إجراءات عمل لElectrochemotherapy للعلاج من ورم في الكلاب والقطط
Summary
Electrochemotherapy is the local treatment of solid tumors. The main mechanism is electroporation-mediated permeabilization of the tumor cells’ membrane which enables increased internalization of cytostatics like bleomycin and cisplatin. Thus, antitumor effectiveness is potentiated at the site of the application of electric pulses to the tumors.
Abstract
Electrochemotherapy (ECT) هو نهج المحلي الذي يستخدم لعلاج الأورام الصلبة من histologies مختلفة. ويستند آلية على غشاء الخلية permeabilization عن طريق "Electroporation لل". لتحقيق "Electroporation لل" من الخلايا، يتم إنشاء نبضات كهربائية بواسطة مولد وتسليمها إلى الأنسجة المستهدفة عن طريق استخدام الأقطاب الكهربائية. Electroporation للهو أسلوب المادي الذي يستخدم لإدخال جزيئات، مثل الأدوية القاتلة للخلايا، في الخلايا التي لا يمكن أن يمر غشاء الخلية من تلقاء نفسها. في electrochemotherapy، في الوقت الراهن، يتم استخدام سيسبلاتين وبليوميسين سريريا. فعالية مضادة للورم Electrochemotherapy عالية، على سبيل المثال تصل إلى استجابة كاملة 100٪ من الخلايا البدينة الكلاب الأورام وقد تحقق أقل من 2 سم 3. بالإضافة إلى ذلك، electrochemotherapy يمكن أن تستخدم لعلاج الأورام غير صالحة للعمل. واحدة من الخصائص المهمة للelectrochemotherapy هو أنه يمكن أن تكون فعالة كعلاج لمرة واحدةفقط. ومع ذلك، في حالة فشل أو استجابة الورم جزئية ويمكن تكرار ذلك عدة مرات مع فعالية مساوية أو تحسينها. Electrochemotherapy هو بالفعل العلاج القياسي للأورام الجلدية وتحت الجلد من histologies مختلفة في الأورام البشري والطب البيطري. وعلاوة على ذلك، العديد من الدراسات السريرية استغلال electrochemotherapy للأورام عميقة الجذور هي مستمرة.
Introduction
العلاج بالصدمات الكهربائية هو أسلوب الجر المحلية لعلاج أورام histologies مختلفة. النتائج الاجتثاث من المخدرات التي يسببها قتل الخلية، والتي هي نتيجة لزيادة تراكم المخدرات في الخلايا بسبب تغير نفاذية غشاء الخلية الناجمة عن النقل المباشر للنبضات الكهربائية على الجلد حول الورم بعد حقن intratumoral أو في الوريد من الدواء. الآلية الرئيسية من العلاج بالصدمات الكهربائية هو تعزيز فعالية الأدوية القاتلة للخلايا عن طريق زيادة تراكم المخدرات داخل الخلايا، التي electropermeabilization غشاء الخلية (Electroporation لل) 1،2. يسبب Electroporation للزيادة امتصاص الدواء من اثنين التخلاء: بليوميسين وسيسبلاتين، والتي هي الأدوية ماء مع ضعف نفاذية الغشاء. ويرجع ذلك إلى زيادة السمية الخلوية من بليوميسين وسيسبلاتين في موقع تطبيق نبض الكهربائية، وهناك حاجة إلى جرعات الدواء منخفضة لفعالية مضادة للورم جيدة وبالتالي لا أو الحد الأدنى من الآثار الجانبية النظامية من الأدوية وobservالطبعة 3. وهناك سمة أخرى من العلاج بالصدمات الكهربائية هو تأثير الورم antivascular الذي ينتج أولا في قفل الأوعية الدموية، أي، انخفاض تدفق الدم داخل الورم، وبالتالي الإبقاء على التخلاء داخلها، وثانيا في الأوعية الدموية وتعطيل العمل، أي، القتل المباشر من الخلايا البطانية من الأوعية الدموية الصغيرة مما يؤدي إلى ورم ثانوي موت الخلايا 4-6. الآلية الثالثة من فعالية مضادة للورم العلاج بالصدمات الكهربائية هو تنشيط الجهاز المناعي كما ECT يتسبب استجابة مناعية بواسطة المستضد الورم سفك في محيط الورم. مشاركة الجهاز المناعي هو أمر حاسم لاستئصال كامل الورم 7.
