Extracto
La hipoxia tumoral es un factor conocido de la angiogénesis que también facilita el crecimiento del tumor. Por otra parte, el área de poco oxigenada tumor central sigue siendo relativamente resistente a la radio o quimioterapia. terapia HBO es conocido para elevar los niveles de oxígeno disuelto y elimina la hipoxia tumoral. Ha sido una de las modalidades en el tratamiento del cáncer; por lo tanto, su optimización es importante. En este estudio experimental, no efecto potenciador de cáncer se observó durante el transcurso de la terapia de HBO; sin embargo, la terapia de post hubo un crecimiento acelerado y la progresión de tumor. HBO ratones tratados vivieron más corto y la respuesta al tratamiento fue dosis & amp; el volumen del tumor dependiente. terapia HBO probablemente ejercen su efecto sobre el cáncer de células a través de múltiples vías de proliferación como el aumento de daño en el ADN, la apoptosis & amp; genotoxicidad que conduce a ralentizar la progresión del cáncer mientras que la terapia de post efecto cancerigeno podría deberse a la alteración de mecanismo de reparación del ADN, efectos mutagénicos & amp; aneuploidía, así como el suministro de sangre alterada & amp; nutrientes. El crecimiento del tumor alcanzó meseta con el tiempo y este hallazgo validado modelo teórico para predecir el tumor alcanza un límite asintótico. Mientras, marcada asimetría observada en la progresión del volumen del tumor o la tasa de proliferación de células cancerosas en cada uno de el ratón C3H experimental sugiere una necesidad de un modelo terapéutico del cáncer de pre-clínica alternativa animal pequeño
Visto:. Pande S, Sengupta A, Un Srivastava, Gude RP, Ingle a (2012) Re-evaluar el efecto de la terapia de oxígeno hiperbárico en cáncer - Un estudio preclínico terapéutica Modelo de Pequeños Animales. PLoS ONE 7 (11): e48432. doi: 10.1371 /journal.pone.0048432
Editor: Andrzej T. Slominski, Universidad de Tennessee, Estados Unidos de América
Recibido: 13 Agosto, 2012; Aceptado: September 25, 2012; Publicado: 7 Noviembre 2012
Derechos de Autor © 2012 Pande et al. Este es un artículo de acceso abierto distribuido bajo los términos de la licencia Creative Commons Attribution License, que permite el uso ilimitado, distribución y reproducción en cualquier medio, siempre que el autor original y la fuente se acreditan
Financiación:. Los autores no tienen el apoyo o la financiación para reportar
Conflicto de intereses:.. Los autores han declarado que no existen intereses en competencia
Introducción
La intensa investigación sobre el cáncer está en marcha para descubrir posibles terapias, pero ningún avance importante parece estar a la vista en cuanto a su curación cuando se diagnostica tarde. Recientemente, ha habido mucho interés para optimizar la terapia de oxígeno en el cáncer. Sin embargo, con los años, la terapia de oxígeno y, en particular, la terapia de oxígeno hiperbárico (OHB) se utiliza habitualmente para el tratamiento de diversas enfermedades como la lesión por radiación [1], no traumáticas de curación [2], diabéticos, [3] o heridas isquémicas inducidas por radiación , úlceras venosas o arteriales, quemaduras, llagas de presión [4]
, infecciones óseas, la gangrena, el aire o gas embolia, CO o envenenamiento de humo, la descompresión enfermedad etc con tasa de éxito que varía de 60% a 90%. TOHB también ayudó en la recuperación de la pérdida de audición repentina sin causa aparente; también se ha tratado en el traumatismo craneoencefálico mensaje neuro-rehabilitación, derrame cerebral, parálisis cerebral, parálisis cerebral o lesión de la médula de Bell con la tasa de éxito que varía del 17% al 54% [5]
