MODEL EXPERIMENTAL DE STUDIU AL REACTIVITATII TESUTURILOR CONJUNCTIVE IN CONDITII TUMORALE

MODEL EXPERIMENTAL DE STUDIU AL REACTIVITĂŢII ŢESUTURILOR CONJUNCTIVE ÎN CONDIŢII TUMORALE

REZUMAT

Am modernizat conceptia unui model experimental de studiu al reactivitatii tesuturilor conjunctive în conditii tumorale descris pentru prima data de M. Ifrim & I. Capusan în 1983. Prin rezultatele obtinute am demonstrat ca evolutia tumorala la loturile experimentale intoxicate latiric cu beta aminopropionitril este semnificativ încetinita datorita modificarilor specifice reactive ale stromei conjunctive peritumorale. Supravietuirea este mai îndelungata la aceste loturi, iar diseminarea tumorala mult redusa. Diferente semnificative s-au înregistrat si în cazul neoangiogenezei sau a markerilor de proliferare celulara.

OBIECTIVELE CERCETĂRII

Proiectul de cercetare urmareste efectuarea unui model experimental prin care sa se demonstreze efectul defavorizant al modificarii reactivitatii tesuturilor conjunctive din intoxicatiile latirice (realizate prin administrarea de BAPN, 939h71j beta aminopropionitril) asupra proceselor de invazie si metastazare tumorala a celulelor provenite din grefele tumorale de carcinom Walker 25, administrate la sobolani Wistar. Grefarea se va realiza subcutanat, intramuscular si intravenos, caile de grefare tumorala alese reprezentând modele diferite de studiu în privinta incidentei si distributiei metastazelor si ale dinamicii evolutive a procesului de metastazare.

MATERIAL sI METODĂ

Ţinând cont de toate cele prezentate mai sus, în acord cu obiectivele de cercetare propuse, am elaborat urmatorul model experimental. Studiul cuprinde doua experimentari a câte 8 loturi fiecare, caracteristicile lor fiind descrise mai jos:

lotul 1: n = 20, sobolani Wistar sanatosi, lot martor

lotul 2: n = 20, sobolani Wistar la care s-a indus latirism experimental utilizând BAPN

lotul 3: n = 20, sobolani Wistar sanatosi grefati subcutanat cu celule tumorale de carcinom Walker 256

lotul 4: n = 20, sobolani Wistar sanatosi grefati intramuscular cu celule tumorale de carcinom Walker 256

lotul 5: n = 20, sobolani Wistar sanatosi grefati intravenos cu celule tumorale de carcinom Walker 256

lotul 6: n = 20, sobolani Wistar la care s-a indus latirism experimental utilizând BAPN grefati subcutanat cu celule tumorale de carcinom Walker 256

lotul 7: n = 20, sobolani Wistar la care s-a indus latirism experimental utilizând BAPN grefati intramuscular cu celule tumorale de carcinom Walker 256

lotul 8: n = 20, sobolani Wistar la care s-a indus latirism experimental utilizând BAPN grefati intravenos cu celule tumorale de carcinom Walker 256

Locul de desfasurare: Biobaza Institutului Oncologic Cluj-Napoca

Perioada de desfasurare: 2 experimentari: aprilie 2004 - august 2005; prelucrare 2006-2007

Animale de experienta: sobolani Wistar izogenici, de sex masculin, obtinuti si crescuti în colonie închisa în cadrul Biobazei Institutului Oncologic Cluj-Napoca. Au fost selectionate exemplare mature, cu greutatea de 160-180 g la momentul inocularii tumorale, cu variatii de greutate de maxim 5% în cadrul unui lot experimental. Alimentatia a fost cea obisnuita constând în hrana biscuitata, exceptând perioada de intoxicare latirica când se va proceda conform protocolului de administrare a BAPN.

Tumora de transplant: carcinom Walker 256 solid provenind de la Biobaza Institutului Oncologic Bucuresti, grefat subcutanat, intramuscular si intravenos. Carcinomul Walker este o tumora metastazanta a carei particularitati de evolutie sunt cunoscute si care poate furniza material tumoral cu caractere omogene.

Tehnicile de inoculare a celulelor tumorale sunt:

1. Grefarea subcutanata - se efectueaza cu fragmente tumorale de aproximativ 3mm³, recoltate proaspat din zona periferica a tumorii de transplant (pentru a se evita transplantarea de celule tumorale neviabile din zona centrala ce prezinta uzual necroza). Inocularea se face în conditii de sterilitate sub tegumentul regiunii toracice, interscapular, cu ajutorul unor trocare de sticla.

2. Grefarea intramusculara - se efectueaza cu fragmente tumorale de aproximativ 1mm³, recoltate dupa tehnica expusa în paragraful precedent. Inocularea se face în conditii de sterilitate în musculatura coapsei, cu ajutorul unor trocare metalice cu bizoul bine ascutit.

