale.

    La prima menzione delle potenzialità terapeutiche della vitamina C nella leucemia, può essere trovata nel libro ” Il fattore di guarigione: vitamina C contro la malattia “, scritto dal biochimico Irwin Stone, nel 1974 [ 3 ]. Nel suo libro, Stone fa riferimento a uno studio, eseguito nel 1936 da Stephen e Hawley [ 4 ], che dimostra, per la prima volta, che quando il sangue viene separato in plasma, globuli rossi e globuli bianchi, c’è un 20 – concentrazione di vitamina C 30 volte superiore nei globuli bianchi rispetto al plasma. A seguito di questo rapporto, Barkhan e Howard, studiando alcuni casi di leucemia mieloide cronica e linfatica, hanno aggiunto l’evidenza che i pazienti leucemici hanno livelli plasmatici di vitamina C sostanzialmente inferiori al normale [ 5 ]. Come notato da Stone, sebbene questa conoscenza possa suggerire l’uso della vitamina C come agente terapeutico, nella leucemia i primi studi clinici hanno mostrato risultati contrastanti, a causa delle dosi impropriamente basse somministrate.

    Successivamente, Vogt, in una revisione della letteratura [ 6 ], ha confermato che ci sono alti deficit di vitamina C nei pazienti leucemici, come confermato anche dai rapporti di Kyhos e Coll. [ 7 ] nel 1945 e Waldo e Zipf, nel 1955 [ 8 ]. Secondo Stone [ 3 ], la leucemia riduce le riserve corporee di vitamina C a livelli molto bassi e l’eventuale vitamina C residua circolante nel sangue viene eliminata e bloccata nel numero eccessivo di leucociti che caratterizzano questo disturbo. Come diretta conseguenza, i livelli plasmatici di vitamina C vengono ridotti a zero o vicini allo stesso, e ai tessuti non viene più fornito questo metabolita importantissimo, poiché si accumula nei leucociti.

    Stone [ 3 ] ha definito lo ” scorbuto biochimico ” come la condizione di insufficiente apporto di vitamina C ai tessuti del corpo e ha proposto che la sua correzione richiedesse la somministrazione di vitamina C a una velocità di 25 go più al giorno. Nel 2012, 76 anni dopo le prime osservazioni sulla “concentrazione” di vitamina C nei leucociti, un’indagine su 131 pazienti affetti da diversi tipi di leucemia, ha definitivamente confermato che i pazienti leucemici hanno una vitamina C plasmatica significativamente inferiore rispetto ai controlli normali. La riduzione dei livelli plasmatici di vitamina C nella leucemia, come previsto da Stone, è dovuta a un aumento dell’assorbimento e dell’utilizzo da parte dei leucociti in fase di proliferazione attiva, che porta allo scorbuto biochimico dei tessuti e conseguente aumento della tendenza al sanguinamento e alle infezioni, che sono il segno distintivo di questa patologia condizione [ 9 , 10 ]. È interessante notare che, molto recentemente, sono stati riscontrati bassi livelli plasmatici di vitamina C in circa il 30% dei casi di linfoma non Hodgkin (NHL), in particolare nei pazienti con malattia di massa elevata [11 ]. Con i dati di cui sopra a portata di mano, è chiaro che la leucemia può essere vista come una condizione di carenza funzionale di vitamina C, associata allo scorbuto biochimico, e quindi tutti i pazienti leucemici sono candidati idonei per il trattamento con questo nutriente. Ma quanta vitamina C sarebbe utile per curare la leucemia? Il concetto di “mega-dosi”:

    Nel 1949 Frederik Klenner riferì per la prima volta il successo del trattamento della poliomielite bulbare, con alte dosi di vitamina C somministrate per via intramuscolare, endovenosa e orale [ 12 ]. Klenner aveva anche stabilito protocolli clinici utilizzando dosi massicce di vitamina C per trattare una serie di diverse condizioni virali, ma solo più di due decenni dopo, Stone definì formalmente il concetto e la logica per l’uso di ” mega-dosi ” di vitamina C. in particolare, Stone ha osservato che l’uomo e solo poche altre specie non producono la propria vitamina C, mentre la grande maggioranza dei mammiferi lo fa, in base alle proprie esigenze fisiologiche [ 3]. Questa osservazione ha portato l’autore a ipotizzare che a causa di un apporto insufficiente o di un maggiore consumo del nutriente, o di entrambi, l’uomo potrebbe facilmente andare incontro a una condizione che ha definito ” ipoascorbemia “. Ipoascorbemia è una quantità ridotta di circolazione Vitamina C (detta anche “acido ascorbico”), a causa della mancanza dell’enzima L-gulonolactone ossidasi (PA), in conseguenza di un “difetto congenito del metabolismo dei carboidrati” [ 13 – 15 ] . Questo difetto, ormai molto ben riconosciuto e caratterizzato [ 16 ], ha portato Stone ad ipotizzare che per essere in buona salute l’uomo abbia bisogno di mega dosi di Vitamina C (diversi grammi al giorno) [ 17 , 18], piuttosto che dosi nell’ordine dei milligrammi, come dichiarato dalle RDA (Recommended Daily Allowances) [ 19 ]. La logica alla base dell’uso di mega-dosi di vitamina C è stata ulteriormente perfezionata dal chimico e duplice premio Nobel, Linus Pauling. Pauling divenne presto un entusiasta sostenitore dell’uso di questo nutriente, in dosi elevate, non solo per prevenire la malattia [ 20 – 23 ], ma anche per trattare una serie di condizioni patologiche, che vanno dal comune raffreddore [ 24 , 25 ] al cancro [ 26 ] e AIDS [ 27 ]. A proposito di Vitamina C e somministrazione endovenosa contro il cancro:

    Studi sulla relazione dose-concentrazione nell’uomo, condotti da Levine e collaboratori [ 28 ], hanno rivelato che a dosi orali superiori a 250 mg / die, i livelli plasmatici di vitamina C raggiungono un plateau e ogni ulteriore aumento della quantità somministrata da bocca, non determina un aumento significativo della concentrazione plasmatica. Ciò è dovuto a molteplici meccanismi di “controllo”, tra cui, tra gli altri, assorbimento intestinale, accumulo di tessuto, riassorbimento ed escrezione renale e utilizzo. Al contrario, la somministrazione endovenosa di dosi elevate di vitamina C, bypassando i meccanismi di controllo sopra descritti, consente concentrazioni plasmatiche che sono 100 volte o superiori alle dosi orali massime tollerate e il picco potrebbe durare per ore all’interno dell’intervallo millimolare (mM) [ 29 ].

