Abstract
Tumor hypoksi er en kjent driver av angiogenese som også legger til rette for tumorvekst. Videre er fortsatt dårlig oksygenrikt sentral tumorområdet relativt radio eller chemo motstandsdyktig. HBO behandling er kjent for å heve nivåene av oppløst oksygen og eliminerer tumor hypoksi. Det har vært en av de modaliteter i kreftbehandling; derfor dens optimalisering er viktig. I denne eksperimentelle studie ble det ikke kreft forsterke effekten sett i løpet av HBO terapi; Men etterbehandling var det en akselerert vekst og progresjon av tumor. HBO behandlet mus levde kortere og respons på behandlingen var dose tumorvolumet avhengig. HBO terapi sannsynligvis utøve sin virkning på kreft voksende celler gjennom flere reaksjonsveier slik som økt DNA-skade, apoptose Geno-toksisitet fører til langsom kreft progresjon mens etterbehandling tumorigent effekten kan skyldes nedsatt DNA-reparasjon mekanisme, arvestoffskadelige effekt Aneuploidy samt endrede blodtilførselen næringsstoffer. Tumorvekst nådd platå med tid og dette funnet validert teoretiske modellen forutsi tumor nådd en asymptotisk grense. Mens, markert asymmetri observert i tumorvolum progresjon eller kreftcelle formeringshastigheten i hver av de eksperimentelle C3H mus slått et behov for en alternativ liten animalsk pre-klinisk kreft terapeutisk modell
relasjon:. Pande S, Sengupta A, Srivastava A, Gude RP, Ingle A (2012) Re-evaluere effekten av hyperbar oksygenbehandling i Cancer – En Preklinisk Terapeutisk Small Animal Model Study. PLoS ONE 7 (11): e48432. doi: 10,1371 /journal.pone.0048432
Redaktør: Andrzej T. Slominski, University of Tennessee, USA
mottatt: 13 august 2012; Godkjent: 25 september 2012; Publisert: 07.11.2012
Copyright: © 2012 Pande et al. Dette er en åpen-tilgang artikkelen distribueres under betingelsene i Creative Commons Attribution License, som tillater ubegrenset bruk, distribusjon og reproduksjon i ethvert medium, forutsatt den opprinnelige forfatteren og kilden krediteres
Finansiering:. Forfatterne har ingen støtte eller finansiering for å rapportere
konkurrerende interesser:.. forfatterne har erklært at ingen konkurrerende interesser eksisterer
Innledning
Intense kreftforskning er i gang for å oppdage mulige behandlingsformer, men ingen store gjennombrudd synes å være i sikte i form av sin kur når diagnosen sent. Nylig har det vært stor interesse for å optimalisere oksygenbehandling i kreft. Men over årene, oksygen terapi og spesielt hyperbar oksygenbehandling (HBOT) blir brukt rutinemessig for å behandle ulike tilstander som stråleskade [1], ikke-helbredende traumatiske [2], iskemiske, diabetikere [3] eller stråleinduserte sår , venøse eller arterielle sår, brannsår, trykksår [4]
, bein infeksjoner, koldbrann, luft- eller gassemboli, CO eller røyk forgiftning, trykkfallssyke etc med suksessrate varierende fra 60% til 90%. HBOT bidro også i utvinningen fra plutselig hørselstap uten åpenbar årsak; det har også vært prøvd i nevro-rehabilitering etter hodeskade, slag, cerebral parese, Bells parese eller ryggskader med suksessrate varierende fra 17% til 54% [5]
