Wasserstoffreiches Wasser schützt das Gehirn vor Strahlenschäden über einen wichtigen Überlebensweg

Strahleninduzierte kognitive Beeinträchtigungen sind eine schwerwiegende und oft irreversible Nebenwirkung der Hirnbestrahlung, die Gedächtnis, Lernfähigkeit und Lebensqualität von Krebsüberlebenden beeinträchtigt. Die Suche nach sicheren und zugänglichen Interventionen zum Schutz des Gehirns während der Strahlentherapie ist ein dringender klinischer Bedarf.

In dieser Studie wurden männliche Sprague-Dawley-Ratten in vier Gruppen eingeteilt: unbehandelte Kontrolltiere, eine Gruppe mit ausschließlicher Bestrahlung (20 Gy Ganzhirnbestrahlung) sowie zwei Bestrahlungsgruppen, die täglich über 30 Tage entweder wasserstoffreiches Wasser in hoher Dosis (20 mL/kg) oder niedriger Dosis (10 mL/kg) erhielten. Kognitive Funktion, Biomarker für oxidativen Stress, Entzündungsmarker, Histologie und die Aktivität molekularer Signalwege wurden vollständig erfasst.

HRW in hoher Dosis erbrachte die ausgeprägtesten Vorteile bei allen gemessenen Endpunkten. Kognitiv zeigten die Ratten der Hochdosisgruppe signifikant bessere Leistungen bei der Wiedererkennung neuer Objekte sowie im Morris-Wasserlabyrinth im Vergleich zu bestrahlten Kontrolltieren. Auf zellulärer Ebene zeigte die TUNEL-Färbung deutlich weniger apoptotische hippokampale Neuronen. Die Marker für oxidativen Stress ROS und MDA sanken signifikant, während die antioxidativen Enzyme SOD und GSH anstiegen. Auch der Entzündungszytokin IL-6 war reduziert.

Auf molekularer Ebene aktivierte HRW die pro-überlebensfördernde Signalachse PI3K/AKT – durch Erhöhung sowohl der Genexpression als auch der Proteinspiegel von PI3K und phosphoryliertem AKT – und hemmte gleichzeitig die mitochondrialen Apoptosemediatoren Caspase-9 und Cytochrome-c. Dieser mechanistische Zusammenhang legt nahe, dass die antioxidative Wirkung von HRW direkt eine neuroprotektive Signalkaskade aktiviert, die den programmierten Zelltod von Neuronen verhindert.

Obwohl vielversprechend, handelt es sich um eine Nagetier-Studie mit einer einzigen hohen Strahlendosis, was die direkte Übertragbarkeit auf humane Strahlentherapieprotokolle einschränkt. Die optimale HRW-Dosis, der Zeitpunkt der Verabreichung sowie die Langzeitsicherheit unter klinischen Bedingungen müssen noch ermittelt werden. Dennoch machen die Zugänglichkeit von HRW und sein offensichtlich günstiges Sicherheitsprofil es zu einem vielversprechenden Kandidaten für weitere Untersuchungen als radioprotektives Adjuvans.