    Ancora più importante, a concentrazioni plasmatiche facilmente ottenibili mediante somministrazione endovenosa (5-10 mM per 1-2 ore), la vitamina C ha indotto la morte nel 75% delle 48 linee cellulari tumorali testate in vitro [ 30 ], ma non ha avuto effetti tossici sulla periferica umana globuli bianchi, fibroblasti o cellule epiteliali. Questo effetto citotossico selettivo sarebbe ottenuto poiché a dosi elevate, l’ascorbato parenterale è un sistema di rilascio del perossido per la generazione di radicale ascorbato sostenibile e H 2 O 2 . H 2 O 2 verrebbe prodotta nello spazio extracellulare, con conseguente danno ossidativo alle cellule tumorali [ 31 , 32]. Pertanto, la vitamina C ad alte dosi sarebbe citotossica per le cellule tumorali a causa del suo effetto pro-ossidante , piuttosto che antiossidante, anche se alcuni autori osservano che l’attività pro-ossidante della vitamina C, potrebbe non essere rilevante, in vivo [ 33 – 35 ].

    Più recentemente, Yun e collaboratori [ 36 ], studiando gli effetti di alte dosi di vitamina C su cellule mutanti KRAS e BRAF derivate dal cancro del colon-retto (CRC), hanno ulteriormente affinato la spiegazione meccanicistica delle proprietà antitumorali della vitamina C. In particolare, secondo gli autori, la morte dei mutanti cellulari KRAS e BRAF del CRC non è causata dalla vitamina C stessa, ma piuttosto dalla sua forma ossidata, acido deidroascorbico (DHAA). Mentre la vitamina C entra nelle cellule attraverso specifici recettori, chiamati co-trasportatori sodio-vitamina C (SVCT) [ 37 ], il DHAA compete con il glucosio, per l’assorbimento intracellulare da parte dei trasportatori del glucosio (GLUT), principalmente 1 e 4 recettori sottotipo [ 38 , 39 ] .

    È interessante notare che entrambe le mutazioni attivanti KRAS e BRAF sono responsabili della sovraregolazione dell’espressione di GLUT1 in diversi tipi di cancro, incluso CRC [ 40 , 41 ].

    Tuttavia, come riportato da Yun e Coll. [ 36 ], la sovraregolazione dell’espressione di GLUT-1 non è sempre associata a una maggiore sensibilità delle linee cellulari tumorali agli effetti citotossici del DHAA.

    Ulteriori indagini sulla composizione metabolica delle mutazioni KRAS e BRAF delle linee cellulari derivate dal CRC, hanno mostrato un accumulo di intermedi glicolitici a monte della gliceraldeide-3-fosfato-deidrogenasi (GAPDH) e una contemporanea deplezione dei metaboliti a valle della GAPDH. Questo risultato indica un’inibizione o una grave riduzione dell’attività GAPDH, che sembra essere la chiave dell’effetto citotossico del DHA.

    In sintesi, i dati riportati da Yun e Coll. sull’effetto del DHAA sulle linee cellulari CRC, indicano che nelle linee cellulari mutate KRAS e BRAF dipendenti dalla glicolisi, elevate quantità di DHAA vengono trasportate nelle cellule tumorali, attraverso i recettori GLUT-1 sovraespressi. Le quantità in eccesso di DHAA intracellulare vengono quindi ridotte nuovamente a Vitamina C con conseguente consumo di glutatione (GSH), squilibrio redox e stress ossidativo. Lo stress ossidativo, a sua volta, causa l’inattivazione del GAPDH, con inibizione della glicolisi e crisi energetica, che alla fine porta alla morte cellulare [ 42 ].

    Più precisamente, oltre ad essere inattivata direttamente dai ROS (compresa H 2 O 2 ), la funzione GAPDH è ostacolata anche dall’esaurimento della nicotinamide adenina dinucleotide (NAD +), causato dall’attivazione dell’enzima riparatore del DNA, poli (ADP-ribosio) polimerasi (PARP), indotta da DNA danneggiato. Infatti, la maggiore produzione di ROS, nelle cellule cancerose, dovuta alle alte dosi di Vitamina C, produce un aumento del danno al DNA e conseguente attivazione di PARP. PARP, a sua volta, consuma NAD + con conseguente deplezione di NAD +, deplezione di ATP e morte delle cellule tumorali [ 43 ]. Inoltre:

    L’opinione che la vitamina C in alte concentrazioni, somministrata per infusione endovenosa, agisca come pro-ossidante, portando alla formazione di H 2 O 2 , inducendo così un danno ossidativo alle cellule tumorali, non è nuova. Nel 1969, Benade e colleghi avevano già dimostrato che la vitamina C poteva uccidere selettivamente le cellule tumorali, senza danneggiare le cellule normali. Gli autori hanno suggerito che l’effetto citotossico dell’ascorbato potrebbe essere dovuto (” in gran parte “) alla generazione intracellulare di perossido di idrogeno tossico prodotto dall’ossidazione della vitamina C, dalle cellule. Questa opinione è stata confermata dal fatto che la tossicità della vitamina C è stata notevolmente migliorata dalla somministrazione concomitante di 3-ammino-1, 2, 4-triazolo (ATA) che inibisce l’enzima catalasi, “diminuendo o distruggendo così la capacità delle cellule cancerose di disintossicare efficacemente l’H2O2 ”[ 44 ]. Ulteriori rapporti scientifici hanno confermato che le cellule tumorali umane hanno bassi livelli di enzimi antiossidanti (inclusi, tra gli altri, catalasi e glutatione perossidasi) e quindi non possono disintossicare il perossido di idrogeno [ 45 , 46 ].

