Abstract

Tumor hipoxia é um driver conhecido da angiogénese que também facilita o crescimento do tumor. Além disso, mal oxigenado área central do tumor permanece relativamente rádio ou resistente à quimioterapia. HBO terapia é conhecido para elevar os níveis de oxigénio dissolvido e elimina hipoxia tumoral. Tem sido uma das modalidades de tratamento do cancro; portanto, a sua otimização é importante. Neste estudo experimental, nenhum efeito de aumento do cancro foi observada durante o curso da terapia HBO; No entanto, a terapia pós houve um crescimento acelerado e progressão do tumor. HBO tratados ratos viveram mais curto e a resposta à terapia foi dose volume do tumor dependente. terapia HBO provavelmente exercer o seu efeito sobre o cancro por meio de células múltiplas vias de proliferação, tais como aumento do dano do DNA, apoptose geno-toxicidade levando a retardar a progressão do câncer, enquanto terapia pós efeito carcinogênico poderia ser devido ao mecanismo de reparo do DNA danificado, efeito mutagênico aneuploidia, bem como fornecimento de sangue alterado nutrientes. O crescimento do tumor atingiu patamar com o tempo e esta constatação validada tumor prevendo modelo teórico atingindo um limite assintótica. Enquanto, marcada assimetria observada na progressão do volume tumoral ou a taxa de proliferação de células cancerosas em cada um o rato C3H experimental sugeriu a necessidade de um câncer pré-clínica modelo terapêutico alternativo animal pequeno

Citation:. Pande S, Sengupta A, Srivastava a, Gude RP, Ingle a (2012) Re-avaliar o efeito da oxigenoterapia hiperbárica em Câncer – a Small animal Estudo modelo pré-clínico terapêutico. PLoS ONE 7 (11): e48432. doi: 10.1371 /journal.pone.0048432

editor: Andrzej T. Slominski, University of Tennessee, Estados Unidos da América

Recebido: 13 Agosto, 2012; Aceito: 25 de setembro de 2012; Publicação: 07 de novembro de 2012

Direitos de autor: © 2012 Pande et al. Este é um artigo de acesso aberto distribuído sob os termos da Licença Creative Commons Attribution, que permite uso irrestrito, distribuição e reprodução em qualquer meio, desde que o autor original ea fonte sejam creditados

Financiamento:. Os autores não têm apoio ou financiamento para relatar

Conflito de interesses:.. Os autores declararam que não existem interesses conflitantes

Introdução

pesquisa do câncer Intense está em andamento para descobrir possíveis terapias, mas nenhum grande avanço parece ser à vista, em termos de sua cura quando diagnosticado tardiamente. Recentemente, tem havido muito interesse para optimizar a terapia de oxigénio no cancro. No entanto, ao longo dos anos, a terapia de oxigênio e, em particular, a oxigenoterapia hiperbárica (OHB) está sendo usado rotineiramente para tratar várias condições como a lesão por radiação [1], não cura traumáticas [2],, diabéticos [3] ou radiação induzida feridas isquêmicas , úlceras venosas ou arteriais, queimaduras, úlceras de pressão [4]

, infecções ósseas, gangrena, ar ou gás embolia, CO ou envenenamento fumo, doença de descompressão, etc, com taxa de sucesso variando de 60% a 90%. OHB também ajudou na recuperação da surdez súbita sem causa aparente; Ele também foi tentado no ferimento na cabeça neuro-reabilitação pós, acidente vascular cerebral, paralisia cerebral, lesão cerebral ou da coluna vertebral de Bell com taxa de sucesso variando de 17% a 54% [5]

