Nerve valutazione dell'eccitabilità neurotossicità indotta dalla chemioterapia

Park, S. B., Lin, C. S. Y., Kiernan, M. C. Nerve Excitability Assessment in Chemotherapy-induced Neurotoxicity. J. Vis. Exp. (62), e3439, doi:10.3791/3439 (2012).

La neurotossicità indotta da chemioterapia è una grave conseguenza di trattamento del cancro, che si verifica con alcuni dei più comunemente usato ^1,2 chemioterapie. Indotta da chemioterapia neuropatia periferica produce sintomi di intorpidimento e parestesie agli arti e può evolvere in difficoltà con le capacità motorie fini e piedi, con conseguente compromissione funzionale. Oltre a produrre sintomi preoccupanti, neuropatia indotta da chemioterapia può limitare il successo del trattamento che porta alla riduzione della dose o cessazione anticipata del trattamento. I sintomi neuropatici possono persistere a lungo termine, lasciando danni permanenti ai nervi nei pazienti con una prognosi altrimenti buona ^3. Come la chemioterapia viene utilizzata più spesso come misura preventiva, i tassi di crescita e la sopravvivenza, l'importanza della neurotossicità duratura e significativa aumenterà.

Non ci sono opzioni stabilite neuroprotettivi o il trattamento e la mancanza di metodi di valutazione sensibili. ApproprIATE valutazione di neurotossicità sarà fondamentale come fattore prognostico e come endpoint adatti per gli studi futuri di agenti neuroprotettivi. I metodi attuali per valutare la gravità della neuropatia indotta da chemioterapia utilizzano medico a base di scale di valutazione che sia stata dimostrata la scarsa sensibilità al cambiamento e inter-osservatore obiettività ^4. Convenzionali studi di conduzione nervosa fornire informazioni su di ampiezza del potenziale d'azione composto e velocità di conduzione, che sono relativamente non specifici provvedimenti e non forniscono informazioni in funzione di canale ionico o potenziale di membrana a riposo. Di conseguenza, studi precedenti hanno dimostrato che convenzionali studi di conduzione nervosa non sono sensibili ai cambiamenti nelle prime neurotossicità indotta da chemioterapia ^4-6. In confronto, gli studi di eccitabilità del nervo utilizzare le tecniche di soglia di monitoraggio che sono state sviluppate per consentire la valutazione dei canali ionici, pompe e scambiatori in vivo in grandi assoni mielinizzati umani^7-9.

Tecniche di eccitabilità dei nervi sono stati istituiti come uno strumento per esaminare lo sviluppo e la gravità della neurotossicità indotta da chemioterapia ^10-13. Comprendente un numero di parametri di eccitabilità, studi eccitabilità del nervo può essere utilizzato per valutare neurotossicità acuta risultante infusione immediatamente successivo e lo sviluppo di cronica, neurotossicità cumulativo. Tecniche di eccitabilità dei nervi sono fattibili in ambito clinico, con ogni test richiede solo 5 -10 minuti per completare. Eccitabilità apparecchiature Nerve è prontamente disponibile in commercio, e un sistema portatile è stato pensato in modo che i pazienti possono essere testati in situ nel centro impostazione infusione. Inoltre, queste tecniche possono essere adattati per l'utilizzo in chemioterapie multipli.

Nei pazienti trattati con la chemioterapia con oxaliplatino, principalmente utilizzato per il cancro del colon-retto, le tecniche di eccitabilità dei nervi fornire un metodo per identificare i pazienti unot-rischio di neurotossicità prima dell'insorgenza della neuropatia cronica. Gli studi di eccitabilità dei nervi hanno rivelato lo sviluppo di un acuto canalopatia Na ⁺ in motori e assoni sensoriali ^10-13. È importante sottolineare che i pazienti che hanno dimostrato cambiamenti nella eccitabilità nel trattamento precoce sono stati successivamente più probabilità di sviluppare da moderata a severa neurotossicità ^11. Tuttavia, attraverso il trattamento, gli straordinari cambiamenti longitudinali sono stati individuati solo negli assoni sensitivi che erano in grado di predire gli esiti neurologici clinica nel 80% dei pazienti ^10. Questi cambiamenti hanno dimostrato un modello diverso da quelli osservati acutamente dopo l'infusione di oxaliplatino, e molto probabilmente riflettono il notevole sviluppo di danno assonale e il cambiamento potenziale di membrana in nervi sensoriali che si sviluppa longitudinalmente durante il trattamento con oxaliplatino ^10. Anomalie significative sviluppate nel corso del trattamento precoce, prima di qualsiasi riduzione delle misure convenzionali di funzione del nervo, suggerendo che l'exparametri citability può fornire un biomarker sensibile.