    Secondo la teoria pro-ossidante, la vitamina C in alte concentrazioni induce la produzione di H 2 O 2 attraverso una reazione simile al Fenton. Questa reazione è l’ossidazione di substrati organici da parte di ferro e perossido di idrogeno, in cui il ferro trivalente (Fe 3+ ) gioca un ruolo fondamentale. Tuttavia, poiché Fenton-like reazioni sono solitamente controllati, in vivo, a causa del sequestro ferro da proteine leganti metallici, l’effetto pro-ossidante della vitamina C, in vivo, può essere poco significativo [ 33 – 35 ], e altri meccanismi dovrebbe essere ipotizzato.

    Altri autori, utilizzando due linee cellulari di cancro alla prostata (LNCaP e PC-3), hanno dimostrato che il ferro a concentrazioni fisiologiche nel mezzo di coltura cellulare e nel plasma umano abroga gli effetti antitumorali / citotossici della vitamina C. In particolare, a concentrazioni fisiologiche, il ferro promuove entrambi produzione e decomposizione di H 2 O 2 , quest’ultima mediata da una reazione di Fenton, che impedisce l’accumulo di H 2 O 2 , abolendo così l’effetto citotossico della Vitamina C.Pertanto, per un ottimale effetto antitumorale, è opportuno somministrare Vitamina C con agenti chelanti, che rimuovono il ferro dal terreno [ 47 ]. D’altra parte, la vitamina C subisce prontamente autoossidazione dipendente dal pH producendo perossido di idrogeno e i metalli catalitici accelerano solo il processo di ossidazione. Pertanto, il ferro catalitico potrebbe non essere strettamente necessario per la produzione di H 2 O 2 . Questo processo di autoossidazione (ossidazione in assenza di metalli catalitici) avviene tramite il di-anione ascorbato (Asc2−). In particolare, a pH 7.0, il 99,9% di ascorbato (vitamina C) è sotto forma di mono-anione (AscH−). Asc2− aumenta di un fattore dieci, con un aumento unitario del pH. Pertanto, mentre la produzione di H 2 O 2può essere poco rilevante in assenza di ferro catalitico (come nella “chimica di Fenton”), può diventare considerevole quando la concentrazione di ascorbato è dell’ordine dei millimoli, come nel caso dell’uso della vitamina C come antitumorale composto [ 48 ]. Infine, le prove accumulate suggeriscono che le cellule tumorali producono elevate quantità di perossido di idrogeno [ 49 ] e il perossido di idrogeno stesso è un potente cancerogeno, associato al potenziale mutageno [ 50 ]. Pertanto, il ruolo della vitamina C come pro-farmaco del perossido di idrogeno, per uccidere le cellule tumorali, è ancora lontano dall’essere completamente chiarita. Differenze con la somministrazione endovenosa e quella orale:

    Gli studi di farmacocinetica di Levine e Padayatty [ 28 , 29 ], sulla vitamina C, indicano che dopo la somministrazione orale di 200 mg del nutriente, le concentrazioni plasmatiche massime ottenute non sono superiori a 70-80 μM. Ciò è dovuto a uno “stretto controllo”, operato da diversi meccanismi, tra cui, tra gli altri: biodisponibilità, assorbimento intestinale, accumulo di tessuto, riassorbimento ed escrezione renale e tasso di utilizzo in funzione dell’omeostasi. Al contrario, quando la vitamina C viene somministrata per via endovenosa, il “controllo stretto” viene bypassato, fino a quando l’escrezione renale non ripristina l’equilibrio, a seconda della dose somministrata [ 51 ]. Pertanto, secondo questi dati, la somministrazione endovenosa di vitamina C è l’unico modo per raggiungere concentrazioni plasmatiche dell’ordine dei millimoli, necessarie per uccidere le cellule tumorali. Tuttavia, questo punto di vista è in disaccordo con le seguenti prove:

    1. I risultati ottenuti dalla somministrazione endovenosa di Vitamina C, non mostrano gli stessi grandi effetti riportati da Robinson, alimentando topi impiantati con carcinoma a cellule squamose, con grandi dosi del nutriente [ 52 ];

    2. Abram Hoffer [ 53 ] ha usato alte dosi orali di vitamina C in pazienti affetti da cancro e ha ottenuto essenzialmente gli stessi risultati significativi di Cameron e Pauling, Cameron e Campbell [ 54 – 58 ] e Murata [ 59 ];

    3. Sebbene attualmente si creda che solo la vitamina C iniettata fornisca le concentrazioni necessarie per produrre un effetto antitumorale, né il leggendario scienziato Linus Pauling né il chirurgo consulente, Ewan Cameron, sembravano conoscere la differenza tra somministrazione orale ed endovenosa. Infatti, nella loro sperimentazione clinica, il protocollo è iniziato con alcuni giorni di 10 grammi di vitamina C per via endovenosa, seguiti da 10 grammi di vitamina C per via orale per tutta la vita. È interessante notare che Cameron e Campbell, che avevano già riferito del successo del trattamento del cancro con vitamina C orale , avevano già osservato che “… Con la crescente esperienza, tendiamo ora a credere che il regime endovenoso non sia probabilmente necessario come misura di routine, e debba essere impiegato solo in situazioni in cui vomito, anoressia o altre complicazioni di neoplasie ne precludono la somministrazione orale ”[ 58 ];

    4. Sono state riportate concentrazioni plasmatiche superiori a 400 μM, dopo la somministrazione di una singola dose di vitamina C liposomiale orale [ 60 ];