. OHB evita a morte das células cerebrais dormentes nas regiões deficientes em oxigênio e reanimá-los. Isso envolveu a administração de oxigénio puro a uma pressão superior à pressão atmosférica normal. Mesmo que seja utilizada como adjuvante à quimioterapia e à radioterapia [6], [7] seu efeito sobre a malignidade permanece incerto [8]. Embora haja alguma evidência de que a HBO melhora o controle local do tumor principalmente na cabeça pescoço e colo uterino e não em outros locais anatômicos, mas esses benefícios só pode ocorrer com esquemas de fracionamento incomuns e efeitos adversos significativos associados, incluindo oxigênio convulsões tóxicos e danos causados ​​pela radiação do tecido grave [9]. O oxigênio hiperbárico é conhecido por aumentar a radiação quimio da morte celular induzida, danos às células pelos radicais livres (ROS), redução da recorrência devido a células cancerosas suprimidos-tronco e veias compactados e linfático de durante a cirurgia. Exerce o seu efeito sobre o microambiente do tumor através de vários mecanismos. Um dos mecanismos é através do aumento da difusão de oxigénio para os tecidos através do aumento do nível de oxigénio dissolvido espécies reativas de oxigênio no plasma. A base de modulação de pressão e concentração de oxigénio é a de regular o metabolismo celular ou micro-ambiente do tumor. alta pressão externa exercida sobre as arteríolas capilares ou resulta em redução da microcirculação do tumor, envolvendo a perfusão de oxigénio, bem como a glucose fornecimento de micronutrientes para a proliferação de células [10], [11]. O efeito líquido sobre o nível de oxigênio nos tecidos durante a terapia HBO permanece hipoxia tumor positivo eliminando assim. modelo teórico e fluidos fisiológicos estudos dinâmicos também documentaram alteração no volume de fluxo sanguíneo e de perfusão tecidual devido à mudança na pressão vascular extra-luminal [12], [13]. Hipóxia leva a angiogênese e facilita o crescimento do tumor [10], [14]. A nível molecular ou celular, redução do fluxo sanguíneo micronutrientes podem inibir a proliferação celular e o crescimento do tumor. Enquanto ao mesmo tempo, elevado nível de radicais livres geradas durante a terapia HBO reduz ainda mais o crescimento do tumor e progressão devido aos danos de DNA apoptose [15] – [22]. Pelo contrário, alguns dos estudos mostrou HBO ter câncer de reforçar os efeitos, acelerando a proliferação de células tumorais [8], [23]. HBO pode mobilizar células estaminais /progenitoras, estimulando a síntese [24], [25]. Assim, pensamos em revisitar a controvérsia e, consequentemente, concebido este estudo fisiológico experimental prospectivo para redefinir o papel da HBO no modelo de ratos convencional. Este estudo tem uma dupla finalidade ou seja, valide conhecido relatado achados de outros colegas de trabalho e descobrir utilidade do modelo clínico pré pequeno animal cancer terapêutica utilizada ao longo dos anos por vários investigadores. Desenvolvimento de pequenos animais câncer modelo experimental terapêutica pré-clínico adequado é um importante método de inquérito para avaliar vários mais recente ou adjuvante modalidade de tratamento do câncer. O sistema de tumores C3H /HeJ mamário de ratinho é um dos sistemas modelo mais amplamente estudados, disponíveis a partir de agora ainda continua problema com a falta de reproduzir os resultados obtidos a partir deste modelo de seres humanos [26]. ratos geneticamente modificados, também têm sido utilizados como modelo de cancro clínico terapêutico pré [15], [26] – [30]. Com base nos resultados preliminares obtidos em nosso estudo, tentamos explicar os mecanismos fisiopatológicos subjacentes que podem estar ligados à terapia HBO em termos do seu efeito duplo ou seja, atraso no crescimento do tumor durante o tratamento com a terapia e pós realce o crescimento do tumor. Embora nossos resultados experimentais validaram um modelo teórico bem estabelecida na taxa de proliferação de células cancerosas, mas sugerimos a necessidade de uma abordagem alternativa na modelagem de câncer terapêutica pré para que os resultados podem ser reproduzidos no ser humano.