1. Preparazione del paziente

1. I pazienti vengono inviati dal Dipartimento di Oncologia Medica per l'eccitabilità del nervo basale test prima di iniziare la chemioterapia.
2. Idoneità del paziente per il test eccitabilità deve essere determinata. I pazienti devono essere esclusi se hanno una storia di base o prova neurofisiologica della neuropatia periferica, hanno ricevuto un trattamento chemioterapico prima neurotossiche o ci sono controindicazioni per i test di eccitabilità.

2. Procedure di eccitabilità assonale

1. Intraprendere protocolli eccitabilità sensoriali e motorie del nervo mediano, utilizzando i semi-automatici QTracS sistema informatico (Institute of Neurology, Queen Square, UK), un isolato lineare bipolare stimolatore a corrente costante (Digitimer, Welwyn Garden City, Regno Unito) e un amplificatore ( Sapphire IIA, Medelec, UK).
2. Preparare la superficie della pelle al polso e l'avambraccio con un gel abrasivo o pad per ridurre la pelleresistenza, seguito dall'applicazione di un alcool pulire.
3. Preparare il sito di registrazione per le registrazioni con motore non polarizzabili elettrodi posti sul ventre muscolare del brevis abduttori del pollice e un elettrodo di riferimento distali 4cm per registrare composto motore potenziali d'azione (CMAPs).
4. Preparare il sito di registrazione per le registrazioni sensoriali - utilizzando elettrodi ad anello posti a livello delle articolazioni prossimali e distali per la registrazione e elettrodi di riferimento, rispettivamente, di registrare i potenziali d'azione sensoriali composti (CSAPs).
5. Inserire un neutro dispersore di terra elettrochirurgica nel palmo, con gel conduttivo.
6. Il rumore elettrico nel sistema di registrazione dovrebbe essere rimosso per quanto possibile, utilizzando un Humbug 50/60 Hz Noise Eliminator (Quest Scientific Instruments, North Vancouver, Canada).
7. Stimolare il nervo mediano al polso. Sito di stimolazione deve essere selezionato come luogo di soglia più basso, utilizzando un elettrodo bipolare riposizionabile e quindi una non-pelettrodo olarizable.
8. L'elettrodo anodico deve essere posta a 10 cm prossimale dell'elettrodo stimolante sulle ossa.
9. Monitorare la temperatura nel sito di stimolazione intera durata della prova e assicurare che la temperatura è superiore a 32 ° C.

3. Protocolli di eccitabilità assonale

1. Registrare un stimolo-risposta curva incrementale aumentando lo stimolo fino a quando la risposta è massima e non aumentare quando l'intensità dello stimolo è ulteriormente aumentata.
2. L'ampiezza obiettivo per il monitoraggio soglia viene impostata automaticamente al 30% -40% di ampiezza massima, corrispondente alla zona di massima pendenza dello stimolo curva di risposta.
3. Come per il metodo di Bostock et al., 1998, variazioni di corrente di soglia necessaria per raggiungere l'ampiezza del vengono registrate on-line.
4. Registrare i parametri di eccitabilità multiple, compresa una soglia dell'elettrotono (TE), ciclo di recupero (RC) e la corrente di soglia (I / V) rapportocome descritto in Kiernan et al., 2000 e Kiernan et al., 2001.
5. Soglia dell'elettrotono viene valutata utilizzando correnti sottosoglia 100ms polarizzanti, con luce polarizzata corrente a ± 40% della soglia di controllo (Fig. 1). Il cambiamento di corrente di soglia necessaria per mantenere risposta di ampiezza bersaglio a seguito sia de-e iper-polarizzazione viene registrato. Soglia dell'elettrotono fornisce una valutazione di conduttanze internodali e il potenziale di membrana, con risposte nella direzione iperpolarizzante alla fine dell'impulso polarizzante (90-100 ms) fortemente associato con potenziale di membrana.
6. Il ciclo di recupero viene valutata usando un paradigma impulso accoppiato (Fig. 2), con uno stimolo iniziale condizionamento sopramassimale seguito a diversi intervalli di uno stimolo di prova (da 2,5 ms a 200 ms). Dopo lo stimolo sopramassimale, è più difficile da generare una risposta successiva, definito 'refrattarietà', che riflette l'inattivazione di tensione-gated Na ⁺ canali. Dopo il periodo refrattario, un periodo di facilitazione noto come superexcitability verifica.
7. Current-soglia di relazione è valutata utilizzando correnti di polarizzazione di 200 ms che variano in forza da +50% a -100% della soglia.

4. Valutazione del paziente

1. Usando queste tecniche, i pazienti vengono valutati sia acutamente che longitudinalmente tutta trattamento chemioterapico. Per valutare la neurotossicità acuta, i pazienti tornare per la chemioterapia post-valutazione entro 48 ore dalla ricezione trattamento.
2. Per esaminare neurotossicità cronica, le valutazioni adottate prima dell'infusione chemioterapia vengono confrontati longitudinalmente attraverso cicli di trattamento.
3. Oltre ai test eccitabilità assonale, tradizionali scale di valutazione clinica deve essere utilizzato per valutare la neurotossicità indotta da chemioterapia, tra cui il National Cancer Institute - Common Criteria per Sottoscala Adverse Events neuropatia sensoriale, il punteggio totale e Neuropatia patdiale, riferita risultato della valutazione.