    5. In periodi di stress o malattie (incluso il cancro), il corpo può assorbire vitamina C in più, come dimostrato dal principio della “tolleranza intestinale” al nutriente somministrato per via orale. Secondo questo principio, quando il corpo è saturo di vitamina C, può comparire una leggera diarrea, dovuta all’eliminazione intestinale del nutriente. Tuttavia, durante lo stress o la malattia, la quantità di vitamina C orale che un paziente può tollerare, prima della comparsa della diarrea, aumenta in proporzione alla gravità della condizione [ 61 ];

    6. Ciò significa che lo “stretto controllo” ipotizzato da Levine e Padayatty, sulla concentrazione plasmatica di vitamina C, è inesistente o relativo a condizioni di malattia o stress. Per raggiungere i livelli plasmatici massimi, una persona tipica può aver bisogno di 20 g di vitamina C per via orale da distribuire nell’arco della giornata (3-4 g ogni 4 h); ma i malati di cancro possono richiedere molto di più [ 62 ]. Una tale assunzione massiccia può provocare concentrazioni plasmatiche che il tumore può assorbire, generando perossido di idrogeno che uccide le cellule tumorali;

    7. Più recentemente, il paradigma secondo il quale gli antiossidanti inibiscono la tumorigenesi prevalentemente diminuendo il danno al DNA mediato da ROS e le mutazioni [ 63 , 64 ] è stato messo in discussione da dati sperimentali. Gli antiossidanti come l’N-acetilcisteina (NAC) e la vitamina C esercitano la loro attività antitumorale sottoregolando HIF-1α [ 65 ]. È interessante notare che questi dati sono stati ottenuti non iniettando, ma semplicemente alimentando i topi con grandi quantità di NAC o vitamina C. Questi risultati convalidano il ruolo della somministrazione orale di vitamina C (e altri antiossidanti) nella lotta contro il cancro.

      Come abbiamo precedentemente dimostrato, elevate concentrazioni (“farmacologiche”) di vitamina C (sotto forma di sale sodico dell’acido ascorbico) sono in grado di provocare un chiaro effetto pro-apoptotico / citotossico sulle linee cellulari derivate dalla leucemia promielocitica umana (HL60), in vitro [ 66 ] ( Figure 1 e 2 ). Questo effetto è già evidente a concentrazioni di vitamina C di 1 mM nel terreno di coltura ed è proporzionale alla quantità di vitamina C:

      Figura 1.

      Le microfotografie si riferiscono alle modificazioni citomorfologiche di linee cellulari HL60 (leucemia promielocitica acuta umana – APL) esposte per 2 h a concentrazioni crescenti di vitamina C. È evidente che aumentando la concentrazione di vitamina C nel mezzo (da 1 a 5 mM ), Le cellule APL mostrano un grado crescente di alterazioni morfologiche che indicano la morte cellulare progressiva (apoptosi, autofagia, autoschisi). Con la colorazione fluorescente Hoechst / PI, le cellule vitali sono colorate in blu, mentre le cellule morte / apoptotiche sono colorate in rosso. MGG = colorazione delle cellule di May Grunwald Giemsa; Hoechst33342 / Propidium Iodide (PI) = Vital Staining; C = campione di controllo (non trattato); 1 mM, 3 mM, 5 mM = vitamina C a 1, 3 e 5 mM nel mezzo di coltura; ingrandimento originale: 400 ×.

      Figura 2.

      Profilo di vitalità della linea cellulare di leucemia promielocitica acuta (umana) (APL) (HL60) esposta per 2 ore a concentrazioni crescenti del profilo di vitalità della linea cellulare di leucemia promielocitica acuta (APL) (umana) (HL60) esposta per 2 ore a concentrazioni crescenti di Vitamina C. (analisi mediante citometria a flusso: vedi testo). La percentuale di cellule morte nelle piastre è proporzionale alla concentrazione di vitamina C nel mezzo. C = campione di controllo (non trattato); 1 mM, 3 mM, 5 mM = vitamina C a 1, 3 e 5 mM nel mezzo di coltura.

      Poiché le indagini cliniche che utilizzano alte dosi di vitamina C per il trattamento del cancro, hanno riportato livelli plasmatici superiori a 30 [ 67 ] e fino a 49 mM [ 68 ], sembra ragionevole concludere che l’uso di elevate quantità di vitamina C, somministrato per via endovenosa iniezione, non è strettamente necessario per uccidere le cellule tumorali nell’APL.

      Ulteriori indagini sulla leucemia, condotte dal nostro gruppo di ricerca, hanno dimostrato che una concentrazione plasmatica di 3 mM di vitamina C nel mezzo di coltura è sufficiente per uccidere più della metà delle cellule in coltura (LC 50 ) in un numero di differenti linee cellulari di leucemia mieloide umana [ 69 ] ( Figure 3 e 4 ) ( Tabella 1). È interessante considerare che, secondo il nostro protocollo, le cellule leucemiche vengono esposte alla vitamina C per non più di 2 ore, quindi accuratamente “lavate”, risospese in un terreno di coltura fresco, senza vitamina C, e ulteriormente incubate per ulteriori 18-24 h, prima della valutazione della sopravvivenza cellulare e dell’apoptosi. Dati i risultati ottenuti, è ragionevole concludere che la vitamina C aggiunta al terreno di coltura (sotto forma di ascorbato di sodio) viene rapidamente interiorizzata dalle cellule leucemiche, e i suoi effetti “tossici” durano per ore (giorni), anche quando il nutriente è stato rimosso dal terreno di coltura. Ciò è in accordo con l’idea che sia le cellule bianche del sangue normali e leucemiche tendono a concentrare la vitamina C [ il 70 – 73 ] a livelli che sono 10-100 volte superiore a quella del plasma [74 , 75 ], ed è in contrasto con l’opinione che il perossido di idrogeno si forma al di fuori delle cellule tumorali [ 31 , 32 ].

      Figura 3.

      La figura illustra la Tabella 1. Il diagramma mostra la diminuzione pressoché uniforme del numero di cellule leucemiche vitali nel terreno di coltura, dopo averle esposte a concentrazioni crescenti di vitamina C, per 2 h.