. HBOT hindrer død av den sovende hjerneceller i oksygenfattige regioner og gjenopplive dem. Det involverte administrering av ren oksygen ved et trykk høyere enn normalt atmosfæretrykk. Selv om det brukes som et adjuvant for kjemoterapi og radioterapi [6], [7] dens effekt på ondartethet er usikkert [8]. Selv om det finnes bevis på at HBO bedrer lokal tumorkontroll for det meste i hodet nakke og livmorhalsen og ikke i andre anatomiske områder, men disse fordelene kan bare skje med uvanlige fraksjoneringsordninger og tilhørende betydelige bivirkninger, inkludert oksygen giftige beslag og alvorlig vev stråleskade [9]. Hyperbarisk oksygen er kjent for å øke stråle reaktive oksygenforbindelser i plasma. Grunnlaget for modulering av trykk og oksygenkonsentrasjonen er for å regulere cellulære metabolisme eller tumor-mikromiljøet. Høyt utvendig trykk som utøves på arterioler eller kapillærer resulterer i reduksjon i tumor-mikrosirkulasjonen, går på bekostning av oksygen-perfusjon samt glukose mikronæringsstoffer tilførselen til prolifererende celle [10], [11]. Nettoeffekten på vev oksygennivået i løpet av HBO behandlingen fortsatt positiv dermed eliminere svulst hypoksi. Teoretisk modell og fysiologiske væske dynamiske studier har også dokumentert endringer i blodstrømmen volum og vev perfusjon grunn til å endre på den ekstra-luminal vaskulær trykk [12], [13]. Hypoksi driver angiogenese og letter tumorvekst [10], [14]. På molekylært eller cellulært nivå, redusert blodstrøm mikronæringsstoffer kan hemme celleproliferasjon og tumorvekst. Mens på samme tid, høye nivå av frie radikaler som genereres under behandlingen HBO ytterligere reduserer tumorvekst og progresjon på grunn av økt DNA-skade apoptose [15] – [22]. Tvert imot noen av studiene viste HBO å ha kreftfremmende virkninger ved å akselerere tumorceller proliferasjon [8], [23]. HBO kan mobilisere stammen /progenitor-celler ved å stimulere NO-syntese [24], [25]. Dermed tenkte vi på revisiting uenighet og følgelig designet denne prospektive eksperimentell fysiologisk studie for å omdefinere rollen som HBO i konvensjonell mus modell. Denne studien har et dobbelt formål dvs. validere kjent rapportert funn av andre medarbeidere og finne ut nytten av preklinisk små dyr kreft terapeutisk modell som brukes i løpet av årene ved ulike etterforskere. Utvikling passende små dyr pre-klinisk kreft terapeutisk eksperimentell modell er en viktig metode for undersøkelse for å vurdere ulike nyere eller adjuvant kreftbehandling modalitet. Den C3H /Hej mus brysttumor system er en av de mest omfattende studert modellsystemer tilgjengelige som nå ennå ikke løser problemet med manglende reprodusere resultatene fra en slik modell i mennesket [26]. Genetisk modifiserte mus har også vært anvendt som pre klinisk kreft terapeutisk modell [15], [26] – [30]. Basert på de foreløpige resultatene som ble oppnådd i vår studie, vi prøvde å forklare underliggende patofysiologiske mekanismer som kan knyttes til HBO behandling i form av sin doble effekten dvs. tumorvekst forsinkelse under behandling og tumorvekst forbedring post terapi. Selv om våre eksperimentelle resultater validert et godt etablert teoretisk modell på kreftcelle spredning sats, men vi foreslått et behov for en alternativ tilnærming i pre terapeutisk kreft modellering, slik at resultatene kan reproduseres i menneske.