وقد أظهرت ECT إمكانات كبيرة في علاج الأورام البشري، حيث يتم استخدام العلاج بالصدمات الكهربائية بالفعل كعلاج القياسية للأورام الجلدية وتحت الجلد حيث يعرض ما يصل إلى 80٪ من الردود موضوعية 3. بالإضافة إلى ذلك، يستخدم العلاج بالصدمات الكهربائية في العديد من الدراسات السريرية علاج الانبثاث ورم في المخ <sتصل> 8، 9 العظام والكبد 10. وقد أثبتت الدراسات السريرية في علم الأورام البيطري بالفعل أن نتائج العلاج بالصدمات الكهربائية في ما يصل الى 80٪ طويل الأمد الردود الموضوعية عند علاج الأورام الجلدية وتحت الجلد في الكلاب 11، 12، 13 القطط والخيول 14. فعالية مضادة للورم تعتمد على حجم الورم والأورام الأصغر من 2 سم 3 الاستجابة أفضل من الأورام أكبر 15.
كما أظهرت دراسة مقارنة الجراحة مع العلاج بالصدمات الكهربائية في علاج أورام الخلايا البدينة في الكلاب أن العلاج مع العلاج بالصدمات الكهربائية أسفرت عن 70٪ من الردود كاملة في حين أسفرت عملية جراحية في 50٪ من الردود الكاملة 11 مما يدل على أن العلاج بالصدمات الكهربائية هو العلاج تعادل الجراحة. بالإضافة إلى ذلك، ECT يمثل طريقة بديلة لعلاج الأورام الصلبة إلى العلاج الجراحي، وتحديدا في تلك الحالات عند أصحابها لا يوافق على عملية جراحية أو إذا كانت الأورام يصعب المكوس مع هوامش واضحة يرجع في معظمه إلى همالموقع (على سبيل المثال، التسلل الأوعية الرئيسية، وأورام الرأس أو الساق، في منطقة الشرج، إلخ). والهدف من هذه الورقة هو تحديد الإجراءات التشغيلية للECT إعطاء تعليمات لاستخدام سيسبلاتين وبليوميسين في تركيبة مع تطبيق نبضات كهربائية من أجل علاج مأمونة ومناسبة الأورام الجلدية وتحت الجلد في الكلاب والقطط.
Protocol
Representative Results
Discussion
وقد ثبت Electrochemotherapy أن تكون فعالة جدا ضد الأورام الأولية المختلفة أو الانبثاث في الكلاب والقطط. Electrochemotherapy يمكن استخدامها مع نية العلاجية للعقيدات جلدية أو تحت الجلد ورم الانفرادي أو متعددة أو كعلاج مساعد لعملية جراحية. العلاج القياسي من خيار لعدة أورام في الكلاب، بما في ذلك أورام الخلايا البدينة، هو الاستئصال الجراحي للورم. وأظهرت دراسة مقارنة لعملية جراحية لعلاج القياسية لECT في علاج أورام الخلايا البدينة في الكلاب أن العلاج مع العلاج بالصدمات الكهربائية أسفرت عن 70٪ من الردود كاملة في حين أسفرت عملية جراحية في 50٪ من الردود الكاملة 11 مما يدل على أن العلاج بالصدمات الكهربائية هو العلاج تعادل الجراحة.
لفعالية مضادة للورم واضح من العلاج بالصدمات الكهربائية يجب الوفاء به، والتي هي الخطوات الحاسمة ضمن بروتوكول شرطين. أول واحد هو إدارة التخلاء. وجود الدواء في الأنسجة المستهدفة يحدد كفاءة العلاج بالصدمات الكهربائيةكما الدواء يجب أن تكون موجودة داخل الخلايا من أجل قتلهم. عندما حقن المخدرات intratumorally، وعلامة على الاحتفاظ الأنسجة الجيد هو تبييض الأنسجة. أيضا، يمكن أن تحدث بعض تسرب محلول بعد تناوله من خلال الثقوب التي تنتجها الإبرة في الورم أو في الناخر الأنسجة أثناء مواصلة جلسات العلاج بالصدمات الكهربائية. وهكذا، ليصل إلى 1 ملغم / سم 3 (سيسبلاتين) أو 3000 UI / سم 3 (بليوميسين) تركيزات يمكن أن تكون ثم نظرية بحتة في تلك الحالات، ومع ذلك، فإن الهدف هو محاولة للاحتفاظ بقدر حل ممكن في الأنسجة المستهدفة. وبالإضافة إلى ذلك، ينبغي أن تطبق النبضات الكهربائية في أسرع وقت ممكن من أجل الحصول على تأثير vasoconstricting الذي يساهم في الاحتفاظ الحل.