      Figura 4.

      La figura illustra la Tabella 1. Evidenziata con cerchi colorati, la LC50 per ciascuna linea cellulare di leucemia mieloide umana testata.

HL60 (2 ore) NB4 (2 ore) K562 (2 ore) U937 (2 ore) NB4-R1 (2 ore) NB4 / As (2 h)
Exp. 1 Contr. 471 912 663 1189 337 819
VC 0,5 296 680 669 479 82.8 42.7
VC 1 108 494 628 245 39.7 31.9
VC 3 22.6 163 226 56.4 47 32.2
VC 5 15.1 143 82 30.2 35 48.4
VC 7 6.15 85.4 32.2 10.6 24.6 17.6
Exp. 2 Contr. 869 1020 694 829 936 958
VC 0,5 423 959 399 704 624 823
VC 1 349 887 445 585 560 674
VC 3 217 337 200 232 335 581
VC 5 143 74.6 111 118 344 402
VC 7 89.5 147 35.2 93.7 255 329
Exp. 3 Contr. 843 1130 1020 969 967 859
VC 0,5 545 924 660 716 678 722
VC 1 438 835 507 689 668 649
VC 3 343 395 113 480 551 499
VC 5 218 346 35.2 411 443 453
VC 7 181 241 17.6 320 380 414

Tabella 1.

Il numero di cellule vitali dopo 2 ore di esposizione a concentrazioni crescenti di vitamina C nel terreno di coltura.

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Le linee cellulari utilizzate in questo esperimento sono varianti di cellule di leucemia mieloide umana e includono: HL60, NB4, K562, U937, NB4-R1, NB4 / As. È evidente che il numero totale di cellule in coltura diminuisce aumentando la concentrazione di vitamina C nel terreno di coltura. C = campione di controllo (non trattato); VC = vitamina C; VC 0,5 mM, VC 1 mM, VC 3 mM, VC 5 mM = vitamina C a 0,5, 1, 3 e 5 mM nel mezzo di coltura.

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I neutrofili, in particolare, accumulano vitamina C attraverso il co-trasportatore della vitamina C 2 sodio-dipendente (SVCT2) [ 76 ] e hanno livelli intracellulari di 1-2 mM [ 77 ]. Pertanto, mentre vi è accordo sul fatto che nei tumori solidi, la vitamina C, inizialmente ossidata ad acido deidroascorbico (DHAA), viene interiorizzata dalla cellula, tramite GLUT 1 e 4, e infine ridotta nuovamente ad acido ascorbico, con consumo di GSH ; questo potrebbe non essere il caso della leucemia mieloide acuta.

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Ancora più importante, l’esposizione parallela di normali precursori ematopoietici (CD34 +), isolati dal sangue del cordone ombelicale, alla vitamina C, alle concentrazioni citotossiche per le cellule leucemiche non ha influenzato la loro sopravvivenza, né ha compromesso la loro capacità di proliferare e differenziarsi in risposta al mieloide Fattori di crescita. Questi dati confermano che la vitamina C è innocua per i normali precursori ematopoietici e quindi altamente selettiva nel suo effetto antitumorale / antileucemico.

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L’ipossia e l’induzione di fattori inducibili dall’ipossia (HIF) sono un segno distintivo di molti tumori [ 78 , 79 ].

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HIF-1 è un fattore di trascrizione eterodimerico scoperto nel 1991 [ 80 ] ed è composto da due subunità, α e β. La subunità HIF-1α è sensibile all’ossigeno ed è indotta da condizioni ipossiche, molto comuni nel cancro. Gli obiettivi trascrizionali diretti di HIF-1 includono geni che regolano, tra gli altri, la crescita e l’apoptosi, la migrazione cellulare, il metabolismo energetico, l’angiogenesi, la regolazione vasomotoria, le funzioni di matrice e barriera e il trasporto di ioni metallici e glucosio [ 81 ].

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In condizioni normossiche, l’unità HIF-1α è sottoregolata dalle idrossilasi vitamina C dipendenti, mentre in condizioni ipossiche (come quelle esistenti in molti diversi tipi di cancro), l’idrossilazione HIF-1α viene repressa con conseguente aumento della trascrizione genica dipendente da HIF, neo-angiogenesi e crescita e progressione del tumore [ 82 ].

Ancora più importante, poiché la vitamina C stimola le prolil idrossilasi HIF-1α, bassi livelli di vitamina C promuovono la crescita e la progressione del tumore, riducendo l’idrossilazione di HIF-1α [ 83 ], stabilizzando così HIF1-α. Al contrario, alti livelli di HIF rendono le cellule tumorali più sensibili alla tossicità indotta dalla vitamina C. A conferma di questa opinione, Kuiper e Coll. [ 84 ] hanno recentemente trovato una relazione inversa tra i livelli intratumorali di vitamina C e l’attività HIF sia nel cancro dell’endometrio [ 85 ] che nel carcinoma del colon-retto (CRC) [ 86 ].

Nel 1925, Otto Warburg osservò che le cellule tumorali manifestano un aumento dei tassi di produzione di lattato in condizioni aerobiche (“Effetto Warburg”) o, in altre parole, utilizzano preferenzialmente la glicolisi, invece della fosforilazione ossidativa, per il metabolismo anche in presenza di ossigeno [ 87 , 88 ].

L ‘”ipossia” (bassa concentrazione di ossigeno) è un segno distintivo dei tumori solidi, che di solito si verifica al centro della massa tumorale, dove i vasi sanguigni sono anormali o insufficienti per fornire quantità adeguate di ossigeno [ 89 ]. In risposta alla ridotta tensione dell’ossigeno, l’HIF viene attivato per mediare l’adattamento trascrizionale primario allo stress ipossico nelle cellule tumorali [ 90 , 91 ].

