Tác động cấu trúc của siêu âm cường độ cao lên mô phúc mạc: một phương tiện tiềm năng để nhắm đến di căn phúc mạc

BMC Cancer - Tập 20 - Trang 1-7 - 2020
Agata Mikolajczyk1, Tanja Khosrawipour2,3, Joanna Kulas1, Pawel Migdal4, Mohamed Arafkas5, Jakub Nicpon6, Veria Khosrawipour2
1Department of Biochemistry and Molecular Biology, Faculty of Veterinary Medicine, Wroclaw University of Environmental and Life Sciences, Wroclaw, Poland
2Division of Colorectal Surgery, Department of Surgery, University of California Irvine, California, USA
3Department of Surgery (A), University-Hospital Düsseldorf, Heinrich-Heine University Düsseldorf, Düsseldorf, Germany
4Department of Environment, Hygiene and Animal Welfare, University of Environmental and Life Sciences, Wroclaw, Poland
5Department of Plastic Surgery, Ortho-Klinik Dortmund, Dortmund, Germany
6The Center of Experimental Diagnostics and Innovative Biomedical Technology, Wroclaw University of Environmental and Life Sciences, Wroclaw, Poland

Tóm tắt

Siêu âm cường độ cao (HIUS) ngày càng được nghiên cứu như một công cụ khả thi trong điều trị nhiều loại khối u khác nhau. Tuy nhiên, hiện chỉ có ít thông tin về tác động của HIUS lên phúc mạc. Nghiên cứu sơ bộ này nhằm điều tra tiềm năng của HIUS trong việc làm thay đổi bề mặt phúc mạc và có khả năng cải thiện các phương pháp điều trị hiện tại đối với di căn phúc mạc. Để đạt được mục đích này, các tác động cấu trúc định tính và định lượng của HIUS lên mô phúc mạc đã được phân tích bằng kính hiển vi ánh sáng, huỳnh quang và điện tử. Các phần phúc mạc được cắt tỷ lệ từ phúc mạc lợn sau khi tử vong. Bề mặt phúc mạc được phủ bằng một lớp chất lỏng dày 6 mm chứa 0,9% NaCl. HIUS được áp dụng trên tất cả các mẫu mô trong thời gian 0 (kiểm soát), 30, 60, 120 và 300 giây. Các mô phúc mạc đã được phân tích bằng kính hiển vi ánh sáng, huỳnh quang và điện tử để phát hiện các thay đổi cấu trúc có thể xảy ra trong các mô. Sau khi áp dụng HIUS, một sự phá hủy bề mặt mô phúc mạc nông đã được nhìn thấy qua kính hiển vi ánh sáng, điều này gia tăng theo thời gian áp dụng HIUS. Kính hiển vi huỳnh quang cho thấy có sự phá hủy cả ở mức mô phúc mạc và dưới phúc mạc với các khoảng trống mô. Kính hiển vi điện tử đã tiết lộ sự phân đoạn cấu trúc của bề mặt phúc mạc. Dữ liệu của chúng tôi cho thấy HIUS gây ra một loạt các tác động trên mô phúc mạc, bao gồm sự hình thành các vết rách nhỏ ở cả mô phúc mạc và dưới phúc mạc. Tuy nhiên, theo phát hiện của chúng tôi, những sự phá hủy này chỉ giới hạn ở mức vi mô. Cần có thêm các nghiên cứu để đánh giá xem việc áp dụng HIUS có thể mang lại lợi ích cho các phác đồ điều trị hiện tại đối với di căn phúc mạc và có thể làm tăng hiệu quả của hóa trị liệu nội phúc mạc hay không.

