Avaliação da Termoterapia Focal num Modelo de Oncologia Experimental

Abstract

Introdução: As neoplasias da mama são muito prevalentes em medicina humana e em medicina veterinária, principalmente no cão e no gato que partilham os mesmos factores de risco ambientais com os humanos, sendo por isso boas sentinelas imunológicas. Em patologia experimental, a indução química com 7,12-dimetilbenz[a]antraceno (DMBA) no Rattus norvegicus, em especial na estirpe não-isogénica Sprague Dawley, é muito utilizada em investigação oncológica no estudo de modalidades terapêuticas intratumorais e sistémicas. Nos últimos anos tem havido um esforço no sentido de personalizar as modalidades terapêuticas aos doentes de modo a aumentar a eficácia e reduzir os efeitos tóxicos. A hipertermia focal e a indução de diferenciação celular são usadas em sinergia com as terapêuticas convencionais e, apesar de muito promissoras, económicas, não têm grande aceitação clínica devido à variabilidade de resultados publicados em linhas celulares e em escassos estudos in vivo. Objectivos: Neste trabalho pretendeu-se caracterizar em pormenor o modelo experimental e avaliar o efeito da hipertermia focal e da tarapia complementar em ratos com neoplasias da glândula mamária. Materiais e métodos: Os animais foram agrupados em seis grupos. No grupo I não se efectuou qualquer manipulação. O grupo II recebeu indução carcinogénica com 65mg/Kg de DMBA dissolvido em azeite e administrado por gavagem aos 50 dias de idade. O grupo III foi inoculado na sexta glândula mamária direita com nanopartículas ferrimagnéticas (cimento). O grupo IV foi subdividido num sub-grupo que recebeu vitamina D 20µg/Kg e num outro que recebeu vitamina D 20µg/Kg e dexametasona 0,5mg/Kg. O grupo V recebeu indução carcinogénica e inoculação de cimento na maior neoplasia seguida de dois ciclos hipertérmicos de estimulação electromagnética separados por 48h. O grupo VI recebeu indução carcinogénica e foi subdividido num sub-grupo que recebeu vitamina D e num outro que recebeu vitamina D 20µg/Kg e dexametasona 0,5mg/Kg. Os tecidos recolhidos da glândula mamária e dos tumores foram avaliados por histopatologia e por imunohistoquímica para marcação de receptor de estrogénio, Ki67, caspase-3, HSP70 e osteopontina, em função da pertinência destes marcadores nos diversos grupos. Resultados: Os grupos que receberam indução neoplásica reproduziram as características descritas no grupo II. No grupo V verificou-se que a hipertermia induziu síntese e libertação de HSP70, necrose e apoptose nos tumores tratados e que nos tumores não-tratados há um aumento da apoptose. No grupo VI, em especial no sub-grupo que recebeu vitamina D e dexametasona, verificou-se que a componente parenquimatosa dos tumores diminuiu acentuadamente restando apenas células com características morfológicas e moleculares com grande semelhança com as células glandulares bem diferenciadas e o estroma dos tumores aumentou devido à síntese de colagénio e de osteopontina. Conclusão: A hipertermia focal causa regressão dos tumores mamários induzidos por DMBA por indução de necrose e apoptose e desencadeia sinalização celular no sentido de induzir apoptose nos tumores não tratados. A terapia complementar de diferenciação celular com vitamina D e dexametasona é eficaz na transformação morfológica e molecular dos tumores.

Introduction: Mammary gland neoplasia are among of the most prevalent in both human and veterinary medicine, mainly in dogs and cats that share the same environmental risks with humans, making these animals good epidemiological sentinels. In experimental pathology the chemical induction with 7,12-dimethylbenz[a]anthracene (DMBA) in Rattus norvegicus, especially in outbreed Sprague Dawley rats, is very used in oncology investigation to study the effect of intratumoral and systemic therapeutic modalities. In the last years an effort has been made toward to personalized cancer treatments in order to increase efficacy and minimize toxicity. Focal hyperthermia and the induction of cellular differentiation are employed with conventional therapies and, despite its economy and efficacy, they aren´t very well accepted among oncology clinic due to a wide variety of published results in cellular lines and few in vivo studies. Objectives: This investigation was oriented to characterize the experimental model and submit the rats with mammary gland neoplasia to focal hyperthermia and cellular differentiation towards to osteoblastic cell line by using vitamin D and dexamethasone. Materials and methods: The animals were constituted in six groups. Group I had no manipulation, group II received tumoral induction with DMBA 65mg/Kg in olive oil by gavage at 50 days of age, group III had inoculation of a ferromagnetic nanoparticles (cement) at the sixth right mammary gland, group IV was sub-divided into a sub-group that received vitamin D 20µg/Kg and in another that received dexamethasone 0,5mg/Kg, group V received carcinogenic induction and inoculation with cement in the largest tumor and went on two cycles of electromagnetic stimulation separated by 48h. Group VI had carcinogenic induction and was subdivided into a sub-group that received vitamin D 20µg/Kg and in another that received vitamin D 20µg/Kg dexamethasone 0,5mg/Kg. The mammary gland tissues and tumoral tissues were collected and evaluated by histopathology and immunohistochemistry for estrogen receptor, Ki67, caspase-3, HSP70 and osteopontina, according to each group specificities. Results: The groups with carcinogenic induction reproduced the features of group II. The hyperthermia on group V stimulated the synthesis and release of HSP70, necrosis and apoptosis on the tumors with cement inoculation, in the other tumors there was an increase of apoptosis. On group VI, mainly on sub-group with vitamin D and dexamethasone, there was a decrease parenchymal component of tumors, only lasting a few epithelial cells with morphologic and molecular characteristics with well differentiated mammary gland cells while the tumor stromal component had a remarkable increase with synthesis of collagen and osteopontine. Conclusion: Focal hyperthermia causes DMBA induced mammary neoplasia regression by necrosis and apoptosis and triggers intercellular signaling for apoptosis induction on non-treated tumors. The complementary therapy for cellular differentiation with vitamin D and dexamethasone is able to change morphology and molecular appearance of these tumors.