Materialer og metoder
Experimental Modell
Undersøkelsen ble gjennomført i Laboratory Animal Facility (ACTREC) i henhold til anbefalingene fra komiteen for hensikten med kontroll og tilsyn med dyreforsøk (CPCSEA), Departementet miljø og Skoger, Govt. av India. Protokollen ble godkjent av Institutional Animal Ethics Committee (IAEC) av Tata Memorial Centre-Advanced senter for behandling forskning og utdanning i Cancer (Forslag nr 19/2010). Alle forsøk ble gjort for å minimalisere lidelser i løpet av studien. En innavlet stamme C3H med mønstret belegge farge ble anvendt for denne studien. C3H-stammen har høy insidens (70%) av brysttumorer og ikke bærer musebrysttumorvirus (MMTV). Det er nå blant de mest brukte av alle musestammer. Homogenitet er det kritiske /grunnleggende punkt for å bli opprettholdt i dyreforsøk. Men i tilfelle av mus, er det ganske enkelt å utvikle genetisk identisk mus ved innavl. Disse genetisk identiske musene kan anvendes for å replikere og sammenligne forsøk over tid. Ik Soo Kim
et al
2010 forklarte om musemodeller for brystkreft metastasering. Emerging data har antydet at dyremodeller er et godt system for å undersøke denne kommunikasjonen. Derfor studier med musemodeller har blitt utviklet som en systemisk tilnærming til å forstå brystkreft metastasering. Seks til åtte uker gamle innavlet C3H (agouti) hunnmus ble plassert i bur med tilgang til mat og vann ad
libitum Hotell og utsatt for 12 timers lys mørk syklus. Hekke system vedtatt i våre dyr anlegg var 01:01 bror søster parring til 20 generasjon å oppnå isogenicity. Den isogenicity har blitt ytterligere bekreftet ved regelmessig kvalitetskontroll overvåking med biokjemiske markører (HBB, Bil-2, IDH, Mod), hudtransplantasjon, molekylære markører (mikro) bortsett fra vanlige helseovervåking. En tumorcellesuspensjon ble fremstilt fra aseptisk skåret ut spontan brysttumor. Brysttumorer ble indusert ved bruk av 0,1 ml subkutan injeksjon av cellesuspensjonen (2,5 x 10
6 celler /ml) i melkefettputen. Daglig inspeksjon av den induserte mus ble gjort for mat, vann, sengetøy, komfort og utseende av svulsten nodule under alle aseptisk forholdsregler ved samme stipendiaten å minimere feil og redusere inter personlig variasjon. Tumormålinger ble notert fra dagen nodule ble palperes. Musene ble utsatt for eksperimentelle inngrep fra det tidspunkt klumpstørrelsen måles mellom 5-10 mm i diameter. Makroskopiske tumorer var tydelig etter dag 60 (median verdi /middelverdi) etter svulst induksjons – latent periode (figur 1). Den vekstmønster er vist i figur 2 (A, B, C, D) og amp; 3.
(B) Grafisk fremstilling av C3H mus behandlet med HBO på 1,1 bar (en uke Vs 3 uker: Vekst undertrykkelse under behandling). (C) Grafisk fremstilling av HBO behandlede mus ved 1,2 bar (under behandling). (C [ii]) Veksthemming under HBO-behandling (enkelt tomt). (D) Sammenlignende utviklingen av tumorprogresjon av kontroll og HBO behandlede C3H mus. (Svart for HBO, Red for kontroll).
HBO Protocol
Dyr ble utsatt for hyperbar oksygenbehandling på 1,1 (N = 10) og 1,2 bar (N = 5) i 2 timer i spesialdesignet Hyperbaric Chamber i anlegget vårt (ACTREC). HBO behandling ble administrert daglig (1.1 b på 7 dager i 2 mus), (1,1 f i 21 dager i 8 mus), (1,2 f i 21 dager i 5 mus) .De ble videre fulgt opp for tumorvekst, kroppsvekt, overlevelse periode og metastasering. Etter døds vev (tumor, lunge, hjerne, lever og hjerte) ble samlet for histologisk analyse. Den detaljerte fordeling er gitt i tabell 1.
Måling av tumorvekst
tumorstørrelse ble målt ved hjelp av målepunkter til å begynne med tumor nodul utseende, regnet som dag 1 følges med daglige målinger kassaskuff endepunkt for studien dvs. naturlig bortgang eller når beslutningen ble tatt av utprøver å avlive mus på grunn av tung svulst byrden med tilhørende sykelighet. Tumorvekst ble beregnet i henhold til formelen: V = L x (W)
2/2 og ved 4πr
3 (plott er samme). Daglig måling av vekten av dyret ble utført inntil de overlevde. Statistisk analyse ble utført ved å finne ut den mediane og midlere verdier av tumorvolum over tid og overlevelse varighet. Signifikansnivået ble tatt som
P
0,05, av Mann Whitney test og resultatene er uttrykt som median betyr ± 2SE (25 til 75
th persentil).
