Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Biology

Electrochemotherapy av Tumörer

doi: 10.3791/1038 Published: December 15, 2008

Summary

Electrochemotherapy är en kombinerad användning av vissa cellgifter, såsom cisplatin och bleomycin och elektriska pulser tillämpas på den behandlade tumören knöl. Vi presenterar det kliniska protokollet för electrochemotherapy för treatmen av subkutan och kutana metastaser av melanom.

Abstract

Electrochemotherapy är en kombinerad användning av vissa cellgifter och elektriska pulser tillämpas på den behandlade tumören knöl. Lokal tillämpning av elektriska pulser till tumören ökar drug delivery i celler, särskilt vid platsen för elektrisk puls ansökan. Drug upptag genom leverans av elektriska pulser ökar för endast de cellgifter som transport genom membranet hindras. Bland många läkemedel som har testats hittills funnit bleomycin och cisplatin sin väg från preklinisk testning för klinisk användning. Kliniska data som samlas in inom ett antal kliniska studier indikerar att cirka 80% av de behandlade kutana och subkutana noduli tumör olika maligniteter är en objektiv respons från dessa, ca 70% komplett svar efter en enkel tillämpning av electrochemotherapy. Oftast bara en behandling behövs kan dock electrochemotherapy upprepas flera gånger med några veckors lika effektivt varje gång. Behandlingen resulterar i en effektiv bekämpning av den behandlade noduli, med en god kosmetisk effekt utan vävnad ärrbildning.

Protocol

Behandlingen Förfarandet för electrochemotherapy består av lokala eller systemiska injektionsmissbruk följt av leverans av elektriska pulser tillämpas tumören 1. Detaljerad information om behandlingen är publicerad i Standard Operating Procedures (SOP) 2.

Behandling indikationer:

  1. Tumör typ: basalcellscancer och kutana metastaser av malignt melanom, bröstcancer, hypernephroma, Kaposis sarkom och andra.
  2. Tumör plats: tillgänglig kutana och subkutana noduli tumör på alla delar av kroppen.
  3. Tumör storlek kan vara från 3 mm till 3-5 cm i diameter.
  4. Antal knölar, från 1 till 100.

Behandling förfarande:

  1. Lokal eller allmän anestesi, beroende på antalet behandlade knölar och plats.
  2. Drug val: cisplatin eller bleomycin. Cisplatin och bleomycin kan injiceras intratumorally, även intravenöst bleomycin i en dos av 15000 IE / m 2. Injicerade dosen för intratumoural tillämpning av bleomycin är 250-1000 IE / cm 3 av tumörvävnad och för cisplatin 0,5 -1 mg / cm 3 av tumörvävnad
  3. Tidsintervallet mellan administrering och tillämpning av elektriska pulser, efter intratumoral injektion av läkemedlet omedelbart efter intravenös tillförsel efter 8 min. upp till 28 min.
  4. Elektrisk puls generator för electrochemotherapy bör ge fyrkantsvåg elektriska pulser av amplituden 1000 V eller mer, repetition frekvens från 1 Hz till 5 kHz.
  5. Elektrisk puls parametrar: 8 pulser av t.ex. 1000 V vid 8 mm avstånd mellan två platta elektroder, frekvens 1 Hz eller 5 kHz, duration av pulsen 100 ìs.
  6. Om hela tumören inte kan omfattas mellan elektroderna bör tillämpningen av elektriska pulser upprepas så många gånger så att den täcker hela tumörområdet, inklusive säkerhetsmarginaler.
  7. Elektrod typ: platta elektroder används för små, ytliga tumörnoduli, nål elektroder för behandling av djupare seedas knölar under huden.

Andra inslag i behandlingen:

  1. Vanligtvis enda behandling är effektiv för tumör knöl utrotning, men electrochemotherapy kan upprepas i 4 veckor mellanrum på resterande tumörvävnad eller andra knölar tumör.

Grund av bristen på systemisk toxicitet - eftersom mycket låga doser av bleomycin eller cisplatin behövs - patienter kan behandlas på en out-patient, och kan lämna sjukhuset strax efter behandlingen.