. OHB previene la muerte de las células cerebrales latentes en las regiones con deficiencia de oxígeno y revivirlos. Se trataba de la administración de oxígeno puro a una presión superior a la presión atmosférica normal. A pesar de que se utiliza como un adyuvante a la quimioterapia y la radioterapia [6], [7] su efecto sobre la malignidad sigue siendo incierto [8]. Aunque existe alguna evidencia de que el oxígeno hiperbárico mejora el control local del tumor en su mayoría en la cabeza & amp; el cuello y el cuello del útero y no en otros sitios anatómicos, pero estos beneficios sólo pueden ocurrir con los esquemas de fraccionamiento inusuales y efectos adversos significativos asociados incluyendo convulsiones tóxicos del oxígeno y lesiones tisulares graves por radiación [9]. El oxígeno hiperbárico se sabe que aumenta la radiación & amp; quimio muerte celular inducida por daño celular por los radicales libres (ROS), redujo la recurrencia debido a las células madre cancerosas suprimidas y las venas comprimidas y linfático durante la cirugía. Ejerce su efecto en el microambiente del tumor a través de varios mecanismos. Uno de los mecanismos es mediante el aumento de la difusión de oxígeno a los tejidos por elevar el nivel & amp oxígeno disuelto; especies reactivas de oxígeno en el plasma. La base de la modulación de la concentración de la presión y el oxígeno es para regular el metabolismo celular o microambiente tumoral. De alta presión externa ejercida sobre las arteriolas o capilares resultados en la reducción de la microcirculación del tumor, comprometer la perfusión de oxígeno, así como la glucosa & amp; suministro de micronutrientes a la célula en proliferación [10], [11]. El efecto neto en el nivel de oxígeno en los tejidos durante la terapia de HBO sigue siendo positiva la hipoxia tumoral eliminando así. modelo teórico y de fluidos fisiológicos estudios dinámicos también han documentado alteración en el volumen del flujo sanguíneo y la perfusión tisular debido al cambio en la presión vascular extraluminal [12], [13]. La hipoxia conduce la angiogénesis y facilita el crecimiento del tumor [10], [14]. A nivel molecular o celular, reducción del flujo sanguíneo & amp; micronutrientes puede inhibir la proliferación celular y el crecimiento tumoral. Mientras que al mismo tiempo, alto nivel de radicales libres generados durante la terapia HBO reduce aún más el crecimiento del tumor y la progresión debido a una mayor daño en el ADN & amp; apoptosis [15] - [22]. Por el contrario, algunos de los estudios mostraron HBO tener cáncer aumentan los efectos de la aceleración de la proliferación de células tumorales [8], [23]. HBO puede movilizar las células madre /progenitoras mediante la estimulación de la síntesis de NO [24], [25]. Por lo tanto, pensamos en volver a examinar la controversia y por lo tanto diseñamos este estudio prospectivo experimental fisiológica de redefinir el papel de HBO en modelo de ratón convencional. Este estudio tiene un doble propósito, es decir, validar conocido reportado hallazgos de otros compañeros de trabajo y averiguar utilidad del modelo terapéutico pequeñas de cáncer de animales clínica pre utilizado en los últimos años por varios investigadores. El desarrollo adecuado del cáncer modelo experimental animal pequeño pre-clínico terapéutico es un importante método de investigación para analizar las diversas reciente o adyuvante modalidad de tratamiento del cáncer. El sistema de C3H /HeJ de ratón mamaria tumor es uno de los sistemas modelo más estudiadas disponibles a partir de ahora todavía problema continúa con la falta de reproducir los resultados obtenidos a partir de dicho modelo en el ser humano [26]. ratones genéticamente modificados también se han utilizado como cáncer clínico pre modelo terapéutico [15], [26] - [30]. Con base en los resultados preliminares obtenidos en nuestro estudio, hemos tratado de explicar los mecanismos fisiopatológicos subyacentes que pueden estar vinculados a la terapia de HBO en términos de su efecto dual, es decir, retraso del crecimiento tumoral durante el tratamiento con la terapia y el crecimiento tumoral posterior mejora. Aunque nuestros resultados experimentales validan un modelo teórico bien establecido en la tasa de proliferación de células cancerosas, sino que sugieren la necesidad de un enfoque alternativo en la pre modelado terapéutico contra el cáncer de manera que los resultados pueden ser reproducidos en el ser humano.