Utvikling av en teoretisk Predictive Modell og modell validering
En teoretisk tomt på tumorvekst progresjon basert på geometriske distribusjonen av celleproliferasjon i en svulst i henhold til normal tilstand er vist i figur 4, 5, 6. Vi brukte en av de avsluttende ligninger er foreslått i en teoretisk tumormodell [42], [43] er basert på våre forenklende forutsetninger for celleproliferasjon frekvens med hensyn til tid og utgangs tumorvolumet. Ligningen ble løst ved hjelp av MATLAB program. Den matematiske modellen og programmet har blitt gitt i Vedlegg S1. Modellering er å kontrollere at dataene gjenspeiler forenklende forutsetninger, minst ca. De viktigste forutsetningene er at
(a)
SDS er lik til alle tider i alle grupper, (b) Feilene er symmetriske, og (c) Vekstkurven er tilstrekkelig representert ved den foreslåtte parameterform (f.eks , en rett linje, en kvadratisk eller en ryggrad). Vi genererte data under forutsetninger som (a) den sanne, underliggende vekstkurver er alle like.
Resultater
Det er totalt 22 tumorbærende mus var studert som inkluderer 7 mus kontroller gruppe (normobaric normoxia) og 15 mus i HBO-gruppen. (Tabell 1) Tumor målingene startet ca 5 uker etter tumorinokulasjon, når svulstene var ca 1,4 cm
3.
latenstid
Den spontane tumor cellesuspensjonen av tetthet 2,5 × 10
6 celler /ml ble injisert subkutant i melkefettpute. Den latenstid observert i ulike sett av eksperimenter ble funnet å være omtrent 60 dager (figur 1).
Effekt av HBO som enkelt modalitet og Survival
HBO terapi ved daglig eksponering for HBO på 1,1 bar og 1,2 bar for 120 min i 21 dager ble godt tolerert av C3H mus. Under hele observasjonsperioden dvs. inntil de overlevde, økt tumorvolum både i kontrollen (figur 2A), så vel som i den HBO behandlede gruppen (figur 2B). I behandlet gruppe, vekst og progresjon var hurtig og på samme tid det oppnådd mye høyere volum, men vekst og progresjon var langsom i kontrollgruppen. De viste også markert forskjell i vekst progresjon med hensyn på tid i hver av musene i utgangspunktet viser individuell heterogenitet i tumorvekstmønster (figur 2D).
Responsen til HBO terapi på tumorprogresjon når de administreres i 21 dager er vist i tabell 1 Figur 2C (i). Differensial responsen HBO behandling på tumorprogresjon og metastase når den administreres i 7 dager og 21 dager under og etter terapiperioden er vist i tabell 1 Figur 2B. Responsen har vært doseavhengig og varighet, dvs. når dosen er mindre og varighet av behandling er kort, er det en tidlig tilbakefall eller hurtig rebound vekst og vice versa (figur 2B, 2C (i)).