3. Grefarea intravenoasa - se realizeaza prin injectarea intravenoasa a unei suspensii de celule tumorale provenite din tumora Walker forma solida. Celulele tumorale izolate se obtin prin disocierea mecanica a tumorii si suspendarea materialului celular în ser fiziologic, diluarea facându-se pâna la concentratia dorita. Viabilitatea celulara a fost determinata prin coloratia vitala cu Tripan Blau. Celulele Tripan Blau pozitive au fost considerate neviabile ca urmare a necrozei sau prin distrugere în cursul triturarii mecanice si au fost eliminate din calcul. Injectarea intravenoasa se va efectua în venele caudale, utilizându-se ace de 16/18G. Pentru producerea vasodilatatiei venelor caudale necesare injectarii se vor introduce în prealabil cozile animalelor de experienta în vase cu apa calda. Se vor injecta suspensii în concentratie de 10⁶ celule tumorale viabile/0,5ml ser fiziologic.

Inducerea latirismului experimental utilizând b-amino-propionitril:

Cu o luna înaintea inocularii tumorale, am separat sobolanii Wistar maturi, cu greutatea de 140-160 g în 8 loturi experimentale, cu variatii de greutate de maxim 5% în cadrul unui lot experimental. Animalele din loturile care nu au fost intoxicate cu b-aminopropionitril au fost separate în aceeasi cusca (în functie de modul de grefare a tumorii de transplant), în schimb animalele din loturile latirice au fost izolate individual pe parcursul intoxicarii utilizând borcane de 10 litri pentru a putea avea control asupra dozei de b-aminopropionitril administrata fiecarui animal de experienta. În perioada de intoxicare latirica cu BAPN s-au inversat mesele de dimineata pentru ca animalele flamânde izolate individual sa consume întreaga cantitate de substanta administrata. S-a procedat astfel: pentru 30 de zile, zilnic, prima masa a continut 7,5 mg b-aminopropionitril (2 ml solutie formata din 375 mg substanta activa BAPN/100 ml apa distilata) injectat sub forma de solutie în pâine, care a fost înmuiata în lapte pentru ca sa se mascheze proprietatile organoleptice si animalul sa nu refuze hrana. Restul meselor zilnice au fost cele uzuale. Animalele din loturile neintoxicate au primit aceeasi hrana, dar fara substanta activa, pentru a nu aparea diferente de greutate semnificative între loturi. La terminarea perioadei de intoxicare animalele din loturile latirice se reunesc în custi separate, în functie de modul de inoculare al celulelor tumorale.

Parametrii monitorizati:

Experimentele au fost efectuate în doua serii succesive, urmarind identificarea si îndepartarea factorilor neprevazuti, precum si obtinerea unui numar de animale semnificativ statistic pentru fiecare lot. Urmarirea animalelor s-a realizat pâna la deces, monitorizând parametrii clinici si ai evolutiei tumorale. Examinarile histopatologice si imunohistochimice au urmarit evidentierea particularitatilor morfostructurale ale tesuturilor conjunctive reactionate în conditii de latirism experimental, ale tesuturilor tumorale, metastazelor si relatia acestora cu tesuturile învecinate în cadrul proceselor de diseminare tumorala. Evidentierea modificarilor tesuturilor conjunctive transformate latiric s-a realizat prin raportarea la lotul martor.

REZULTATE

Datorita situatiilor întâlnite pe parcursul experimentarii am considerat ca este utila urmatoarea reprezentare grafica care ne arata ce pasi s-au realizat pâna la momentul de debut al evaluarii evolutiei tumorale si ce destinatie a avut fiecare categorie de animale intrata în experiment. Evaluarea afectarii tesuturilor conjunctive s-a realizat în special pe animalele din loturile experimentale 1 si 2, negrefate tumoral, dar si pe sobolanii a caror grefare tumorala a esuat, sau care nu au dezvoltat tumori (în total 111 animale). Acestora li se adauga cele 192 de animale grefate tumoral, cu evolutie tumorala, care au facut parte din cele doua mari loturi experimentale latiric / nelatiric, si la care s-au urmarit în paralel si afectarea tesuturilor conjunctive si evolutia tumorala.

Figura 1: Defalcarea pe categorii a animalelor experimentale

Cele mai corecte si complete date asupra evolutiei tumorale la loturile experimentale transplantate cu carcinom Walker, indiferent de calea de grefare tumorala aleasa, ne sunt oferite de catre diagramele de evolutie.

Figura 2: Tendintele evolutive ale principalelor loturi experimentale

Diferentele semnificative la evolutia posttransplant a diferitelor loturi ne sunt oferite de analiza curbelor de supravietuire trasate pentru loturile experimentale latirice/nelatirice în functie de calea de grefare tumorala aleasa. Reprezentarile grafice de tip Kaplan - Meier alese au fost trasate utilizând valorile înscrise pentru cele 16 serii în baza de date. Pentru a ne apropia de o perceptie valorica cât mai larg accesibila am sintetizat aceste date în urmatorul tabel Excel, în care am pastrat culorile alese în legenda diagramelor. Prin NL am identificat loturile nelatirice, iar cu L am notat loturile latirice. Indiferent de modul de analiza ales se înregistreaza valori mai bune de supravietuire pentru loturile latirice, indiferent de calea de grefare tumorala aleasa.