Materiales y Métodos
Experimental Modelo
el estudio se llevó a cabo en el Centro de Animales de Laboratorio (ACTREC) en estricta conformidad con las recomendaciones del Comité para los fines de control y supervisión de los experimentos con animales (CPCSEA), Ministerio de Medio Ambiente y Bosques, Gob. de la India. El protocolo fue aprobado por el Comité Institucional de Ética Animal (AICE) de Tata Memorial Centre-Centro para el Tratamiento Avanzado de Investigación y Formación en Cáncer (Propuesta Nº 19/2010). Se hicieron todos los esfuerzos para minimizar el sufrimiento durante el estudio. Una cepa C3H consanguínea con el color del pelaje agouti se utilizó para este estudio. cepa C3H tiene alta incidencia (70%) de los tumores de mama y no tiene virus del tumor mamario de ratón (MMTV). Ahora es uno de los más ampliamente utilizada de todas las cepas de ratón. La homogeneidad es el punto crítico /fundamental para mantenerse en la experimentación animal. Sin embargo, en caso de los ratones, es bastante sencillo para desarrollar ratones genéticamente idénticos por la endogamia. Estos ratones genéticamente idénticos se pueden utilizar para replicar y comparar los experimentos en el tiempo. Ik Soo Kim
et al
de 2010 explicó acerca de los modelos de ratón para la metástasis del cáncer de mama. Nuevas datos han sugerido que los modelos animales son un buen sistema para investigar esta comunicación. Por lo tanto, los estudios con modelos de ratones se han desarrollado como un enfoque sistémico para entender la metástasis del cáncer de mama. De seis a ocho semanas de edad C3H endogámica (Agouti) ratones hembra fueron alojados en jaulas con acceso a comida y agua ad
libitum
y expuestos a oscuridad ciclo de 12 horas de luz. El sistema de cría adoptada en nuestras instalaciones de los animales era 1:01 hermano hermana de apareamiento hasta el 20 de generación para lograr isogenicity. El isogenicity ha sido verificado aún más por el monitoreo de control de calidad regular con marcadores bioquímicos (HBB, coches-2, IDH, MOD), injertos de piel, marcadores moleculares (microsatélites), aparte de vigilancia de la salud regular. Una suspensión de células tumorales se preparó a partir del tumor mamario espontáneo asépticamente extirpado. Los tumores mamarios fueron inducidos mediante inyección subcutánea de 0,1 ml de suspensión celular (2,5 x 10
6 células /ml) en la almohadilla de grasa mamaria. La inspección diaria de los ratones inducida se hizo para alimentos, agua, ropa de cama, la comodidad y el aspecto del nódulo tumoral bajo todas las precauciones asépticas por el mismo investigador para minimizar el error y reducir la variación inter personales. Las medidas del tumor se observaron desde el día en que se palpa el nódulo. Los ratones fueron sometidos a la intervención experimental desde el momento en el tamaño del nódulo mide entre 5 a 10 mm de diámetro. tumores macroscópicos fueron evidentes hasta el día 60 (valor mediano /valor medio) después de la inducción de tumor - período de latencia (Figura 1). El patrón de crecimiento se muestra en la Figura 2 (A, B, C, D) & amp; 3.
(B) Representación gráfica de los ratones C3H tratados con HBO a 1,1 bar (1 semana Vs 3 semanas: Supresión del crecimiento durante el tratamiento). (C) Representación gráfica de HBO en ratones tratados con 1,2 bar (durante la terapia). (C [ii]) Retraso en el crecimiento durante la terapia de HBO (sola parcela). (D) la tendencia comparativo de la progresión del tumor de control y HBO tratada ratones C3H. (Negro para HBO; rojo para el control).
Protocolo de HBO
Los animales fueron expuestos a la terapia con oxígeno hiperbárico en el 1,1 (N = 10) y 1,2 bar (N = 5) durante 2 horas en cámara hiperbárica diseñado específicamente en nuestras instalaciones (ACTREC). la terapia de HBO se administró diariamente (1,1 b durante 7 días en 2 ratones), (b 1.1 durante 21 días en el 8 ratones), (b 1.2 por 21 días en 5 ratones) .They fueron seguidos más arriba para el crecimiento tumoral, el peso corporal, período de supervivencia y metástasis. Después de la muerte (tejidos del tumor, pulmón, cerebro, hígado y corazón) se recogieron para su análisis histológico. La distribución detallada se da en la Tabla 1.