Vi har observert langsom tumorvekst eller ingen tumorfremmende virkning i løpet av HBO terapi og effekten er vist i figur 2C (ii). Det viste tydelig ingen kreftfremmende effekt som skyldes DNA-skade som følge av ROS opphopning som forklart i Diagram S1
Post HBO induserer akselerert vekst. På lang sikt følge opp, vi også observert tumorigen effekt post HBO terapi hos mus. De HBO behandlede tumorer viste markant hurtig tumorprogresjon og en retur vekst etter HBO terapi oppnå tumorvolumet mye høyere enn i kontrollgruppen ved enden overlevelse punktet (figur 2D). Den raske tumorprogresjon (høy virulens i naturen) ble observert i dyr hvor tumorvolumet på sin første opptreden var høyere (figur 3). Bortsett fra svulsten vekstmønster, vi også studert overlevelse perioden. Overlevelses endepunkt eller overlevelse varighet mellom behandlede (HBO) og ubehandlede gruppen (kontroll) var betydelig mindre, men det var ikke statistisk signifikant (Tabell 1). Levetiden for HBO behandlede mus ble funnet å være mindre {(middelverdi ± 2 SD, 91 dager (86 D til 95 D)} enn kontrollgruppen dvs. tumorinduserte mus som ikke mottok behandling {medianverdi ± 2 SD, 104 dager (52 D til 143 D)} i absolutte termer, men statistisk forskjellen var ubetydelig (* P = 0,731).
Resultater fra Teoretisk tumorvekst Progresjon Modell
Denne oppdagelsen av tumor nådde asymptotiske grensen ble også bekreftet ved egne eksperimentelle resultater (figur 4, 5, 6). Den teoretiske modell basert på naturlig geometrisk progresjon av celleproliferasjon i en tumor viste en ensartet symmetrisk tumorvekst progresjon når asymptotiske grense ved en viss tid under alle ideelle forhold. det ble observert en lignende trend når dataene (tumorvolumet i forhold til tidsperiode) fra det eksperimentelle studium ble tatt som en inngang for å utlede resultatene ved å bruke den teoretiske modellen. resultatene ble funnet å være sammenlignbare hvilken validert modellen så langt den asymptotiske grensen er opptatt (figur 4, 5, 6). Eksperimentelle resultater viste imidlertid markant asymmetri i tumorvekst i hver eksperimentell C3H mus selv om alle de underliggende faktorer som person å ta daglige målinger, opprettholde kosthold, ernæring, dag og natt syklus, romtemperatur osv som kan introdusere god del feil var holdes konstant. Selv om tumorvekst progresjon synes å nå et platå under både normale og eksperimentell tilstand lik resultatene oppnådd i teoretisk modell men årsaken til den asymmetriske vekst progresjon i hver av dem med hensyn til tidsperioden (veksthastighet varierte mellom hver mus) kan bli på grunn av bred rekke kreftsvulster eller immunogenisitet dermed begrense nytten av C3H mus å være en ideell preklinisk kreft terapeutisk model.Thus for en effektiv kreft terapeutiske studier, må vi bruke eller utvikle genmodifisert mus for at resultatene skal gjengis i menneske å være.
Diskusjoner
Alle normale differensierte celler dekke sine energibehov ved respirasjon av oksygen avhengig mitokondrie oksidativ fosforylering, mens kreftcellene møte deres energibehov i store deler av gjæring dvs. Warburg effekten [31 ]. Svulster krever næringsstoffer og oksygen for å vokse. Både oksidative metabolske samt aerobic glykolysen veien er involvert i kreftcelle spredning og differensiering. Optimalisering av oksygenbehandling er viktig i kreftbehandling. Extrinsically moduleroksygentilførsel under varierende trykk for behandling av fryktelige patologiske tilstander som kreft er i utgangspunktet rettet mot å endre faktorer involvert i cellenes stoffskifte. En bedre forståelse av forskjellige fenomener som forekommer inne i svulsten mikromiljøet som et resultat av forskjellige ytre under stress