Materiais e Métodos

Experimental Modelo

estudo foi realizado no Biotério (ACTREC) em estrita conformidade com as recomendações da Comissão para efeitos de controlo e supervisão de experiências com animais (CPCSEA), Ministério da Meio ambiente e Florestas, Govt. da Índia. O protocolo foi aprovado pelo Comitê Institucional de Ética animal (AICE) da Tata Memorial Centre-Advanced Centro de Tratamento de Pesquisa e Educação em Câncer (Proposta No. 19/2010). Todos os esforços foram feitos para minimizar o sofrimento durante o estudo. Uma estirpe C3H consanguínea com a cor da pelagem agouti foi utilizado para este estudo. C3H estirpe tem uma elevada incidência (70%) dos tumores mamários e não carrega do vírus do tumor mamário de ratinho (MMTV). É agora entre o mais utilizado de todos os linhagens de camundongos. A homogeneidade é o ponto crítico /fundamental para ser mantida em experimentação animal. No entanto, no caso de ratos, é bastante simples para desenvolver ratinhos geneticamente idênticos por endogamia. Estes ratos geneticamente idênticos pode ser utilizado para replicar e comparar as experiências ao longo do tempo. Ik Soo Kim

et al

de 2010 explicou sobre os modelos de rato para a metástase do câncer de mama. Dados recentes sugerem que os modelos animais são um bom sistema para investigar esta comunicação. Portanto, os estudos com modelos de ratos foram desenvolvidos como uma abordagem sistêmica para entender a metástase do câncer de mama. camundongos fêmeas de seis a oito semanas de idade C3H puras (Agouti) foram alojados em gaiolas com acesso a comida e água ad

libitum

e expostos a 12 horas ciclo de luz escuro. O sistema de criação adotado em nossas instalações de animais foi 01:01 irmão irmã de acasalamento até 20 de geração para alcançar isogenicidade. O isogenicidade foi ainda verificada por meio de monitoramento de controle de qualidade regular com marcadores bioquímicos (HBB, carro-2, IDH, MOD), enxerto de pele, marcadores moleculares (microssatélites) para além de um acompanhamento regular da saúde. Uma suspensão de células tumorais foi preparado a partir do tumor mamário espontâneo excisado assepticamente. Tumores mamários foram induzidos utilizando 0,1 mL de injecção subcutânea de suspensão de células (2,5 x 10

6 células /ml) na almofada de gordura mamária. inspeção diária dos ratos induzida foi feito por comida, água, roupas de cama, conforto e aparência do nódulo tumoral sob todas as precauções assépticas pelo mesmo pesquisador para minimizar o erro e reduzir a variação interpessoal. As medições do tumor foram observados a partir do dia em que o nódulo era palpada. Os ratinhos foram submetidos a intervenção experimental a partir do momento em que o tamanho do nódulo medido entre 5-10 mm de diâmetro. tumores macroscópicos eram evidentes no dia 60 (valor médio /valor médio) após a indução do tumor – período de latência (Figura 1). O padrão de crescimento foi mostrado na Figura 2 (A, B, C, D) 3.

(B) Representação gráfica de ratinhos C3H tratados com HBO em 1,1 bar (1 semana Vs 3 semanas: a supressão do crescimento durante a terapia). (C) Representação gráfica de HBO ratinhos tratados com 1,2 bar (durante a terapia). (C [ii]) O retardo do crescimento durante a terapia HBO (parcela única). (D) tendência comparativa da progressão do tumor de controle e HBO tratada C3H. (Preto para a HBO; vermelha para o controle).

Protocolo HBO

Os animais foram expostos a oxigenoterapia hiperbárica a 1,1 (N = 10) e 1,2 bar (N = 5) durante 2 horas em câmara hiperbárica projetado especificamente nas nossas instalações (ACTREC). HBO terapia foi administrada diariamente (1,1 b durante 7 dias em 2 murganhos), (b 1,1 durante 21 dias em 8 murganhos), (b 1,2 durante 21 dias em 5 ratinhos) .que foram adicionalmente acompanhados durante o crescimento do tumor, o peso corporal, período de sobrevivência e metástases. Depois de tecidos morte (tumor, pulmão, cérebro, fígado e coração) foram recolhidas para análise histológica. A distribuição detalhada é dada na Tabela 1.