Las mediciones del crecimiento del tumor
El tamaño del tumor se midió utilizando calibradores en un primer aspecto nódulo tumoral, considerado como el día 1 seguido con mediciones diarias hasta el punto final del estudio, es decir, la desaparición natural o cuando la decisión fue tomada por el investigador para la eutanasia de los ratones debido a la pesada carga del tumor con una morbilidad asociada. El crecimiento del tumor se calculó según la fórmula: V = L × (W)
2/2 y por 4πr
3 (trama es igual). mediciones diarias de peso del animal se realizaron hasta que sobrevivieron. El análisis estadístico se llevó a cabo mediante la búsqueda de los valores de la mediana y la media del volumen del tumor durante el período de tiempo y la duración de la supervivencia. El nivel de significación se tomó como
P & lt; 0,05
, por Mann Whitney y los resultados se expresan como mediana & amp; medias ± 2SE (25 al 75
percentil).
El desarrollo de un modelo de predicción teórica y la validación del modelo
Una parcela teórica de la progresión del crecimiento tumoral en base a la distribución geométrica de la proliferación celular en una tumor en condiciones normales se ha demostrado en la Figura 4, 5, 6. se utilizó una de las ecuaciones finales propuestos en un modelo de tumor teórico [42], [43] basado en nuestra simplificación de supuestos de tasa de proliferación celular con respecto al tiempo y inicial el volumen del tumor. La ecuación se resuelve utilizando el programa MATLAB. El modelo matemático y el programa se han dado en el Apéndice S1. El modelado es para verificar que los datos reflejan supuestos simplificadores, al menos aproximadamente. Los supuestos clave son los
(a) Francia El desviaciones estándar es igual en todo momento en todos los grupos, (b) los errores son simétricas, y (c) La curva de crecimiento estén adecuadamente representados por la forma paramétrica propuesta (por ejemplo, , una línea recta, una cuadrática o una columna). Hemos generado los datos bajo los supuestos de que (a) las verdaderas curvas de crecimiento subyacentes, son todos iguales.
Resultados
Un total de 22 ratones portadores de tumores eran estudiados que incluye 7 ratones en el grupo control (normoxia normobaric) y 15 ratones del grupo HBO. (Tabla 1) medidas de los tumores comenzaron aproximadamente 5 semanas después de la inoculación del tumor, cuando los tumores eran de aproximadamente 1,4 cm
3.
Periodo de latencia
La suspensión de células de tumores espontáneos de la densidad de 2,5 × 10 se inyectaron
6 células /ml por vía subcutánea en la almohadilla de grasa mamaria. Se encontró que el período de latencia observado en varias conjunto de experimentos para ser aproximadamente 60 días (Figura 1).
Efecto de HBO como única modalidad y Supervivencia
terapia de HBO a la exposición diaria a HBO a 1.1 bar y 1,2 bar durante 120 minutos durante 21 días fue bien tolerada por los ratones C3H. Durante todo el período de observación, es decir, hasta que sobrevivieron, el volumen del tumor aumentó tanto en el control (Figura 2A), así como en el grupo tratado HBO (Figura 2B). En el grupo tratado, el crecimiento y la progresión fue rápida y, al mismo tiempo que se alcanzaron mucho mayor volumen, sin embargo el crecimiento y la progresión fue lenta en el grupo de control. También mostraron marcada diferencia en la progresión del crecimiento con respecto al tiempo en cada uno de los ratones, básicamente, que representan la heterogeneidad individual en el patrón de crecimiento del tumor (Figura 2D).
La respuesta de la terapia de HBO en la progresión del tumor cuando se administra durante 21 días se muestra en la Tabla 1 & amp; La Figura 2C (i). La respuesta diferencial de la terapia de HBO en la progresión tumoral y la metástasis cuando se administra durante 7 días y 21 días durante y después de la terapia de época se ha demostrado en la Tabla 1 & amp; La Figura 2B. La respuesta ha sido la dosis y la duración dependiente, es decir, cuando la dosis es menor y la duración de la administración es corta, hay una recaída temprana o el crecimiento rápido repunte y viceversa (Figura 2B, 2C (i)).