Come accennato in precedenza, gli HIF regolano l’angiogenesi, la sopravvivenza cellulare, la proliferazione, l’apoptosi, l’adesione e il metabolismo attivando trascrizionalmente bersagli a valle come il fattore di crescita endoteliale vascolare e l’eritropoietina. Pertanto, l’HIF (HIF1, in particolare) gioca un ruolo importante nella crescita del tumore e i dati clinici suggeriscono che la sovraregolazione dell’HIF, determinata dalla bassa tensione di ossigeno, è solitamente associata ad un aumento della mortalità in un numero di diversi tipi di cancro [ 92 – 94 ], e può rappresentare un obiettivo rilevante per nuovi approcci terapeutici alla malattia [ 95 – 97 ].

Il ruolo di HIF-1α nella leucemia, e in particolare nella leucemia mieloide acuta (LMA), è emerso solo di recente ed è ancora alquanto controverso. Una possibile spiegazione di questo ritardato interesse per il ruolo dell’ipossia nella leucemia potrebbe essere il fatto che la leucemia non è considerata un tumore “solido”, e quindi il ruolo dell’ossigeno, nella sua patogenesi, è stato considerato a lungo irrilevante. Questa visione errata è stata recentemente rivista, man mano che sono emersi i dati, che dimostrano che le cellule leucemiche sono sensibili alla tensione dell’ossigeno e l’ipossia influenza la proliferazione, la differenziazione e la resistenza delle cellule leucemiche alla chemioterapia [ 98 ].

Migliavacca e Coll. hanno recentemente dimostrato la funzione oncogenica di HIF-1α, nel sottotipo M5 Fab di AML [ 99 ]. In particolare, gli autori hanno dimostrato che nell’AML M5, HIF-1α media la capacità delle cellule leucemiche di migrare e invadere i siti extramidollari. Lo stesso gruppo ha dimostrato che PML-RARα e altre proteine ​​di fusione coinvolte nella patogenesi della leucemia promielocitica acuta (APL) si comportano come coattivatori trascrizionali di HIF e sia HIF che PML-RARα migliorano la progressione dell’APL, promuovendo la migrazione cellulare, l’homing al midollo osseo e neo-angiogenesi del midollo osseo [ 100 , 101 ].

Ulteriori indagini [ 102 ] hanno dimostrato che HIF-1α svolge ruoli critici e pleiotropici nella patogenesi della leucemia linfatica cronica (LLC).

Globalmente, elevati livelli di HIF-1α sono stati riportati in AML [ 103, – 106 ], APL [ 100 ], leucemia linfoblastica acuta (ALL) [ 107 ], e la leucemia mieloide cronica (CML) [ 108 , 109 ]. Inoltre, la sovraespressione di HIF-1α condiziona la gravità e l’esito della malattia sia nell’AML che nella sindrome mielodisplastica (MDS) [ 110 – 112 ].  Complessivamente, i dati disponibili mostrano che l’ipossia e la segnalazione mediata da HIF giocano un ruolo cruciale nella leucemia e il targeting dell’HIF con farmaci specifici o inibitori naturali, come la vitamina C, rappresenta un approccio potenzialmente utile al suo trattamento [ 113 ].

Diminuzione dell’espressione di TET e perdita di 5hmC sono state osservate in un’ampia varietà di tumori solidi, così come in molte neoplasie ematologiche, comprese leucemie mieloidi acute, sindromi mielodisplastiche ed emopoiesi clonale [ 114 ].

Recenti studi sperimentali suggeriscono che la dose farmacologica di vitamina C può rappresentare una strategia potenzialmente importante nella terapia della leucemia attraverso un effetto stimolante sull’attivazione e il ripristino di TET2 nelle cellule leucemiche. La vitamina C è un cofattore dell’enzima TET2 ed è in grado di interagire con il dominio catalitico di TET2, migliorando l’ossidazione enzimatica della 5-metilcitosina (5mC) in 5-idrossimetilcitosina (5hmC) [ 115 ]. Questa modulazione epigenetica indotta dalla vitamina C è in grado di migliorare la generazione di cellule staminali pluripotenti [ 116 ] e di indurre uno stato simile alla blastocisti nelle cellule staminali embrionali di topo [ 117 ].

Due studi recenti hanno esplorato i possibili effetti epigenetici della vitamina C sui modelli di leucemia, mediati dall’attivazione e dal ripristino dell’attività TET2 nelle cellule leucemiche. Nel primo, gli autori hanno utilizzato un modello murino di leucemia mieloide acuta dipendente da IDH1 [ 118 ] e 2-fosfatol-acido ascorbico (Asc 2-P). L’Asc 2-P, a differenza della vitamina C nativa, rimane ossidativamente stabile in condizioni di coltura cellulare standard [ 119 ], e possiede gli stessi effetti modulatori della vitamina C, ma, a differenza della vitamina C, non induce effetti citotossici attraverso la stimolazione di H 2 Produzione O 2 . L’Asc 2-P aggiunto alle cellule in coltura è stabile e rilascia vitamina C mediante idrolisi della fosfatasi alcalina della membrana plasmatica [ 120 ]. L’Asc 2-P permette quindi una migliore caratterizzazione dell’attività epigenetica della Vitamina C, senza il “disturbo” H 2 O 2-effetto citotossico mediato della molecola nativa. Il trattamento con Asc 2-P dei topi mutanti IDH1 AML ha indotto un aumento dei livelli di 5hmC, una riduzione della proliferazione leucemica e un aumento dell’espressione dei geni coinvolti nel differenziamento leucocitario [ 118 ]. L’effetto stimolante della vitamina C sul differenziamento mieloide è mediato attraverso il ripristino di una normale espressione e funzione dei fattori di trascrizione, come PU.1 e RUNX1, necessari per la normale differenziazione mieloide.