Medidas de Tumor Crescimento

O tamanho do tumor foi medido utilizando calibres na primeira aparição nódulo tumoral, considerado como dia 1, seguido com medições diárias até o ponto final do estudo ou seja, morte natural, ou quando a decisão foi tomada pelo investigador como eutanásia ratos devido à carga tumoral pesado com morbidade associada. O crescimento do tumor foi calculada de acordo com a fórmula: V = L x (W)

2/2 e por 4πr

3 (trama é o mesmo). medições de peso diário dos animais foram feitas até que eles sobreviveram. A análise estatística foi realizada por descobrir os valores de mediana e média do volume do tumor ao longo do período de tempo e a duração de sobrevivência. O nível de significância foi feita como

P 0,05

, por Mann Whitney e os resultados estão expressos em mediana significa ± 2SE (25 a 75

percentil).

O desenvolvimento de um modelo preditivo Teórica e Validação do Modelo

A trama teórica da progressão do crescimento do tumor com base na distribuição geométrica da proliferação celular em um tumor sob condição normal foi mostrado na Figura 4, 5, 6. Nós usamos uma das equações finais propostos em um modelo de tumor teórica [42], [43] com base nas nossas hipóteses simplificadoras da taxa de proliferação celular com relação ao tempo e inicial o volume do tumor. A equação foi resolvido usando o programa MATLAB. O modelo matemático eo programa foi dado no Apêndice S1. A modelagem é para verificar se os dados refletem hipóteses simplificadoras, pelo menos aproximadamente. As principais premissas são de que

(a)

A EDS é igual em todos os momentos em todos os grupos, (b) Os erros são simétricas, e (c) A curva de crescimento está adequadamente representado pela forma paramétrica proposta (por exemplo, , uma linha reta, uma quadrática ou uma espinha). Geramos dados sob os pressupostos que (a) os verdadeiros, subjacentes curvas de crescimento são todos iguais.

Resultados

Um total de ratinhos com 22 tumores foram estudou que inclui 7 ratos no grupo de controlo (normoxia normobárica) e 15 ratinhos no grupo HBO. (Tabela 1) As medições do tumor começou aproximadamente 5 semanas após a inoculação do tumor, quando os tumores eram de aproximadamente 1,4 cm

3.

Latência Período

A suspensão de células de tumor espontâneo de densidade de 2,5 × 10

6 células /ml foi injectado por via subcutânea na almofada de gordura mamaria. O período de latência observado em vários conjunto de experimentos foi encontrado para ser aproximadamente 60 dias (Figura 1).

Efeito da HBO como modalidade única e Sobrevivência

terapia HBO na exposição diária à HBO em 1,1 bar e 1,2 bar durante 120 minutos por 21 dias foi bem tolerada pelos ratos C3H. Durante todo o período de observação isto é, até que sobreviveu, o volume de tumor aumentou tanto no controlo (Figura 2A), bem como no grupo tratado HBO (Figura 2B). No grupo tratado, o crescimento e a progressão foi rápida e, ao mesmo tempo que atingiu o volume muito maior, no entanto, o crescimento e a progressão foi lenta no grupo de controlo. Eles também demonstraram diferença marcante na progressão do crescimento em relação ao tempo em cada um dos ratinhos, basicamente, que descrevem heterogeneidade individual no padrão de crescimento de tumor (Figura 2D).

A resposta da terapia HBO em progressão tumoral quando administrada durante 21 dias foi mostrado na Tabela 1 A Figura 2C (I). A resposta diferencial de terapia HBO na progressão tumoral e metástases, quando administrada durante 7 dias e 21 dias durante o período de pós-terapia e tem sido demonstrado na Tabela 1 Figura 2B. A resposta tem sido a dose e dependente duração, isto é, quando a dose é menor e a duração da administração é curto, não há uma recidiva precoce ou crescimento de recuperação rápida e vice-versa (Figura 2B, 2C (i)).

observou-se o crescimento do tumor lenta ou nenhum efeito de aumento tumoral durante o período de terapia HBO e o efeito foi mostrado na Figura 2C (II). Ele mostrou claramente nenhum caso de câncer aumentando o efeito que era devido aos danos DNA em resposta à acumulação de ROS como explicado no Diagrama S1