Hemos observado el crecimiento del tumor lento o ningún efecto potenciador de tumor durante el período de la terapia de HBO y el efecto se ha demostrado en la Figura 2C (ii). Se puso claramente de manifiesto ningún efecto potenciador del cáncer que era debido a los daños del ADN en respuesta a la acumulación de ROS como se explica en el diagrama S1
Post HBO induce el crecimiento acelerado:. El seguimiento a largo plazo, también se observó mensaje efecto cancerigeno la terapia de HBO en ratones. Los tumores HBO tratados mostraron marcada rápida progresión del tumor y una terapia de HBO poste crecimiento rebote alcanzar el volumen de tumor mucho mayor que en el grupo de control en el punto de supervivencia final (Figura 2D). Se observó la rápida progresión del tumor (alta virulencia en la naturaleza) en los animales en el que el volumen del tumor en su primera aparición fue mayor (Figura 3). Aparte de el patrón de crecimiento del tumor, también estudiamos período de supervivencia. El punto final de supervivencia o duración de la supervivencia entre tratada (HBO) y el grupo sin tratar (control) fue significativamente menor, pero no fue estadísticamente significativa (Tabla 1). La vida útil de HBO tratado fue encontrado ratones a ser menos {(valor medio ± 2 SD, 91 días (86 D a 95 D)} que el grupo control, es decir, los ratones inducidas por el tumor que no recibieron la terapia {valor medio ± 2 SD, 104 52 días (D a 143 D)} en términos absolutos, sin embargo, estadísticamente la diferencia fue insignificante (* p = 0,731).
los resultados del tumor teórico Crecimiento Modelo de Progresión
Este hallazgo de tumor alcanzar límite asintótico también fue validado por nuestros propios resultados experimentales (Figura 4, 5, 6). El modelo teórico basado en progresión geométrica natural de la proliferación celular en un tumor mostró una progresión del crecimiento tumoral simétrica uniforme alcanzar límite asintótico en un cierto período de tiempo en todas las condiciones estado ideal. se observó una tendencia similar cuando se tomaron los datos (el volumen del tumor con respecto al período de tiempo) del estudio experimental como una entrada para derivar los resultados utilizando el modelo teórico. se encontró que los resultados sean comparables que validado el modelo como mucho, el límite asintótico se trate (Figura 4, 5, 6). Los resultados experimentales mostraron, sin embargo marcada asimetría en el crecimiento del tumor en cada ratón C3H experimental a pesar de todos los factores subyacentes, como la persona que toma las mediciones diarias, manteniendo el ciclo de la dieta, la nutrición, el día y la noche, la temperatura ambiente, etc., que pueden introducir buena cantidad de errores eran mantiene constante. Aunque la progresión del crecimiento tumoral parece llegar a una meseta tanto bajo condiciones normales y experimental similar a los resultados obtenidos en el modelo teórico, pero la razón de la progresión de crecimiento asimétrico en cada uno de ellos con respecto al período de tiempo (tasa de crecimiento varió entre cada ratones) podría ser debido a la respuesta del huésped a un tumor o inmunogenicidad de ancho lo que limita la utilidad de los ratones C3H ser un model.Thus terapéutica del cáncer preclínico ideal para un estudio terapéutico eficaz del cáncer, tenemos que utilizar o desarrollar ratones genéticamente modificados para que los resultados se permite la reproducción en humanos siendo.
Discusión
Todas las células diferenciadas normales satisfacer sus necesidades de energía mediante la respiración de oxígeno depender de la fosforilación oxidativa mitocondrial, mientras que las células cancerosas a satisfacer sus necesidades de energía en gran parte por la fermentación es decir Warburg efecto [31 ]. Tumores requieren nutrientes y oxígeno para crecer. Tanto metabólica oxidativa, así como vía de la glucólisis aeróbica está implicado en la proliferación de células cancerosas y la diferenciación. Optimización de la terapia de oxígeno es esencial en la terapéutica del cáncer. Extrínsecamente la modulación de suministro de oxígeno a presión variable para el tratamiento de condiciones patológicas terribles como el cáncer está básicamente dirigido a los factores que intervienen en el metabolismo celular modificando. Una mejor comprensión de los diversos fenómenos que ocurren dentro del microambiente del tumor como resultado de varios amp extrínseca y; influencias intrínsecas pueden proporcionar mucha