Từ khóa

#siêu âm cường độ cao #phúc mạc #di căn phúc mạc #hóa trị liệu nội phúc mạc #kính hiển vi điện tử #kính hiển vi huỳnh quang #kính hiển vi ánh sáng

Tài liệu tham khảo

Zhao J, Zhao F, Shi Y, Deng Y, Hu X, Shen H. The efficacy of a new high intensity focused ultrasound therapy for locally advanced pancreatic cancer. J Cancer Res Clin Oncol. 2017;143(10):2105–11. Siu JY, Liu C, Zhou Y. High-intensity focused ultrasound ablation around the tubing. PLoS One. 2017;12(11):e0188206. Maloney E, Hwang JH. Int J Hyperthermia. 2015; 31(3):302–309. Feng G, Hao L, Xu C, Ran H, Zheng Y, Li P, Cao Y, Wang Q, Xia J, Wang Z. Int J Nanomedicine. 2017; 28(12):4647–4659. Xiaoping L, Leizhen Z. Advances of high intensity focused ultrasound (HIFU) for pancreatic cancer. Int J Hyperth. 2013;29(7):678–82. Wu CC, Chen WS, Ho MC, Huang KW, Chen CN, Yen JY, Lee PH. Minimizing abdominal wall damage during high-intensity focused ultrasound ablation by inducing artificial ascites. J Acoust Soc Am. 2008;124(1):674–9. Facy O, Al Samman S, Magnin G, Ghiringhelli F, Ladoire S, Chauffert B, Rat P, Ortega-Deballon P. High pressure enhances the effect of hyperthermia in intraperitoneal chemotherapy with oxaliplatin: an experimental study. Ann Surg. 2012;256(6):1084–8. Mikolajczyk A, Khosrawipour V, Kulas J, Kocielek K, Migdal P, Arafkas M, Khosrawipour T. Release of doxorubicin from its liposomal coating via high intensity ultrasound. Mol Clin Oncol. 2019;11(5):483–7. Mikolajczyk A, Khosrawipour V, Schubert J, Grzesiak J, Chaudhry H, Pigazzi A, Khosrawipour T. Effect of Liposomal Doxorubicin in Pressurized Intra-Peritoneal Aerosol Chemotherapy (PIPAC). J Cancer. 2018;9(23):4301–5. Santos MA, Goertz DE und Hynynen K. Focused ultrasound hyperthermia mediated drug delivery using Thermosensitive liposomes and visualized with in vivo two-photon microscopy. Theranostics. 2017; 7(10):2718–2731. Huang L, Zhou K, Zhang J, Ma Y, Yang W, Ran L, Jin C, Dimitrov DD, Zhu H. Efficacy and safety of high-intensity focused ultrasound ablation for hepatocellular carcinoma by changing the acoustic environment: microbubble contrast agent (SonoVue) and transcatheter arterial chemoembolization. Int J Hyperth. 2019;36(1):244–52. Daecher A, Stanczak M, Liu JB, Zhang J, Du S, Forsberg F, Leeper DB, Eisenbrey JR. Localized microbubble cavitation-based antivascular therapy for improving HCC treatment response to radiotherapy. Cancer Lett. 2017;28(411):100–5. Strunk HM, Lützow C, Henseler J, Mücke M, Rauch M, Marx C, Schild HH, Marinova M. Mesenteric vessel patency following HIFU therapy in patients with locally invasive pancreatic Cancer. Ultraschall Med. 2018;39(6):650–8. Jain RK. Barriers to drug delivery in solid tumors. Sci Am. 1994;271:58–65. Khosrawipour V, Mikolajczyk A, Schubert J, Khosrawipour T. Pressurized Intra-peritoneal Aerosol Chemotherapy (PIPAC) via Endoscopical Microcatheter System. Anticancer Res. 2018;38(6):3447–52. Khosrawipour T, Wu D, Bellendorf A, Mohanaraja KE, Diaz-Carballo D, Khosrawipour V. Feasibility of Single Tumorspot treatment in Peritoneal Carcinomatosisi via Close range Doxorubicin impaction in Pressurized Intra-Peritoneal Aerosol Chemotherapy (PIPAC). J Clin Exp Oncol. 