Discussion

Ökning av cytotoxicitet av bleomycin genom exponering av celler för electroporative elektriska pulser beskrevs först av Okino M och Mir LM 3,4. Därefter electrochemotherapy visade sig vara effektivt även för cisplatin 5. Omfattande prekliniska data som samlades in på in vitro och in vivo tumörmodeller under de följande åren. Behandlingseffekt bestämdes i förhållande till Läkemedelsdosering, rutten av dess administration, tidpunkt för injektionsmissbruk och tillämpning av elektriska pulser, graden av det elektriska fältet, täckning med tillräckligt hög elektriska fältet (E), och lämpliga val av elektroder och positionering med respekt till tumören 1,6,7,8. Dessutom var mekanismerna bakom effekten av electrochemotherapy utarbetats, som visar att förutom direkta effekten av electrochemotherapy till tumörceller, kärlstörande effekt och immunförsvaret är inblandade 1,6,9. Alla dessa insamlade data aktiverat översättning av electrochemotherapy till klinikerna.

Den första kliniska prövningarna visade effektivitet electrochemotherapy på huvud och hals och melanom knölar tumör 10. Senare blev dess effektivitet påvisas på andra tumörtyper, såsom basalcellscancer i huden, kutana metastaser av melanom, brösttumörer, hypernephroma och Kaposis sarkom. Det finns flera rapporter som utvärderar tillsammans alla kliniska data som publiceras på electrochemotherapy med bleomycin och cisplatin 11-15. Totalt sett var svarsfrekvensen hos de behandlade tumörer ca 80% objektiva svar och ca 70% fullständiga svar 15,16. Effektiviteten kan vara ännu högre av repetitiva behandling 17.

Alla dessa kliniska data har gjort det möjligt electrochemotherapy antas i vissa europeiska länder som standard behandling med palliativ avsikt, på olika tumörer. Framtiden för denna behandling är att införa electrochemotherapy i behandlingen av interna tumörer och metastaser, och i kombinerad behandling, antingen med genterapi eller strålbehandling. Dessa försök pågår redan.

Acknowledgments

Författarna erkänner tacksamt ekonomiskt stöd från statsbudgeten för den slovenska forskningsinstitut och Europeiska kommissionens ESOPE projekt (QLK-2002-02003), finansieras inom ramen för den 5: e ramprogrammet. Författarna erkänner bidraget från prof. Marko Snoj, prof. Maja Cemazar, Matej Merkac och Rado Likon i utarbetandet av denna Video-artikeln.

Materials

Name Type Company Catalog Number Comments
Bleomycin (Blenamax) Reagent Teva Pharmachemie chemotherapeutic drug used in electrochemotherapy
Cliniporator Other IGEA Generator of electric pulses