طريقين مختلفين لإقامة يمكن استخدامها مع العلاج بالصدمات الكهربائية: intratumoral والوريد. فعالية مضادة للورم العلاج بالصدمات الكهربائية مع سيسبلاتين intratumoral أو بليوميسين أو مع بليوميسين الوريد يماثل 21 في حين ايلىctrochemotherapy مع تطبيق في الوريد من سيسبلاتين هو أقل فعالية 22 ولذا يستخدم سيسبلاتين فقط في إدارة intratumoral. ميزة أخرى هامة من المخدرات سيسبلاتين هو أن استخدامه في القطط هو بطلان كما ثبت سيسبلاتين أن تكون شديدة السمية في القطط 23. إذا كان المريض يعاني من واحدة أو عدد قليل من العقيدات، ومن ثم أوصى طريقا intratumoral. وإذا كان عدد من العقيدات يتجاوز ~ 5 العقيدات، ومن ثم أوصى طريق الوريد. حقن Intratumoral من سيسبلاتين لديه بعض فعالية مضادة للورم حتى من دون تطبيق النبضات الكهربائية، في حين بليوميسين، نظرا لطبيعتها ماء عالية، لا. لذلك، سيسبلاتين هو أول عقار من خيار إذا كان التطبيق intratumoral ممكن في الكلاب. هذا مهم جدا لأنه من الشرط الثاني الذي يجب الوفاء بها للعمل مضاد للأورام فعالية العلاج بالصدمات الكهربائية، وهذا هو تغطية الورم كله مع حقل كهربائي عال بما فيه الكفاية. للحصول على زيادة في الخليةغشاء permeabilization، المجال الكهربائي الناجم داخل الأنسجة يجب أن تتجاوز عتبة معينة. توزيع الحقل الكهربائي في الأنسجة يعتمد على الأقطاب، وبالتالي فإنه من المهم أي نوع من الأقطاب الكهربائية المستخدمة. لوحة أو أقطاب مجموعة موازية يمكن استخدامها بأمان للأورام سطحية صغيرة 24. إذا كانت الأورام أكثر سمكا وأكبر، أقطاب سداسية هي أكثر ملاءمة. حقيقة مهمة هي أن تطبيق نبضات كهربائية يمكن أن تتكرر، بحيث يتم تغطية منطقة الورم كله، بما في ذلك هوامش الأمان. منذ نبضات كهربائية تسبب قفل الأوعية الدموية، ويجب أن يبدأ تطبيقها من على حافة منطقة الورم، نحو وسطها.
حاليا، والحد من هذه التقنية هو توافر الأقطاب الذي يحول دون علاج الأورام العميقة الجذور. ومع ذلك، فإن تكوين أقطاب هي ميزة التكنولوجية التي يتطور بسرعة، والآن تستخدم مجموعات مختلفة من الأقطاب الكهربائية وأو إدارات محددة طويلة إبرة كهربائية واحدة لالانبثاث من أورام القولون والمستقيم في الكبد 25، الانبثاث العظام 7، لينة ساركوما الأنسجة 26، أقطاب endoluminal لالقولون والمستقيم والمعدة والأورام المريء 27 و قابلة للتوسيع '' مظلة '' نوع أقطاب لعلاج أورام المخ 8 .