Un secondo studio ha fornito una chiara evidenza che in vari modelli di leucemia, il trattamento con vitamina C induce il ripristino della funzione TET2, bloccando l’auto-rinnovamento aberrante e la progressione della leucemia. Il trattamento con vitamina C imita il ripristino del TET2, guida l’ipometilazione del DNA e, migliorando la formazione di 5hmC, sopprime la formazione di colonie leucemiche e la progressione leucemica degli xenotrapianti derivati ​​dal paziente di leucemia umana primaria (PDX). È interessante notare che l’ossidazione del DNA mediata da TET2 indotta dalle cellule leucemiche trattate con vitamina C, aumenta notevolmente la loro sensibilità all’inibizione di PARP e potrebbe fornire una strategia di combinazione sicura ed efficace per colpire le cellule leucemiche carenti di TET. Queste osservazioni suggeriscono che futuri studi clinici potrebbero incorporare vitamina C ad alto dosaggio come adiuvante alla terapia chemioterapica / demetilante standard,121 ].

11. Cosa fare dopo?

Le proprietà antitumorali della Vitamina C sono note, da almeno sei decenni, anche se il suo utilizzo nella pratica clinica è riemerso solo di recente, dopo la dimostrazione che in concentrazioni relativamente elevate può uccidere selettivamente un numero di cellule tumorali umane differenti, sia in vitro che in vivo.

La prova dell’efficacia antitumorale della vitamina C ad alte dosi, somministrata per bocca, è stata riportata quattro decenni fa, da Linus Pauling [ 54 – 57 ], e ulteriormente confermata, molto recentemente, da dati sperimentali in vitro e in vivo [ 30 – 32 , 66 , 69 ].

La vitamina C è un composto naturale ed è un antiossidante e un nutriente salvavita con molteplici effetti benefici sul corpo umano. L’uomo, alcuni primati e pochi altri mammiferi non lo producono più. Oltre ad essere un nutriente naturale ed essenziale, la Vitamina C mostra, in vitro, una straordinaria efficacia nell’uccidere un numero di cellule cancerose diverse, con un’efficienza che nessun altro farmaco antitumorale, attualmente disponibile sul mercato, ha mai dimostrato.

La vitamina C è estremamente selettiva poiché uccide solo le cellule cancerose, risparmiando, allo stesso tempo, tutte le altre cellule dell’organismo. Di conseguenza, è molto ben tollerato e privo di effetti collaterali significativi. Infatti, l’unica (relativa) controindicazione al suo utilizzo, è la mancanza dell’enzima glucosio-6-fosfato-deidrogenasi (G6PDH), una rara condizione genetica nota anche come “favismo”. Ancora più importante, all’interno di un mercato costoso e spesso gonfiato artificialmente, come quello dei farmaci antitumorali [ 122 , 123 ], la vitamina C, con il suo basso costo, rappresenta un’eccezionale opportunità sia per i pazienti che per il sistema sanitario.

Purtroppo, nonostante tutte le caratteristiche di cui sopra, la vitamina C non è mai stata accettata facilmente o favorevolmente come farmaco antitumorale, dalla medicina occidentale. Questo spiega anche perché, sebbene i dati sulla sua efficacia antitumorale siano eccezionali e chiari, molti scienziati preferiscono ancora considerare “controverso” il ruolo della vitamina C nel trattamento del cancro.

Come abbiamo visto, l’idea che la somministrazione orale di vitamina C, ad alte dosi, non sia efficace contro il cancro è un artefatto concettuale, originato da discutibili interpretazioni dei dati di farmacocinetica, dopo somministrazione orale e / o endovenosa. D’altra parte, l’idea che la vitamina C, somministrata in dosi elevate per infusione endovenosa, si comporta come un pro-farmaco di H 2 O 2 oltre ad essere sperimentalmente discutibile, non ha portato a risultati clinicamente significativi o risultati [ 124 – 128 ]. Ancora più importante, risultati incoraggianti sono emersi da un’interpretazione imparziale dei dati disponibili [ 129 ]. In particolare, come è stato dimostrato fino a 110 g / m 2/ giorno sono molto ben tollerati dalla maggior parte dei pazienti e, anche in assenza di una remissione clinica significativa, la vitamina C per via endovenosa è quasi invariabilmente associata a un netto miglioramento della qualità di vita del paziente.

Di conseguenza, la storia si ripete! … e proprio come la vitamina C è stata liquidata come inefficace, contro il cancro, più di 30 anni fa, sulla base di discutibili sperimentazioni cliniche [ 130 , 131 ], oggi corre di nuovo il rischio di essere definitivamente scartata, nonostante i grandi quantità di prove scientifiche, che dimostrano la sua straordinaria efficacia nella lotta contro il cancro!

È chiaro che resta ancora molto da capire sugli effetti citotossici della vitamina C contro il cancro, e molto di più può (e deve!) Essere fatto, sia per migliorare la terapia endovenosa sia per indagare ulteriormente la via di somministrazione orale delle alte dosi di nutriente.

Il miglioramento del trattamento per via endovenosa può (e dovrebbe!) Essere ottenuto considerando:

  1. Il tipo di preparazione farmaceutica, da preferire il sale sodico dell’acido ascorbico, quando somministrato per via endovenosa [ 132 ];

  2. Il tempo e il programma di somministrazione (preferibilmente un’infusione lenta) [ 133 , 134 ];

  3. Il livello di ossigenazione dei tessuti (le colture cellulari sono meglio ossigenate dei tessuti tumorali, e questo potrebbe spiegare le differenze nei risultati tra il trattamento in vitro e in vivo del cancro) [ 135 ]. In ambito clinico, una migliore ossigenazione del tessuto tumorale potrebbe essere ottenuta con ozono o ossigeno iperbarico;

  4. Il livello di glucosio nel sangue (il glucosio può interferire con l’assorbimento di ascorbato da parte delle cellule cancerose) [ 136 , 137 ], e la possibilità di associare un regime dietetico adeguato al trattamento con dosi elevate di vitamina C per via orale o endovenosa.