2017;6:3. Khosrawipour V, Khosrawipour T, Falkenstein TA, Diaz-Carballo D, Förster E, Osma A, Adamietz IA, Zieren J, Fakhrian K. Evaluating the Effect of Micropump© Position, Internal Pressure and Doxorubicin Dosage on Efficacy of Pressurized Intra-peritoneal Aerosol Chemotherapy (PIPAC) in an Ex Vivo Model. Anticancer Res. 2016;36(9):4595–600. Khosrawipour V, Diaz-Carballo D, Acikelli AH, Khosrawipour T, Falkenstein TA, Wu D, Zieren J, Giger-Pabst U. Cytotoxic effect of different treatment parameters in pressurized intraperitoneal aerosol chemotherapy (PIPAC) on in vitro proliferation of human colonic cancer cells. World J Surg Oncol. 2016;15(1):94. Schubert J, Khosrawipour V, Chaudhry H, Arafkas M, Knoefel WT, Pigazzi A, Khosrawipour T. Comparing the cytotoxicity of taurolidine, mitomycin C, and oxaliplatin on the proliferation of in vitro colon carcinoma cells following pressurized intra-peritoneal aerosol chemotherapy (PIPAC). World J Surg Oncol. 2019;17(1):93. Khosrawipour V, Giger-Pabst U, Khosrawipour T, Pour YH, Diaz-Carballo D, Förster E, Böse-Ribeiro H, Adamietz IA, Zieren J, Fakhrian K. Effect of Irradiation on Tissue Penetration Depth of Doxorubicin after Pressurized Intra-Peritoneal Aerosol Chemotherapy (PIPAC) in a Novel Ex-Vivo Model. J Cancer. 2016;7(8):910–4. Khosrawipour V, Khosrawipour T, Hedayat-Pour Y, Diaz-Carballo D, Bellendorf A, Böse-Ribeiro H, Mücke R, Mohanaraja N, Adamietz IA, Fakhrian K. Effect of Whole-abdominal Irradiation on Penetration Depth of Doxorubicin in Normal Tissue After Pressurized Intraperitoneal Aerosol Chemotherapy (PIPAC) in a Post-mortem Swine Model. Anticancer Res. 2017;37(4):1677–80. Khosrawipour V, Bellendorf A, Khosrawipour C, Hedayat-Pour Y, Diaz-Carballo D, Förster E, Mücke R, Kabakci B, Adamietz IA, Fakhrian K. Irradiation Does Not Increase the Penetration Depth of Doxorubicin in Normal Tissue After Pressurized Intra-peritoneal Aerosol Chemotherapy (PIPAC) in an Ex Vivo Model. In Vivo. 2016;30(5):593–7. Lyon PC, Griffins LF, Lee J, Chung D, Carlise R, Wu F, Middelton MR, Gleeson FV, Coussios CC. Clinical trial protocol for Tardox: a phase I study to investigate the feasibility of target release of lyso-thermosensitive liposomal doxorubicin (ThermoDox) using focused ultrasound in patients with liver tumors. J Ther Ultrasound. 2017;5:28. Khosrawipour V, Reinhard S, Martino A, Khosrawipour T, Arafkas M, Mikolajczyk A. Increased Tissue Penetration of Doxorubicin in Pressurized Intraperitoneal Aerosol Chemotherapy (PIPAC) after High-Intensity Ultrasound (HIUS). Int J Surg Oncol. 2019;2019:6185313. Kastelein AW, Vos LMC, van Baal JOAM, Koning JJ, Hira VVV, Nieuwland R, van Driel WJ, Uz Z, van Gulik TM, van Rheenen J, Ince C, Roovers JWR, van Noorden CJF, Lok CAR. Poor perfusion of the microvasculature in peritoneal metastases of ovarian cancer. Clin Exp Metastasis. 2020. https://doi.org/10.1007/s10585-020-10024-4 [Epub ahead of print]. Ning Z, Zhu Z, Wang H, Zhang C, Xu L, Zhuang L, Yan X, Wang D, Wang P, Meng Z. High-intensity focused ultrasound enhances the effect of bufalin by inducing apoptosis in pancreatic cancer cells. Onco Targets Ther. 2019;12(12):1161–70.
Thông tin
Thông tin xuất bản

BMC Cancer

Tập 20

1-7

Thông tin tác giả