respuesta necesaria a la compleja cuestión de encontrar adecuadas, seguras y eficaces modalidades terapéuticas en el cáncer. Tratamos de entender la dinámica celular, es decir, el crecimiento tumoral en un modelo de tumor ortotópico en condiciones normales de ambiente & amp; bajo estrés es decir, el suministro de oxígeno a alta presión atmosférica. HBO es conocido para elevar los niveles de oxígeno disuelto (difusión) elevar la concentración de radicales libres (ROS) a nivel de las células cancerosas diana. También elimina la hipoxia tumoral en regiones mal suministrados con el oxígeno. microvasculatura Tumor generalmente no para perfundir adecuadamente interior región (central) del tumor con el oxígeno que los hace menos sensible a la quimioterapia [32] o la radioterapia debido a la falta de especies de radicales libres de oxígeno o. HBO ayuda en la difusión de oxígeno a estas células de cáncer de toma región tumor pobremente vascularizados más sensibles de radio o fármacos quimioterapéuticos mediante la promoción de la actividad de ROS en la célula. Mientras HBO reduce la hipoxia tumoral, sino que también puede reducir el flujo de sangre del tumor micro vascular red. De alta presión externa ejercida sobre las arteriolas o capilares resultados en la reducción de la microcirculación del tumor, comprometer la perfusión de oxígeno así como el suministro de micronutrientes a la célula en división. Por lo tanto el cambio neto en el volumen de flujo de sangre, la perfusión de oxígeno & amp; la difusión durante y después de la terapia de HBO está abierto al escrutinio y puede variar con el nivel de & amp; la duración de la presión externa ejercida sobre los vasos y el sitio de la intervención [12]. Se documentó la alteración del flujo sanguíneo, como resultado del cambio en la arquitectura vascular, viscosidad, elasticidad, regulaciones autonómicas, modulación de la presión en los capilares y arteriolas que brotan tanto en condiciones experimentales teóricos y reales [11], [13]. Por lo tanto, diferente protocolo desarrollado por diferentes trabajadores con respecto al gradiente de presión y duración de la exposición de HBO probablemente condujo a una amplia variación en los resultados y controversias en torno a la terapia de HBO en el cáncer. Teniendo en cuenta los problemas antes mencionados y nuestra experiencia pasada de trabajar en el campo de la dinámica de fluidos fisiológicos, hemos diseñado el presente trabajo de investigación, es decir, para volver a evaluar el efecto de la exposición de HBO (estrés) sobre el crecimiento tumoral, la progresión y la longitud de la supervivencia en un cáncer pre-clínica terapéutica modelo de ratones C3H pequeño animal. La base de someter a los ratones a HBO fue para modular la concentración de oxígeno y eliminar la región hipóxica, aumentar la sensibilidad a la quimioterapia o la radioterapia y comprender las vías de regulación subyacentes, microambiente celular enérgico y tumoral. El estudio incluyó la exposición diaria de los ratones C3H a la hiperoxia hiperbárica (1,1 bar, 1,2 bar) durante 120 minutos durante 21 días en una cámara hiperbárica. HBO es la administración de (100%) O
2 a mayor presión atmosférica. Con 4 atmósferas absolutas de oxígeno, un aumento de 12 veces en P0 tumor
2 se produjo con un aumento de 15 a 50 veces en la pO
2 de los tejidos normales [33]. Algunas investigaciones han estudiado polarografía tisular directa que indica que HBO externa aumenta efectivamente los niveles de oxígeno [34]. Como se informó en estudios anteriores, sino que también no se observó ningún tipo de cáncer efecto de aumento durante el período de la terapia de HBO. Este efecto inhibidor podría ser debido al efecto citotóxico o daño en el ADN mejorada, aumento de la apoptosis y la reparación del ADN retrasado debido a la exposición a radicales libres de oxígeno [16], [22]. Los radicales libres de oxígeno también tienen efectos mutagénicos en las células proliferantes [20]. La presión atmosférica más alta ejercida sobre las paredes de las pequeñas arteriolas y capilares reduce la perfusión tisular de oxígeno, eleva la presión media intra-arterial reduciendo efectivamente el flujo sanguíneo red & amp; suministro de nutrientes. La reducción del flujo sanguíneo y el suministro de nutrientes durante la fase de la terapia puede suprimir aún más el crecimiento del tumor. Mejora de la difusión de oxígeno del tejido de la región hipóxica durante la terapia de oxígeno hiperbárico