 

12. Ultime prove del ruolo della vitamina C nella leucemia

Un recente studio ha fornito prove chiare che la vitamina C è un regolatore principale della funzione delle cellule staminali ematopoietiche (HSC) e della leucemogenesi. Infatti, Agatocleous e collaboratori, utilizzando una strategia peculiare per l’isolamento delle HSC e delle cellule progenitrici ematopoietiche (HPC) dal midollo osseo murino, hanno dimostrato che le HSC hanno livelli insolitamente alti di vitamina C, che diminuiscono con la differenziazione [ 138 ]. È importante sottolineare che le HSC umane e le cellule progenitrici multipotenti (MPP), come le HSC murine, mostrano alti livelli di vitamina C.

Utilizzando topi “GULO” (carenti di vitamina C a causa della carenza di gulonolattone ossidasi, l’ultimo enzima nella sintesi della vitamina C a partire dal glucosio), Agatocleous e colleghi hanno dimostrato che la carenza di vitamina C induce un numero maggiore di HSC. Una mutazione FLT3-interna di duplicazione tandem (ITD), riscontrata in circa un quarto dei pazienti con LMA de novo, impartisce una prognosi particolarmente sfavorevole. Utilizzando topi “GULO” (carenti di vitamina C a causa della mancanza di gulonolattone ossidasi), Agatocleous e colleghi hanno dimostrato che la carenza di vitamina C induce un numero maggiore di HSC. Pertanto, è probabile che la carenza di vitamina C e le mutazioni di TET2 cooperino con FLT3-ITD per indurre lo sviluppo di leucemia in modelli murini di leucemia guidata da FLT3-ITD. [ 138 ].

Date le prove di cui sopra, vale la pena ricordare, ancora una volta, che il biochimico Irwin Stone, nel suo libro “Il fattore di guarigione: vitamina C contro la malattia”, pubblicato nel 1972 (45 anni fa!), Aveva già avvertito la comunità scientifica sul ruolo della vitamina C come fattore principale nella prevenzione e nel trattamento della leucemia. Nelle sue parole, “In un leucemico, gli stress biochimici del processo patologico hanno ridotto le riserve corporee di acido ascorbico a livelli molto bassi… Qualsiasi acido ascorbico circolante nel sangue è stato spazzato via e bloccato nel numero eccessivo di globuli bianchi contenuti nel sangue. Il livello plasmatico di acido ascorbico è solitamente zero o vicino a esso. Un livello zero nel plasma sanguigno significa che ai tessuti del corpo non viene fornito questo metabolita più importante. L’acido ascorbico contenuto nei leucociti non è disponibile per i tessuti. I tessuti sono in una condizione di scorbuto biochimico e questo spiega perché questi tessuti impoveriti sono così suscettibili alla caratteristica emorragia della leucemia e alle infezioni che uccidono così tanti leucemici. Un leucemico non è solo affetto da leucemia, ma anche da un brutto caso di scorbuto biochimico. Per correggere questa condizione, l’acido ascorbico deve essere somministrato in dosi sufficientemente elevate non solo per saturare l’eccesso di globuli bianchi, ma per fornire un’adeguata fuoriuscita nel plasma sanguigno e nei tessuti in modo che il leucemico gravemente malato abbia la possibilità di combattere combattere la malattia. Ciò può richiedere la somministrazione di acido ascorbico alla velocità di 25 o più grammi al giorno, come notato nel seguente caso di leucemia trattata con livelli megascorbici di acido ascorbico. L’acido ascorbico deve essere somministrato in dosi sufficientemente elevate non solo per saturare l’eccesso di globuli bianchi, ma per fornire un’adeguata fuoriuscita nel plasma sanguigno e nei tessuti in modo che il leucemico gravemente malato abbia una possibilità di combattere la malattia. Ciò può richiedere la somministrazione di acido ascorbico alla velocità di 25 o più grammi al giorno, come notato nel seguente caso di leucemia trattata con livelli megascorbici di acido ascorbico. L’acido ascorbico deve essere somministrato in dosi sufficientemente elevate non solo per saturare l’eccesso di globuli bianchi, ma per fornire un’adeguata fuoriuscita nel plasma sanguigno e nei tessuti in modo che il leucemico gravemente malato abbia una possibilità di combattere la malattia. Ciò può richiedere la somministrazione di acido ascorbico alla velocità di 25 o più grammi al giorno, come notato nel seguente caso di leucemia trattata con livelli megascorbici di acido ascorbico.“[ 3 ].

13. Considerazioni conclusive

La logica alla base dell’uso di alte dosi di vitamina C nel trattamento della leucemia acuta è forte e molto ben fondata. In sintesi:

  1. I pazienti leucemici mostrano quasi invariabilmente una grave carenza di questo nutriente;

  2. Mentre attualmente si suppone che uccida le cellule tumorali inducendo danni pro-ossidanti, la vitamina C è anche molto efficace come antiossidante inibendo il fattore inducibile dall’ipossia (HIF);

  3. La spiegazione meccanicistica della patogenesi della leucemia mieloide, include la possibilità che una carenza di vitamina possa indurre la trasformazione neoplastica dei precursori mieloidi, attraverso una sovraregolazione dell’HIF, e la conseguente cascata di geni cancerogeni HIF-dipendenti;

  4. Sebbene somministrata per infusione endovenosa, nella maggior parte degli studi clinici finora condotti, la vitamina C risulta essere efficace, nel combattere il cancro, anche se somministrata per via orale;

  5. La vitamina C è molto ben tollerata e non ha effetti collaterali o indesiderati;

  6. I dati sperimentali in vitro mostrano inequivocabilmente l’effetto citotossico della vitamina C contro la leucemia.

  7. Come mostrato nel nostro studio sulle linee cellulari leucemiche e normali, la vitamina C può uccidere quasi tutti i tipi di cellule derivate dalla leucemia mieloide acuta e cronica, senza causare alcun danno alle loro normali cellule CD34 + controparti;

  8. La vitamina C è un composto naturale ed è molto economico.

Abbiamo davvero bisogno di maggiori informazioni o prove, per avviare studi clinici sulla vitamina C, nel trattamento della leucemia mieloide acuta e cronica?

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Fonte: https://www.intechopen.com/books/myeloid-leukemia/high-doses-of-vitamin-c-and-leukemia-in-vitro-update