Tabel 3: Procentele de supravietuire ale loturilor experimentale

Figura 3: Curbele de supravietuire în functie de calea de grefare tumorala

Evidentierea modificarilor morfologice ale conjunctivului normal sau latiric la nivelul organelor tinta recoltate (tegument, ficat, splina, ganlioni, inima, muschi, stomac, rinichi, etc) ilustrate prin coloratii uzuale sau imunohistologice, precum si a markerilor specifici mezenchimali (vimentina), de proliferare celulara PCNA, Ki-67, p 53), endoteliali (CD31, CD34) sau imunologici, surprinse în peste 150 de imagini microscopice nu poate fi rezumata în acest articol si se recomanda consultarea bibliografiei.

CONCLUZII

Prin urmarirea atenta a dinamicii evolutive a procesului de metastazare, monitorizând parametrii clinici ai evolutiei tumorale la loturile testate si comparând rezultatele obtinute pentru loturile latirice cu cele obtinute pentru loturile neintoxicate putem formula urmatoarele concluzii:

1. Biologia cresterii tumorale, în ciuda unei aparente lipse de sens si de logica, urmeaza niste legalitati precise, exprimate printr-un nivel constant al ratei de proliferare tumorala, respectiv al incidentei tumorilor metastatice.
2. În stadii avansate de evolutie majoritatea tumorilor sunt afectate de zone întinse de necroza, care tind sa conflueze si sa penetreze în profunzime creand astfel un teren propice infectiilor bacteriene intercurente, care complica inevitabil tabloul clinic al bolii
3. Animalele din loturile intoxicate cu BAPN au realizat o crestere în greutate superioara cu 12-14% fata de cele neintoxicate în perioada administrarii substantei active, desi au fost nutrite identic
4. Ratele de reusita ale grefarii tumorale sunt conditionate de vârsta tumorii de transplant si gradul ei de necroza
5. Dezvoltarea tumorilor metastatice este influentata în mare masura atat de calea, cat si de sediul de grefare al tumorii primare
6. Grefele subcutane determina cea mai redusa incidenta a focarelor metastatice în timp ce grefele intramusculare se coreleaza cu aparitia metastazelor dupa saptamana a sasea de le realizarea transplantului
7. Metastazele provenite dintr-o tumora de origine subcutana afecteaza rar grupele limfoganglionare locoregionale, situate în imediata proximitate a tumorii, în timp ce în cazul tumorilor intramusculare metastazele se localizeaza la nivelul majoritatii lanturilor ganglionare homolaterale si heterolaterale, prinzand si o serie de alte structuri tisulare aflate la distanta de de tumora de origine
8. În cazul grefelor intravenoase animalele decedeaza precoce, la sub o luna de la inoculare prin boala metastatica generalizata
9. Diferente de supravietuire apar în cazul grefarii intramusculare si subcutane în beneficiul animalelor intoxicate latiric fata de cele neintoxicate
10. O caracteristica definitorie a stadiilor terminale de evolutie clinica a cancerului la animale o constituie epuizarea fizica a organismului gazda, manifestata prin slabire progresiva si accentuata cu tulburari care afecteaza comportamentul animalelor

BIBLIOGRAFIE SELECTIVA

1. Corbu S. - Contributii la studiul corelatiilor morfofunctionale între tesuturile conjunctive si procesele tumorale, Universitatea din Oradea, 2007

2. Ghilezan N. - Oncologie generala. Ed. Medicala Bucuresti, 1992; 49-199.

3.Ifrim M., Capusan I. - Morfologia si patologia tesutului conjunctiv, Ed. Medicala, Bucuresti, 1983.

4.Marcus I. - Investigatii paraclinice în cresterea tumorala la animale, Teza de doctorat, Facultatea de Medicina Veterinara Cluj-Napoca, 1998.

5.Marcus I. - Biologia si patologia animalelor de laborator, Ed. Risoprint, Cluj-Napoca, 2004, 11-53, 69-85.

6.Oroian T. Teofil, A. Petre - Notiuni de tehnica experimentala în zootehnie si biotehnologii, Ed. Nobile Cluj-Napoca, 1999, 10-72.

7.Oroian T. Teofil - Tehnica experimentala în cresterea animalelor, Ed.AcademicPres, Cluj-Napoca, 2002,13-84.

Risca R. - Cercetari experimentale asupra procesului de metastazare. Teza de doctorat, Institutul de Medicina si Farmacie Cluj-Napoca, 1974.

9.Risca R. - Biologia animalului de laborator si oncologie comparata, colectia Enciclopedia Oncologica vol.19, sub redactia: I. Chiricuta, S. Bologa, R. Risca, S. Ghergariu, 19-167.

10.Risca R., Todorutiu C. - Oncologia comparata în interesul unei mai bune cunoasteri a cancerelor la om, vol.6 Cancerul - oncologie comparata, Colectia Enciclopedia Oncologica, Cluj-Napoca, 1981, 19-69.

11.Turusov V.S. - Pathology of tumors in laboratory animals, vol 23-1979, vol 99-1990, vol III -1994 International Agency for Research on Cancer Scientific Publication , Lyon.