dvs. oksygentilførsel ved høyere atmosfærisk trykk. HBO er kjent for å heve nivåene av oppløst oksygen (diffusjon) heve konsentrasjonen av frie radikaler (ROS) på nivået av mål-kreftceller. Det eliminerer også svulst hypoksi i regioner dårlig tilførsel av oksygen. Tumor mikrovaskulaturen vanligvis ikke greier å perfuse indre (sentral) region av tumoren med oksygen gjør dem mindre følsom overfor kjemoterapi [32] eller radioterapi grunn av mangel på fri-radikal eller oksygenarter. HBO hjelper i å spre oksygen til disse dårlig vaskularisert tumor regionen gjør kreftcellene mer følsomme for radio eller cellegifter ved å fremme ROS aktivitet i cellen. Mens HBO reduserer tumor hypoksi, kan det også redusere netto tumor mikro- vaskulær blodstrøm. Høyt utvendig trykk som utøves på arterioler eller kapillærer resulterer i reduksjon i tumor-mikrosirkulasjonen, går på bekostning av oxygen perfusjon, så vel som mikronæringsstoffer tilførsel til dele cellen. Dermed netto endring i blodstrømmen volum, oksygen perfusjon diffusjon under og etter HBO terapi er åpen for granskning og kan variere med nivået varigheten av ytre press som utøves på fartøyene og åsted for intervensjon [12]. Vi dokumentert blodstrøm endring som et resultat av forandring i vaskulær arkitektur, viskositet, elastisitet, autonome forskrifter, trykk modulasjon på spirende kapillærer og arterioler i både teoretiske og faktiske eksperimentelle betingelser [11], [13]. Dermed annen protokoll utviklet av ulike arbeidstakere med hensyn til trykkgradient og varigheten av HBO eksponering trolig ført til stor variasjon i resultatene og kontroverser rundt HBO terapi i kreft. Med tanke på de ovennevnte problemstillinger og vår tidligere erfaring med å jobbe innen fysiologiske fluiddynamikk, har vi designet den nåværende forskningsarbeid dvs. å re-evaluere effekten av HBO eksponering (stress) på tumorvekst, progresjon og lengden på overlevelse i en pre-klinisk kreft terapeutisk små dyr C3H-mus-modellen. Grunnlaget for å utsette mus til HBO var å modulere oksygenkonsentrasjon og eliminere hypoksisk-regionen, øke følsomheten av cellegift eller strålebehandling og forstå underliggende regulerings pathways, cellular energisk og svulstens mikromiljø. Studien inkluderte daglig eksponering av C3H mus ved hyperbar (1,1 bar, 1,2 bar) hyperoksi for 120 min i 21 dager i en hyperbar kammer. HBO er administrasjon av (100%) O
2 ved høyere atmosfærisk trykk. Med 4 atmosfærer absolutt oksygen, en 12 ganger økning i tumor P0
2 skjedde med en 15-50 gangers økning i Po
2 av normalt vev [33]. Noen undersøkelser har studert direkte vev polarography som indikerer at eksterne HBO effektivt øker oksygennivå [34]. Som rapportert i tidligere studier, vi også ikke observere noen kreftfremmende effekt i løpet av HBO terapi. Denne hemmende virkning kan skyldes den cytotoksiske effekt eller forsterket DNA-skade, forsterket apoptose og forsinket DNA-reparasjon som følge av eksponering for frie oksygenradikaler [16], [22]. Frie oksygenradikaler har også mutagen virkning på de prolifererende celler [20]. Jo høyere atmosfærisk trykk som utøves på veggene i små arterioler og kapillærer reduserer vevsperfusjon oksygen, øker den midlere intra-arterielt trykk effektivt å redusere netto blodstrøm næringsstoffer forsyning. Redusert blodstrøm og næringstilførsel under fasen av behandlingen kan ytterligere undertrykke tumorvekst. Forbedret vev oksygen diffusjon av det hypoksiske område i løpet av HBO terapi kan også ned regulerer prosessen med angiogenese og derved forhindre akselerasjon av tumorvekst [35]. Men uenighet eksisterer, det er også rapportert at HBO har svulst fremmende effekt. Det er flere linjer av bevis som støtter denne