Depois HBO induz o crescimento acelerado:. No acompanhamento a longo prazo, também observamos pós efeito carcinogênico terapia HBO em camundongos. Os tumores tratados HBO mostrou progressão tumoral rápida marcada e uma terapia pós crescimento rebote HBO atingir o volume do tumor muito maior do que no grupo de controle no ponto de sobrevivência final (Figura 2D). A progressão rápida do tumor (alta virulência em natureza) foi observada em animais em que o volume do tumor no seu primeiro aparecimento foi maior (Figura 3). Para além do padrão de crescimento de tumor, que também estudada período de sobrevivência. O ponto final da sobrevivência ou a duração de sobrevivência entre tratada (HBO) e no grupo não tratado (controlo), foi significativamente menor, mas não foi estatisticamente significativa (Tabela 1). A vida útil de HBO camundongos tratados foi encontrado para ser menos {(valor médio ± 2 SD, 91 dias (86 D a 95 D)} do que o grupo controle ou seja, os ratos induzidos tumores que não receberam terapia {valor médio ± 2 SD, 104 dias (52 D a 143 D)}, em termos absolutos, no entanto, estatisticamente a diferença foi insignificante (* P = 0,731).

os resultados do Tumor teórica Crescimento Progressão Modelo

Este achado de tumor atingir limite assimptótico também foi validado pelos nossos próprios resultados experimentais (figura 4, 5, 6). O modelo teórico baseado em progressão geométrica natural de proliferação de células num tumor mostrou uma progressão do crescimento do tumor simétrica uniforme atingindo limite assimptótico em um determinado período de tempo sob todas as condições de estado ideal. observou-se uma tendência semelhante, quando os dados (volume do tumor em relação ao período de tempo) a partir do estudo experimental foram tomadas como uma entrada para derivar os resultados utilizando o modelo teórico. os resultados foram considerados comparáveis ​​quais o modelo validado na medida do limite assimptótico está em causa (Figura 4, 5, 6). Os resultados experimentais mostraram no entanto assimetria acentuada no crescimento do tumor em cada rato C3H experimental, apesar de todos os fatores subjacentes, como pessoa tomando medidas diárias, mantendo o ciclo de dieta, nutrição, dia e noite, temperatura ambiente, etc., que podem introduzir quantidade razoável de erro foram mantida constante. Embora a progressão do crescimento do tumor parece atingir um patamar tanto sob condições normais e experimental semelhante aos resultados obtidos no modelo teórico, mas a razão para a progressão do crescimento assimétrico em cada um deles em relação ao período de tempo (taxa de crescimento variou entre cada ratinhos) poderia ser devido à resposta do tumor acolhimento larga ou imunogenicidade limitando assim a utilidade de ratos C3H ser um model.Thus terapêutica do cancro pré-clínica ideal para um estudo terapêutico eficaz do cancro, precisamos usar ou desenvolver camundongos geneticamente modificados para que os resultados ser reproduzida em humanos -estar.