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Mir, L. M. Bases and rationale of the electrochemotherapy. EJC Suppl. 4, 38-44 (2006).
  2. Mir, L. M., Gehl, J., Sersa, G., Collins, C. G., Garbay, J. R., Billard, V., Geertsen, P., Rudolf, Z., O'Sullivan, G. C., Marty, M. Standard operating procedures of the electrochemotherapy: instructions for the use of bleomycin or cisplatin administered either systemically or locally and electric pulses delivered by the CliniporatorTM by means of invasive or non-invasive electrodes. EJC Suppl. 4, 14-25 (2006).
  3. Okino, M., Mohri, H. Effects of high-voltage electrical impulse and an anticancer drug on in vivo growing tumors. Jpn. J. Cancer Res. 78, 1319-1321 (1987).
  4. Mir, L. M., Banoun, H., Paoletti, C. Introduction of definite amounts of nonpermeant molecules into living cells after electropermeabilization: direct access to the cytosol. Exp. Cell Res. 175, 15-25 (1988).
  5. Sersa, G., Cemazar, M., Miklavcic, D. Antitumor effectiveness of electrochemotherapy with cis-diamminedichloroplatinum(II) in mice. Cancer Res. 55, 3450-3455 (1995).
  6. Sersa, G., Cemazar, M., Miklavcic, D., Rudolf, Z. Electrochemotherapy of tumours. Radiol. Oncol. 40, 163-174 (2006).
  7. Miklavcic, D., Beravs, K., Semrov, D., Cemazar, M., Demsar, F., Sersa, G. The importance of electric field distribution for effective in vivo electroporation of tissues. Biophys. J. 74, 2152-2158 (1998).
  8. Miklavcic, D., Corovic, S., Pucihar, G., Pavselj, N. Importance of tumour coverage by sufficiently high local electric field for effective electrochemotherapy. EJC Suppl. 4, 45-51 (2006).
  9. Sersa, G., Jarm, T., Kotnik, T., Coer, A., Podkrajsek, M., Sentjurc, M., Miklavcic, D., Kadivec, M., Kranjc, S., Secerov, A., Cemazar, M. Vascular disrupting action of electroporation and electrochemotherapy with bleomycin in murine sarcoma. Brit. J. Cancer. 98, 388-398 (2008).
  10. Mir, L. M., Belehradek, M., Domenge, C., Orlowski, S., Poddevin, B., Belehradek, J. Jr, Schwaab, G., Luboinski, B., Paoletti, C. Electrochemotherapy, a new antitumor treatment: first clinical trial. C. R. Acad. Sci. III. 313, (1991).
  11. Mir, L. M., Glass, L. F., Sersa, G., Teissie, J., Domenge, C., Miklavcic, D., Jaroszeski, M. J., Orlowski, S., Reintgen, D. S., Rudolf, Z., Belehradek, M., Gilbert, R., Rols, M. P., Belehradek, J. Jr, Bachaud, J. M., DeConti, R., Stabuc, B., Cemazar, M., Coninx, P., Heller, R. Effective treatment of cutaneous and subcutaneous malignant tumours by electrochemotherapy. Brit. J. Cancer. 77, 2336-2342 (1998).
  12. Gothelf, A., Mir, L. M., Gehl, J. Electrochemotherapy: results of cancer treatment using enhanced delivery of bleomycin by electroporation. Cancer Treat. Rev. 29, 371-387 (2003).
  13. Byrne, C. M., Thompson, J. F., Johnston, H., Hersey, P., Quinn, M. J., Hughes, M., McCarthy, W. H. Treatment of metastatic melanoma using electroporation therapy with bleomycin (electrochemotherapy). Melanoma Res. 15, 45-51 (2005).
  14. Sersa, G. The state-of-the-art of electrochemotherapy before the ESOPE study: advantages and clinical uses. EJC Suppl. 4, 52-59 (2006).
  15. Sersa, G., Miklavcic, D., Cemazar, M., Rudolf, Z., Pucihar, G., Snoj, M. Electrochemotherapy in treatment of tumours. EJSO. 34, 232-240 (2008).
  16. Marty, M., Sersa, G., Garbay, J. R., Gehl, J., Collins, C. G., Snoj, M., Billard, V., Geertsen, P. F., Larkin, J. O., Miklavcic, D., Pavlovic, I., Paulin-Kosir, S. M., Cemazar, M., Morsli, N., Soden, D. M., Rudolf, Z., Robert, C., O'Sullivan, G. C., Mir, L. M. Electrochemotherapy - an easy, highly effective and safe treatment of cutaneous and subcutaneous metastases: results of ESOPE (European Standard Operating Procedures of Electrochemotherapy) study. EJC Suppl. 4, 3-13 (2006).
  17. Quaglino, P., Mortera, C., Osella-Abate, S., Barberis, M., Illengo, M., Rissone, M., Savoia, P., Bernengo, M. G. Electrochemotherapy with intravenous bleomycin in the local treatment of skin melanoma metastases. Ann. Surg. Oncol. 15, 2215-2222 (2008).
Electrochemotherapy av Tumörer
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Sersa, G., Miklavcic, D. Electrochemotherapy of Tumours. J. Vis. Exp. (22), e1038, doi:10.3791/1038 (2008).More

Sersa, G., Miklavcic, D. Electrochemotherapy of Tumours. J. Vis. Exp. (22), e1038, doi:10.3791/1038 (2008).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
simple hit counter