5. Analisi e interpretazione

1. Per identificare neurotossicità acuta, i risultati sono confrontato il trattamento pre-e post-chemioterapia. Per valutare l'evoluzione dei cambiamenti longitudinali in funzione del nervo, i risultati vengono confrontati in trattamento. I parametri fondamentali per la valutazione includono refrattarietà, superexcitability, portata dei cambiamenti soglia in dell'elettrotono soglia (iperpolarizzazione 90-100 ms), in aggiunta ai parametri convenzionali come picco di ampiezza e di latenza.
2. Per valutare la variazione complessiva dei parametri di eccitabilità attraverso il trattamento, un punteggio eccitabilità composito è calcolato. Il cambiamento di tre parametri - dell'elettrotono superexcitability, refrattarietà e la soglia iperpolarizzante (90-100 ms) - è riassunta da iniziale ai trattamenti finali per dare un indicatore globale di cambiamento.

6. Risultati rappresentativi

Esempi di risultati eccitabilità in un patdiale trattati con oxaliplatino sono forniti. Immediatamente dopo l'infusione di oxaliplatino, alterazioni acute eccitabilità sia sensoriali e motorie si sviluppano, suggestiva dello sviluppo di un funzionale canalopatia Na ^{+ 10 -13.} Tuttavia, cambiamenti significativi nei parametri di eccitabilità più si sviluppa progressivamente in trattamento con oxaliplatino solo negli assoni sensoriali, con assoni motori non affetti (Fig. 3), riflettendo diffusa danno sensoriale assonale e il potenziale di cambiamento della membrana. Questo modello corrisponde l'espressione clinica dei sintomi cronici di oxaliplatino neurotossicità indotta. Variazioni dell'eccitabilità assoni sensoriali precede riduzioni dell'ampiezza di picco valutata utilizzando le tradizionali tecniche di conduzione dei nervi, e suggeriscono che le tecniche di eccitabilità assonale può fornire uno strumento sensibile di valutazione per i primi di oxaliplatino neurotossicità indotta.

Figura 1.

Figura 2. Ciclo di recupero di eccitabilità, dimostrando la sequenza caratteristica di cambiamenti eccitabilità seguito conduzione dell'impulso, con un periodo di ridotta eccitabilità (refrattarietà) fino a 3 ms dopo uno stimolo sopramassimale, seguito da un periodo di aumentata eccitabilità (superexcitability) picco 5 -7 ms e successivamente ridotta eccitabilità (subexcitability). La coppia paradigma protocollo impulso stimolo è incassata.

Ficoure 3. variazioni dell'eccitabilità assoni sensoriali oxaliplatino pazienti trattati con registrazioni di base mostrati nelle registrazioni in bianco e post-trattamento figurare in bianco, dopo 4-6 mesi di trattamento oxaliplatino. Questi cambiamenti sono pensati in modo da riflettere il danno assonale diffuso e il potenziale di cambiamento della membrana. Una foto della eccitabilità set-up in ambito oncologico è mostrato a sinistra. Clicca qui per vedere l'immagine ingrandita .

Neuropatia indotta da chemioterapia è un grave effetto collaterale del trattamento del cancro, che possono influenzare ciclo di trattamento e produzione di lunga durata disabilità del paziente. Vi è una mancanza di misure di valutazione sensibili e obiettivo di misurare in modo specifico disfunzione dei nervi nei pazienti trattati con chemioterapia. Lo sviluppo clinico delle tecniche di eccitabilità assonale ha fornito informazioni utili e predittivi per la valutazione della neurotossicità indotta da chemioterapia. Fornendo informazioni sulla funzione del canale ionico, potenziale di riposo, e la funzione della membrana assonale, queste tecniche consentono comprensione dei processi fisiopatologici alla base della disfunzione assonale nei pazienti oncologici trattati con chemioterapia. Inoltre, le tecniche di eccitabilità assonale hanno dimostrato di essere realizzabile in ambito clinico oncologia, e un singolo test può essere completata in 5-10 minuti.

In pazienti trattati con oxaliplatino, tecniche di eccitabilità assonale fornireun biomarcatore sensibile che permette l'identificazione precoce dei pazienti a rischio di neurotossicità grave. Rispetto ai tradizionali studi di conduzione nervosa che identificano oxaliplatino indotto danni al sistema nervoso solo dopo la perdita assonale si è già verificato, gli studi di eccitabilità assonale fornire marcatori predittivi di disfunzione dei nervi prima della perdita assonale. Come tale, gli studi di eccitabilità assonale può essere utilizzato per fornire una valutazione della funzione del nervo in studi clinici di potenziali strategie neuroprotettive, per determinare oggettivamente l'efficacia neuroprotettiva.

Non abbiamo nulla da rivelare.

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