puede también regula el proceso de la angiogénesis evitando de ese modo la aceleración del crecimiento del tumor [35]. Sin embargo existe controversia, también se informó de que HBO tiene efecto promotor del tumor. Hay varias líneas de evidencias que apoyan esta hipótesis [23]. Influye en la cicatrización de heridas a través de la atenuación de la apoptosis y la disminución de la inflamación [36] y puede también promueve la vasculogénesis [37]. Curiosamente, en el seguimiento a largo plazo, también se observó efecto post terapia de HBO tumorigénico en ratones. Un hallazgo similar se reportó en un estudio realizado en participantes humanos que sufren de cáncer de cabeza y cuello y se trató con HBO [8]. Deterioro de mecanismo de reparación del ADN, la modulación del suministro de sangre & amp; nutrientes, efecto mutagénico en células proliferantes & amp; aneuploidía, posiblemente, puede desempeñar un papel en la promoción de la proliferación celular no controlada que conduce a rebotar el crecimiento del tumor. Todos los tejidos normales o tumores en crecimiento requieren nutrientes y oxígeno para crecer. Mejora el flujo sanguíneo & amp; el suministro de nutrientes y la perfusión de oxígeno tras el cese de la presión hiperbárica (alta presión hidrostática externa) pueden promover la reparación rápida del tejido y la cicatrización de heridas. Aneuploidía vinculada a la acción mutagénica de HBO en las células en división también puede conducir a una rápida proliferación anormal y retraso en la reparación del ADN [23], [25], [38] - [40]. Por lo tanto, basado en nuestra así como otros trabajadores encontrar, creemos que HBO de hecho tiene un efecto dual sobre el crecimiento tumoral es decir, el retraso del crecimiento del tumor seguida de aceleración durante y después de la terapia HBO respectivamente. La función de las interacciones célula-célula, la proliferación celular y el tejido depende de su microambiente y hemos estado estudiando el papel de tales moduladores y otras influencias físicas desde hace muchos años [11] - [13], [41]. El doble efecto de HBO en la progresión del crecimiento tumoral durante y después de la interrupción puede ser explicado & amp; elaborado sobre la base de que tenga acción en múltiples objetivos es decir, sobre la proliferación celular, daño de ADN & amp; mecanismo de reparación, la mutación & amp; aneuploidía, y la dinámica del flujo sanguíneo en el Diagrama S1 & amp; S2. Encontramos el volumen tumoral y el efecto dependiente de la dosis de HBO en la progresión tumoral. El doble mecanismo de terapia de HBO en la dinámica del flujo de sangre, es decir, el aumento de la difusión tisular de oxígeno y reducir el oxígeno de perfusión /nutrientes pueden ser responsables de su respuesta dependiente de la dosis sobre el crecimiento del tumor & amp; progresión. Los estudios in vitro en mamíferos cultivadas han mostrado efectos mutagénicos de una mayor exposición de HBO (4 ATA). Una inducción dependiente de la dosis de daño cromosómico se midió en células V79 con el MNT con el aumento de tiempo de exposición (0,5 a 3 h). El efecto clastogénico (cromosoma-rotura) de HBO en células V79 correlaciona muy bien con el aumento de daño en el ADN obtenido con el ensayo cometa en la población misma célula [20].
HBO y Supervivencia
La vida útil de HBO tratados fue encontrado ratones a ser menos {(valor medio ± 2 SD, 91 días (86 D a 95 D)} que el grupo control, es decir, los ratones inducidas por el tumor que no recibieron la terapia {valor medio ± 2 SD, 104 días (52 D a 143 D)} en términos absolutos, sin embargo, estadísticamente la diferencia era insignificante. Como lograr la deseada terapia de HBO supresión de tumores, sino que también puede tener algún efecto sistémico negativo de la toxicidad del oxígeno. el efecto perjudicial de la exposición a altas concentraciones se debe a las especies reactivas de oxígeno (ROS). la toxicidad sistémica, acelerada posterior crecimiento del tumor terapia de HBO y la metástasis pulmonar evidente en los hallazgos macroscópicos pueden ser algunos de los factores responsables de la esperanza de vida más corta entre el grupo tratado. la inversión de la reducción del flujo sanguíneo o mejora del flujo sanguíneo tras el cese de la terapia de HBO puede ser otro factor responsable del crecimiento tumoral mejorado debido a la mejora de la nutrición y la perfusión de oxígeno, así como el transporte de las células tumorales a su situación distante metástasis causando.