Discussão

Todas as células diferenciadas normais satisfazer as suas necessidades de energia pela respiração de oxigênio depender de fosforilação oxidativa mitocondrial, enquanto que as células cancerosas satisfazer as suas necessidades de energia em grande parte por fermentação ou seja Warburg efeito [31 ]. Tumores necessitam de nutrientes e oxigênio para crescer. Ambos metabólico oxidativo, bem como via de glicólise aeróbica está envolvida na proliferação de células cancerosas e diferenciação. Otimizando a terapia de oxigênio é essencial na terapêutica do câncer. Extrinsecamente modulação suprimento de oxigênio sob pressão variando para o tratamento de condições patológicas terríveis como o câncer é basicamente destinadas a fatores envolvidos no metabolismo celular modificando. Uma melhor compreensão dos vários fenómenos que ocorrem dentro do microambiente do tumor como um resultado de vários amp extrínseca influências intrínsecas podem fornecer muito de resposta necessários para a complexa questão de encontrar modalidades terapêuticas adequadas, seguras e eficazes no câncer. Tentamos compreender a dinâmica celulares ou seja, o crescimento do tumor em um modelo de tumor ortotópico sob condição sob estresse ou seja, fornecimento de oxigênio a mais elevada pressão atmosférica. HBO é conhecido por elevar os níveis de oxigênio dissolvido (difusão) aumentar a concentração de radicais livres (ROS) no nível das células cancerosas alvo. Ele também elimina a hipoxia tumor em regiões mal fornecidos com oxigênio. Tumor microvasculatura geralmente não perfundir adequadamente região interior (centro) do tumor com oxigénio tornando-as menos sensíveis a quimio [32] ou a radioterapia devido à falta de espécies de radicais livres de oxigénio ou. HBO ajuda na difusão de oxigénio para estas células cancerosas preparar região do tumor fracamente vascularizados mais sensíveis a drogas quimioterapêuticas rádio ou através da promoção de actividade de ROS dentro da célula. Enquanto HBO reduz hipoxia tumor, que pode também reduzir tumor micro fluxo sanguíneo vascular net. alta pressão externa exercida sobre as arteríolas capilares ou resulta em redução da microcirculação do tumor, envolvendo a perfusão de oxigénio bem como o fornecimento de micronutrientes para a divisão celular. mudança Assim líquido do volume de fluxo sanguíneo, a perfusão de oxigênio difusão durante e após a terapia HBO está aberta ao escrutínio e podem variar com o nível de a duração da pressão externa exercida sobre os vasos e o local da intervenção [12]. Nós documentamos alteração do fluxo sanguíneo como resultado da mudança na arquitetura vascular, viscosidade, elasticidade, regulamentos autonômicos, modulação de pressão sobre os capilares brotando e arteríolas, tanto em condições experimentais teóricos e reais [11], [13]. Assim, diferente protocolo desenvolvido por diferentes trabalhadores com relação ao gradiente de pressão e duração da exposição HBO conduziu provavelmente a grande variação nos resultados e controvérsias que cercam a terapia HBO no câncer. Tendo em mente as questões mencionadas acima e nossa experiência passada de trabalhar no campo da dinâmica de fluidos fisiológicos, foi elaborado o presente trabalho de investigação ou seja, para re-avaliar o efeito da exposição HBO (stress) sobre o crescimento do tumor, progressão e duração do sobrevivência em um câncer pré-clínica terapêutica modelo de ratos pequenos animais C3H. A base de submeter ratos a HBO foi modular concentração de oxigênio e eliminar a região de hipoxia, aumentar a sensibilidade de quimio ou radioterapia e compreender vias regulatórias subjacentes, celular microambiente enérgico e tumor. O estudo incluiu a exposição diária de ratos C3H em hiperóxia hiperbárica (1,1 bar, 1,2 bar) durante 120 minutos por 21 dias em uma câmara hiperbárica. HBO é a administração de (100%) O

2 em maior pressão atmosférica. Com 4 atmosferas absolutas de oxigénio, um aumento de 12 vezes no tumor P0