العلاج بالصدمات الكهربائية يمكن أن تكون فعالة كعلاج لمرة واحدة فقط، ولكن في حالة فشل أو استجابة الورم جزئية ويمكن تكرار ذلك عدة مرات مع تحسين الفعالية. العلاج بالصدمات الكهربائية هو العلاج الجر المحلية. فعاليته المحلية هو ما يصل الى 80٪ من الورم السيطرة المحلية ولكن دون تأثير ملحوظ على الانبثاث البعيدة 7، والذي هو قيد آخر من العلاج. لذلك، لتحقيق استجابة النظامية، العلاج بالصدمات الكهربائية يمكن أن تكون مجتمعة مع غيرها من العلاجات. في الآونة الأخيرة، اقترحنا الجمع بين العلاج بالصدمات الكهربائية مع تطبيق آخر الطبية الحيوية من Electroporation لل، أي electrotransfer الجينات من molec المناعيةule انترلوكين 12 (IL-12)، والذي يعرف لنشاط مضاد للأورام لها. وقد تم بالفعل أظهرت مزيج من العلاج بالصدمات الكهربائية وelectrotransfer الجينات مع IL-12 ليكون العلاج الآمن المشترك مع أي آثار جانبية وورم المحلية الجيدة مع ارتفاع معدل استجابة كاملة 28، والتي منعت تكرار النقائل البعيدة.
وفي الختام، ومزايا electrochemotherapy هي بساطته، مدة قصيرة من جلسات العلاج، الجرعات القاتلة للخلايا منخفضة وآثار جانبية ضئيلة. وبالإضافة إلى ذلك، يتم تنفيذ ذلك في العيادة الخارجية، وبالتالي فإن المرضى الذين لا يكون البقاء في المستشفى.
في الوقت الحاضر، وتوفر مولدات مختلفة من البقول الكهربائية في السوق آخذ في الازدياد، مما يؤدي أيضا إلى خفض سعر المولدات مع أي خسارة في الاعتمادية ومما يجعل electrochemotherapy أكثر بأسعار معقولة. ويجب أن يؤدي كل لتوسيع نطاق استخدام هذا العلاج في الطب البيطري.
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
The authors acknowledge the financial support received from the state budget by the Slovenian Research Agency (program no. P3-0003, project no. J3-6796). The research was conducted in the scope of the EBAM European Associated Laboratory (LEA). This manuscript is the result of the networking efforts of the COST Action TD1104. We wish to thank Alenka Seliskar, Mojca Juvan (Veterinary Faculty, Clinic for Surgery and Small Animals) and Jakob Konda (Institute of Oncology, Ljubljana, Ljubljana, Slovenia) for all of their valuable help.
Materials
| Cisplatin Kobi | Fresenius Kobi Oncology, Hampshire, Great Britain | citostatic drug | |
| Bleomycin PCH | Pharmachemie B.V., Haarlem, Dutch | citostatic drug | |
| AquaUltra Basic | Ultragel, Budapest, Hungary | water based gel | |
| Electropulsator ELECTROvetS13 | Leroy Betatech, Toulouse, France | square-wave pulse generator |
References
- Mir, L. M., Orlowski, S., Belehradek, J., Paoletti, C. Electrochemotherapy potentiation of antitumour effect of bleomycin by local electric pulses. Eur J Cancer. 27 (1), 68-72 (1991).
- Sersa, G., Cemazar, M., Miklavcic, D. Antitumor effectiveness of electrochemotherapy with cis-diamminedichloroplatinum(II) in mice. Cancer Res. 55 (15), 3450-3455 (1995).
- Sersa, G., et al. Electrochemotherapy in treatment of tumours. Eur J Surg Oncol. 34 (2), 232-240 (2008).
- Sersa, G., Cemazar, M., Miklavcic, D., Chaplin, D. J. Tumor blood flow modifying effect of electrochemotherapy with bleomycin. Anticancer Res. 19 (5B), 4017-4022 (1999).
- Markelc, B., Sersa, G., Cemazar, M. Differential mechanisms associated with vascular disrupting action of electrochemotherapy: intravital microscopy on the level of single normal and tumor blood vessels. PLoS One. 8 (3), e59557 (2013).
- Bellard, E., et al. Intravital microscopy at the single vessel level brings new insights of vascular modification mechanisms induced by electropermeabilization. J Control Release. 163 (3), 396-403 (2012).
- Sersa, G., et al. Electrochemotherapy of tumors as in situ vaccination boosted by immunogene electrotransfer. Cancer Immunol Immunother. 64 (10), 1315-1327 (2015).