hypotesen [23]. Det påvirker sårtilheling gjennom demping apoptose og redusere betennelse [36] og kan også fremmer vaskulogenese [37]. Interessant, på lang sikt følge opp, vi også observert tumorigen effekt post HBO terapi hos mus. En lignende funn ble også rapportert i en studie utført i menneskelige deltakere lider av hode og nakke kreft og behandlet med HBO [8]. Nedsatt DNA-reparasjon mekanisme, modulering av blodtilførselen næringsstoffer, arvestoffskadelige effekt på voksende celler Aneuploidy kan muligens spiller en rolle i å fremme ukontrollert celleproliferasjon som fører til returen tumorvekst. Eventuelle voksende normale vev eller svulster krever næringsstoffer og oksygen for å vokse. Forbedret blodstrøm næringstilgang og oksygen perfusjon etter avsluttet hyperbar trykk (høyt eksternt hydrostatisk trykk) kan fremme rask vev reparasjon og sårheling. Aneuploidy knyttet til mutagen virkning av HBO på delende celler kan også føre til en unormal hurtig spredning og forsinket DNA reparasjon [23], [25], [38] – [40]. Således, basert på vår så vel som andre arbeidere å finne, mener vi at HBO faktisk har dobbelt virkning på tumorvekst dvs. tumorveksthemming, etterfulgt av akselerasjon under og etter HBO terapi henholdsvis. Den celle-celle interaksjoner, celleproliferasjon og vev funksjonen avhenger av deres mikromiljø, og vi har vært å studere rollen til slike modulatorer og andre fysiske påvirkninger for de siste mange år [11] – [13], [41]. Den doble effekten av HBO på tumorvekst progresjon i løpet av og etter opphør kan forklares utarbeidet på grunnlag av at den vil ha virkning på flere mål dvs. på celleformering, DNA-skade reparasjon mekanisme, mutasjon fremkalle aneuploidi, og blodstrøm dynamikk i Diagram S1 S2. Vi har funnet tumorvolum og doseavhengig effekt av HBO på tumorprogresjon. Den doble Mekanismen for HBO terapi på blodstrømningsdynamikken dvs. økende oksygen vev diffusjon og å redusere oksygen /nærings perfusjon kan være ansvarlig for dets doseavhengig respons på tumorvekst progresjon. In vitro-studier på kultiverte pattedyr har vist mutagen effekt av økt HBO eksponering (4 ATA). En doserelatert induksjon av kromosomskade ble målt i V79-celler med MNT med økende eksponeringstid (0,5-3 timer). Den klastogene effekter (kromosom-breaking) av HBO i V79-celler korrelert godt med økningen i DNA skader oppnådd med kometen analysen i samme celle befolkningen [20].
HBO og Survival
levetiden for HBO behandlede mus ble funnet å være mindre {(middelverdi ± 2 SD, 91 dager (86 D til 95 D)} enn kontrollgruppen dvs. tumorinduserte mus som ikke mottok behandling {medianverdi ± 2 SD, 104 dager (52 D til 143 D)} i absolutte tall, men statistisk forskjell var ubetydelig. Som HBO terapi oppnå ønskede tumor suppresjon, kan det også ha en viss negativ systemisk effekt av oksygentoksisitet. den skadelige effekten av eksponering ved høy konsentrasjon er på grunn av de reaktive oksygenarter (ROS). den systemiske toksisitet, akselerert tumorvekst stolpe HBO terapi og tydelig lungemetastase i grove funn kan være noen av de ansvarlige faktorer for kortere levetid blant den behandlede gruppe. reverse~~POS=TRUNC av redusert blodstrøm eller bedre blodgjennomstrømningen etter avsluttet HBO terapi kan være en annen ansvarlig faktor for økt tumorvekst på grunn av bedret ernæring og oksygen perfusjon samt transport av kreftceller til fjerntliggende sted forårsaker metastaser.
De ovennevnte negativ effekt på overlevelse varighet er også dokumentert av en studie som viste bedre overlevelse når mus ble utsatt for lav oksidativt stress opprettet med moderat mosjon regime og ikke høyt oksidativt stress som er vanligvis laget med HBO eksponering [42].