2 ocorreu com um aumento de 15-50 vezes no pedido

2 de tecidos normais [33]. Algumas investigações têm estudado polarography tecido direta o que indica que a HBO externa efetivamente aumenta os níveis de oxigênio [34]. Conforme relatado em estudos anteriores, também não observaram qualquer tipo de câncer aumentando o efeito durante o período de terapia HBO. Este efeito inibidor poderia ser devido ao efeito citotóxico ou dano de DNA aumentada, melhorada a apoptose e a reparação do ADN atrasada devido à exposição a radicais livres de oxigénio [16], [22]. radicais livres de oxigênio também têm efeito mutagênico nas células em proliferação [20]. A pressão atmosférica mais elevada exercida sobre as paredes das pequenas arteríolas e vasos capilares reduz oxigénio a perfusão de tecidos, aumenta a pressão intra-arterial média reduzindo eficazmente o fluxo sanguíneo em termos líquidos fornecimento de nutrientes. Redução do fluxo sanguíneo e o fornecimento de nutrientes durante a fase da terapia pode suprimir ainda mais o crescimento do tumor. difusão de oxigênio dos tecidos melhorada da região hipóxica durante a terapia HBO pode também regula-se o processo de angiogénese evitando assim a aceleração do crescimento do tumor [35]. No entanto existe controvérsia, também é relatado que a HBO tem tumor efeito de promoção. Existem várias linhas de evidências que apoiam esta hipótese [23]. Ela influencia a cicatrização de feridas através de atenuar a apoptose e diminuição da inflamação [36] e pode também promove vasculog�ese [37]. Curiosamente, no acompanhamento a longo prazo, também observamos a terapia tumorigênico efeito pós HBO em camundongos. Uma conclusão similar foi também relatado em um estudo realizado em participantes humanos que sofrem de câncer de cabeça e pescoço e tratados com HBO [8]. mecanismo de reparo do DNA danificado, a modulação de fornecimento de sangue nutrientes, efeitos mutagénicos em células aneuploidia pode eventualmente desempenhar um papel na promoção da proliferação celular descontrolada que leva a recuperar o crescimento do tumor. Nenhum crescimento tecidos ou tumores normais necessitam de nutrientes e oxigênio para crescer. Melhora a circulação sanguínea fornecimento de nutrientes e perfusão de oxigênio após a cessação da pressão hiperbárica (pressão hidrostática externa alta) pode promover a reparação rápida dos tecidos e cicatrização de feridas. Aneuploidia ligada à ação mutagênica da HBO em células em divisão também pode levar a uma rápida proliferação anormal e reparo do DNA atraso [23], [25], [38] – [40]. Assim, com base na nossa, bem como outros trabalhadores encontrar, acreditamos que a HBO fato tem duplo efeito sobre o crescimento do tumor ou seja, o atraso de crescimento do tumor seguida de aceleração durante e após a terapia HBO respectivamente. A função de interações célula-célula, a proliferação de células e tecidos depende de seu microambiente e temos vindo a estudar o papel de tais moduladores e outras influências físicas para os últimos muitos anos [11] – [13], [41]. O efeito duplo de HBO sobre a progressão do crescimento do tumor durante e após a cessação pode ser explicado elaborado a partir da sua acção tendo em múltiplos alvos isto é, na proliferação de células, danos no ADN mecanismo de reparo, mutação aneuploidia, e fluxo sanguíneo dinâmica no Diagrama S1 S2. Encontramos o volume do tumor e efeito dependente da dose da HBO sobre a progressão do tumor. O mecanismo duplo da terapia HBO na dinâmica do fluxo sanguíneo isto é, o aumento da difusão de oxigénio do tecido e à redução do oxigénio /nutriente de perfusão pode ser responsável pela sua resposta dependente da dose do crescimento do tumor progressão. Os estudos in vitro no mamífero em cultura mostraram efeito mutagênico de aumento da exposição HBO (4 ATA). Uma indução relacionada com a dose de danos nos cromossomas foi medida em células V79 com o MNT com o aumento do tempo de exposição (0,5-3 h). O efeito clastogénico (cromossomo-breaking) da HBO em células V79 correlacionados muito bem com o aumento de danos no DNA obtido com o teste do cometa na população mesma célula [20].

HBO e Sobrevivência

a vida útil de HBO camundongos tratados foi encontrado para ser menos {(valor médio ± 2 SD, de 91 dias (86 D a 95 D)} do que o grupo controle ou seja, os ratos induzidos tumores que não receberam terapia {valor médio ± 2 SD, 104 dias (52 D a 143 D)}, em termos absolutos, no entanto, estatisticamente a diferença era insignificante. Como terapia HBO alcançar desejado supressão do tumor, ele também pode ter algum efeito sistémico negativo de toxicidade do oxigênio. o efeito prejudicial da exposição a concentrações elevadas deve-se às espécies reactivas de oxigénio (ROS). a toxicidade sistémica, acelerou pós crescimento do tumor terapia HBO e metástase pulmonar evidente nos resultados brutos podem ser alguns dos fatores responsáveis ​​pela vida útil mais curta entre o grupo tratado. a reversão da redução do fluxo sanguíneo ou melhora do fluxo sanguíneo após a interrupção da terapia HBO pode ser outro fator responsável pelo crescimento do tumor devido à melhoria da nutrição e perfusão de oxigênio, bem como transporte de células tumorais para local distante metástase causando.