- Linnert, M., Iversen, H. K., Gehl, J., et al. Multiple brain metastases – current management and perspectives for treatment with electrochemotherapy. Radio Oncol. 46 (4), 271-278 (2012).
- Bianchi, G., Campanacci, L., Donati, D. Electrochemotherapy in bone metastases: results of a phase II study. , 46-47 (2013).
- Edhemovic, I., et al. Intraoperative electrochemotherapy of colorectal liver metastases. J Surg Oncol. 110 (3), 320-327 (2014).
- Kodre, V., et al. Electrochemotherapy compared to surgery for treatment of canine mast cell tumours. In Vivo. 23 (1), 55-62 (2009).
- Spugnini, E. P., et al. Electrochemotherapy for the treatment of recurring aponeurotic fibromatosis in a dog. Can Vet J. 54 (6), 606-609 (2013).
- Tozon, N., Pavlin, D., Sersa, G., Dolinsek, T., Cemazar, M. Electrochemotherapy with intravenous bleomycin injection: an observational study in superficial squamous cell carcinoma in cats. J Feline Med Surg. 16 (4), 291-299 (2014).
- Tamzali, Y., et al. Successful treatment of equine sarcoids with cisplatin electrochemotherapy: a retrospective study of 48 cases. Equine Vet J. 44 (2), 214-220 (2012).
- Mali, B., et al. Tumor size and effectiveness of electrochemotherapy. Radiol Oncol. 47 (1), 32-41 (2013).
- Blackwood, L., et al. European consensus document on mast cell tumors in dogs and cats. Vet Comp Oncol. 10 (3), e1-e29 (2012).
- Ivorra, A., Al-Sakere, B., Rubinsky, B., Mir, L. M. Use of conductive gels for electric field homogenization increases the antitumor efficacy of electroporation therapies. Phys Med Biol. 53 (22), 6605-6618 (2008).
- Suzuki, D. O. H., Marques, C. M. G., Rangel, M. M. M. Conductive Gel Increases the Small Tumor Treatment With Electrochemotherapy Using Needle Electrodes. Artif Organs. , (2016).
- Eisenhauer, E. A., et al. New response evaluation criteria in solid tumours: revised RECIST guideline (version 1.1). Eur J Cancer. 45 (2), 228-247 (2009).
- Veterinary Co-operative Oncology Group (VCOG). Veterinary Co-operative Oncology Group – Common Terminology Criteria for Adverse Events (VCOG-CTCAE) following chemotherapy or biological antineoplastic therapy in dogs and cats v1.0. Veterinary and Comparative Oncology. 2 (4), 195-213 (2004).
- Cemazar, M., et al. Electrochemotherapy in veterinary oncology. J Vet Intern Med. 22 (4), 826-831 (2008).
- Sersa, G. Electrochemotherapy: animal model work review. Methods Mol Med. 37, 119-136 (2000).
- Knapp, D. W., Richardson, R. C., DeNicola, D. B., Long, G. G., Blevins, W. E. Cisplatin toxicity in cats. J Vet Intern Med. 1 (1), 29-35 (1987).
- Cemazar, M., Golzio, M., Sersa, G., Rols, M. P., Teissie, J. Electrically-assisted nucleic acid delivery to tissues in vivo: where do we stand?. Curr Pharm Des. 12 (29), 3817-3825 (2006).
- Edhemovic, I., et al. Electrochemotherapy: a new technological approach in the treatment of metastases in the liver. Technol Cancer Res Treat. 10 (5), 475-485 (2011).
- Campana, L. G., et al. Electrochemotherapy treatment of locally advanced and metastatic soft tissue sarcomas: results of a non-comparative phase II study. World J Surg. 38 (4), 813-822 (2014).
- Soden, D. M., et al. Successful application of targeted electrochemotherapy using novel flexible electrodes and low dose bleomycin to solid tumours. Cancer Lett. 232 (2), 300-310 (2006).
- Cemazar, M., Avgustin Ambrozic, J., Pavlin, D., Sersa, G., Poli, A., Krhac Levacic, A., Tesic, N., Lampreht Tratar, U., Rak, M., Tozon, N. Efficacy and safety of electrochemotherapy combined with peritumoral IL-12 gene electrotransfer of canine mast cell tumours. Vet Comp Oncol. , (2016).