El mencionado efecto negativo en duración de la supervivencia también se fundamenta en un estudio, que mostró una mejor supervivencia cuando los ratones fueron sometidos a menor estrés oxidativo creado con el régimen de ejercicio moderado y no el estrés oxidativo alta que generalmente se crea con la exposición de HBO [42].
el crecimiento asimétrico modelo teórico y
modelo teórico [43], [44] predijo que el crecimiento del tumor alcanzando límite asintótico en un determinado período de tiempo (Apéndice S1). Este hallazgo de un tumor alcanzando límite asintótico también fue validado por nuestros propios resultados experimentales (Figura 4, 5, 6). modelo teórico basado en progresión geométrica de la proliferación celular mostró patrón de crecimiento simétrico que estaba de acuerdo con nuestras suposiciones iniciales a considerar ratones C3H como modelo de tumor homogénea. Por el contrario, se observó marcada asimetría en el crecimiento del tumor en cada uno de los ratón C3H experimental que puede limitar la utilidad del modelo de cáncer espontáneo como un modelo terapéutico pre-clínica ideal. El patrón de crecimiento diferencial tiene que ser revisado y también hay una necesidad de buscar un modelo alternativo de pequeños animales. Probablemente necesitamos un modelo animal tales como ratones genéticamente modificados o alguna otra cepa específica que mostró la progresión del crecimiento tumoral simétrica de los resultados que se reproducen en el ser humano.
Conclusión
No se encontró ninguna cáncer de mejora de efecto durante la terapia de HBO. Sin embargo, la aceleración en el crecimiento del tumor se observó al cabo del tratamiento de HBO. Al mismo tiempo, los ratones sometidos a la terapia HBO vivieron más corto en comparación con los no expuestos a la terapia de HBO (período de supervivencia de la inducción de las células tumorales hasta muertes). El efecto de la HBO en términos de causar daños en el ADN debido a la exposición de células proliferantes a los radicales libres (ROS), así como compensar la hipoxia tumoral por lo tanto haciendo que las células cancerosas más quimio o radio sensible está bien estudiado. El efecto mutagénico de la exposición de HBO sobre la proliferación de células que causan la aneuploidía y el mecanismo de su acción sobre el remodelado vascular tumoral y micro-entorno no ha sido bien estudiado. También hay una necesidad de entender el daño y reparación vías de ADN. Con base en los resultados preliminares obtenidos en nuestro estudio, hemos tratado de explicar los mecanismos fisiopatológicos subyacentes que pueden estar vinculados a la terapia de HBO (Figura 1 & amp; 2) en términos de su efecto dual. Aunque nuestros resultados experimentales validadas un modelo teórico bien establecido en la tasa de proliferación de células cancerosas pero amplio grado de las variaciones individuales en la progresión del crecimiento tumoral sugerido una necesidad de un enfoque alternativo en pre modelado cáncer terapéutica de manera que los resultados pueden ser reproducidos en el ser humano.
Apoyo a la Información
Diagrama S1. Mostrando
el plan de estudio y el efecto de la terapia de HBO.
doi: 10.1371 /journal.pone.0048432.s001 gratis (TIF)
Diagrama S2.
microambiente tumoral que muestra la modulación vascular micro.
doi: 10.1371 /journal.pone.0048432.s002 gratis (TIF)
Apéndice S1.
doi: 10.1371 /journal.pone.0048432.s003 gratis (TIF)
Reconocimientos
Nuestro sincero agradecimiento al Sr. Ravi del suministro de oxígeno, técnicos de taller para la fabricación de la HBO cámara, y todo el personal de la casa de animales de la caja fuerte mantiene de nuestros ratones experimentales durante todo el período del estudio. Sin Mr.Parkar, Asistente de Laboratorio (laboratorio Gude), que fue decisivo en la preparación suspensión celular y la inoculación, este trabajo no hubiera sido posible, estamos muy agradecidos por su apoyo. Un agradecimiento especial también a la interna de investigación de verano de laboratorio de Bio-ingeniería, el Sr. Jugal Bhojak para escribir programa MATLAB de nuestro modelo teórico. Estamos muy agradecidos a nuestro Director de ACTREC-TMC, el profesor Rajiv Sarin, y Dr.Surekha Zingde, Director Adjunto, ACTREC-TMC para apoyar el proyecto con su tiempo a la asistencia tiempo para acelerar el trabajo de investigación y muchas sugerencias útiles y consejos sin la cual no habría sido posible completar este trabajo muy difícil.