O acima indicado efeito negativo sobre duração de sobrevivência também é apoiada por um estudo, que mostrou melhora da sobrevida quando os ratos foram submetidos ao estresse oxidativo baixo criado com regime de exercício moderado e não elevado stress oxidativo, que geralmente é criado com a exposição HBO [42].

crescimento assimétrico e Teórico modelo

modelo teórico [43], [44] previu o crescimento do tumor atingir limite assintótica em um determinado período de tempo (Apêndice S1). Este achado de tumor atingir limite assintótica também foi validado por nossos próprios resultados experimentais (Figura 4, 5, 6). modelo teórico baseado em progressão geométrica da proliferação celular mostrou padrão de crescimento simétrica que foi como por nossos pressupostos iniciais a considerar C3H como modelo de tumor homogênea. Pelo contrário, observou-se assimetria acentuada no crescimento do tumor em cada um dos ratinho C3H experimental que pode limitar a utilidade do modelo de cancro espontânea como um modelo pré-clínico terapêutico ideal. O padrão de crescimento diferencial precisa ser revisto e há também a necessidade de procurar um modelo animal pequena alternativa. Nós provavelmente precisará de um modelo animal tal como ratos geneticamente modificados ou alguma outra cepa específica que mostrou a progressão do crescimento tumoral simétrico para os resultados a serem reproduzidas em ser humano.

Conclusão

Não havia qualquer cancer aumentando o efeito durante a terapia HBO. No entanto, a aceleração no crescimento do tumor foi observada após a conclusão da terapia HBO. Ao mesmo tempo, os ratos submetidos a terapia HBO viveram mais curto, em comparação com aqueles que não estão expostas à terapia HBO (período de sobrevivência de indução de células de tumor até mortes). O efeito de HBO em termos de causar danos no DNA devidos à exposição da proliferação de células de radicais livres (ROS), bem como compensar hipoxia tumoral, tornando as células de cancro mais sensíveis a quimioterapia ou rádio é bem estudado. O efeito mutagênico de exposição HBO em células em proliferação que causam aneuploidia e do mecanismo da sua acção sobre a remodelação vascular tumoral e micro-ambiente não tem sido bem estudada. Há também uma necessidade de compreender danificar o DNA e reparação de vias. Com base nos resultados preliminares obtidos em nosso estudo, tentamos explicar os mecanismos fisiopatológicos subjacentes que podem estar ligados à terapia HBO (Figura 1 2) em termos do seu efeito duplo. Embora os nossos resultados experimentais validaram um modelo teórico bem estabelecida na taxa de proliferação de células cancerosas, mas amplo grau de variações individuais na progressão do crescimento do tumor sugere uma necessidade de uma abordagem alternativa na modelagem cancro terapêutico pré modo que os resultados podem ser reproduzidos no ser humano.

Informações de Apoio

Diagrama S1.

Mostrando o plano de estudo e o efeito da terapia HBO.

doi: 10.1371 /journal.pone.0048432.s001

(TIF)

Diagrama S2. microambiente tumoral

mostrando modulação micro vascular.

doi: 10.1371 /journal.pone.0048432.s002

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Apêndice S1.

doi: 10.1371 /journal.pone.0048432.s003

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Reconhecimentos

nossa sincera gratidão ao Sr. Ravi de fornecimento de oxigénio, técnicos de oficina para a fabricação da HBO câmara, e todos os funcionários biotério para o cofre mantém dos nossos camundongos experimentais durante todo o período do estudo. Sem Mr.Parkar, assistente de laboratório (Gude laboratório), que foi fundamental na preparação de suspensão de células e inoculação, este trabalho não teria sido possível, nós estamos extremamente gratos pelo seu apoio. Agradecimentos especiais também para o estagiário de pesquisa verão de laboratório Bio-engenharia, Sr. Jugal Bhojak para escrever programa MATLAB do nosso modelo teórico. Somos gratos ao nosso Diretor de ACTREC-TMC, Professor Rajiv Sarin, e Dr.Surekha Zingde, director-adjunto, ACTREC-TMC para apoiar o projeto com seu tempo à assistência tempo para agilizar o trabalho de pesquisa e muitas sugestões e conselhos úteis sem a qual não teria sido possível concluir este trabalho muito difícil.