Asymmetrisk Vekst og teoretisk modell
Teoretisk modell [43], [44] predikert tumorveksten nådde asymptotiske grense ved en bestemt tidsperiode (Vedlegg S1). Denne oppdagelsen av tumoren nådde asymptotiske grensen ble også bekreftet ved egne eksperimentelle resultater (figur 4, 5, 6). Teoretisk modell basert på geometrisk progresjon av celledeling viste symmetrisk vekstmønster som var i henhold til våre innledende forutsetninger for å vurdere C3H mus som homogen tumor modell. Tvert imot, observerte vi tydelig asymmetri i tumorveksten i hver av de eksperimentelle C3H mus som kan begrense anvendeligheten av spontan kreft modell som en ideell pre-klinisk terapeutisk modell. Differensialvekstmønster må gjennomgås, og det er også behov for å søke en alternativ liten dyremodell. Vi trenger nok en dyremodell som genmanipulerte mus eller annen bestemt stamme som viste symmetriske tumorvekst progresjon for at resultatene skal reproduseres menneske.
Konklusjon
Vi fant ikke noe kreft forsterke effekten under HBO terapi. Men akselerasjon i tumorvekst ble observert etter gjennomføringen av HBO terapi. På samme tid, mus utsatt for HBO terapi levde kortere i forhold til de ikke utsettes for HBO terapi (overlevelsestiden fra induksjon av tumorceller til dødsfall). Effekten av HBO når det gjelder å forårsake DNA-skade som følge av eksponering av voksende celler til frie radikaler (ROS) samt kompenseringstumor hypoksi og dermed gjøre kreftcellene mer kjemoterapi eller radiosensitiv er godt undersøkt. Den mutagene effekten av HBO eksponering på prolifererende celler forårsaker Aneuploidy og mekanismen av sin handling på tumor vaskulær remodellering og mikro-miljøet har ikke blitt godt undersøkt. Det er også et behov for å forstå DNA skade og reparasjon veier. Basert på de foreløpige resultatene som ble oppnådd i vår studie, vi prøvde å forklare underliggende patofysiologiske mekanismer som kan knyttes til HBO-behandling (Figur 1 2) i form av sin dobbel effekt. Selv om våre eksperimentelle resultater validert et godt etablert teoretisk modell på kreftcelle spredning sats, men bred grad av individuelle variasjoner i tumorvekst progresjon antydet et behov for en alternativ tilnærming i pre terapeutisk kreft modellering, slik at resultatene kan reproduseres i menneske.
Hjelpemiddel Informasjon
Diagram S1.
Viser studieplan og effekten av HBO terapi.
doi: 10,1371 /journal.pone.0048432.s001 plakater (TIF)
Diagram S2.
Tumor mikromiljøet viser mikro vascular modulering.
doi: 10,1371 /journal.pone.0048432.s002 plakater (TIF)
Vedlegg S1.
doi: 10.1371 /journal.pone.0048432.s003 plakater (TIF)
Takk
Vår oppriktige takknemlighet til Mr. Ravi oksygentilførsel, verksted teknikere for fremstilling av HBO kammer, og alle dyr house staff for sikker holder våre eksperimentelle mus i hele perioden av studien. Uten Mr.Parkar, Lab Assistant (Gude lab), som var instrumental i å forberede cellesuspensjon og vaksinasjon, ville dette arbeidet ikke har vært mulig, er vi svært takknemlig for hans støtte. Spesiell takk også til sommeren forskning lærling av Bio-engineering lab, Mr. Jugal Bhojak for å skrive MATLAB program av vår teoretiske modell. Vi er takknemlige for vår direktør for ACTREC-TMC, professor Rajiv Sarin, og Dr.Surekha Zingde, assisterende direktør, ACTREC-TMC for å støtte prosjektet med sin tid til annen bistand for å fremskynde forskningsarbeid og mange nyttige innspill og råd uten noe det ville ikke ha vært mulig å fullføre dette svært vanskelig arbeid.
