Αφηρημένο

Σκοπός

θεραπεία με σύλληψη Βόριο νετρονίων (BNCT) είναι ένας εκλεκτικός θεραπεία ακτινοβολίας για όγκους που συσσωρεύονται κατά προτίμηση φάρμακα που φέρουν το σταθερό ισότοπο βόριο,

10Β. BNCT έχει αξιολογηθεί κλινικά ως εναλλακτική λύση στη συμβατική θεραπεία ακτινοβολίας για τη θεραπεία των όγκων του εγκεφάλου, και πιο πρόσφατα, υποτροπιάζουσα προχωρημένο καρκίνο κεφαλής και τραχήλου. Εδώ ερευνήσαμε την επίδραση της BNCT για τον καρκίνο του προστάτη (PCA) χρησιμοποιώντας ένα

in vivo

μοντέλο ξενομοσχεύματος ποντικού που έχουμε αναπτύξει.

Υλικά και Μέθοδοι

Ποντίκια που φέρουν το ξένο μόσχευμα ανεξάρτητου από ανδρογόνα ανθρώπινη κυτταρική σειρά προστάτη, PC3, χωρίστηκαν σε τέσσερις ομάδες: Ομάδα 1: χωρίς θεραπεία ελέγχους? Ομάδα 2: βοριοφαινυλαλχχνίνη (BPA)? Ομάδα 3: νετρονίων? Ομάδα 4: BPA μεσολάβηση BNCT. Συγκρίναμε ανάπτυξη ξενομοσχεύματος μεταξύ αυτών των ομάδων, και το σωματικό βάρος και κάθε διαταραχή κινητικότητας καταγράφηκαν. Ανοσοϊστοχημική (IHC) μελέτες του δείκτη πολλαπλασιασμού, Ki-67 και TUNEL χρώση έγιναν 9 εβδομάδες μετά τη θεραπεία.

Αποτελέσματα

Οι

in vivo

μελέτες έδειξαν ότι η BPA μεσολάβηση BNCT καθυστερεί σημαντικά την ανάπτυξη του όγκου σε σύγκριση με τις άλλες ομάδες, χωρίς σοβαρές ανεπιθύμητες ενέργειες. Υπήρξε σημαντική διαφορά στο ποσοστό της ελευθερίας από ανωμαλίες στο βάδισμα ανάμεσα στην ομάδα BNCT ΒΡΑ μεσολάβηση και των άλλων ομάδων. Οι μελέτες IHC αποκάλυψαν ότι η θεραπεία BNCT μείωσε σημαντικά τον αριθμό των Ki-67-θετικά κύτταρα σε σύγκριση με τους μάρτυρες (μέση ± SD 6,9 ± 1,5 έναντι 12,7 ± 4,0, ρ & lt? 0,05), ενώ δεν υπήρχε διαφορά στον αριθμό των αποπτωτικών κύτταρα, γεγονός που υποδηλώνει ότι η BPA μεσολάβηση BNCT μειωθεί προστάτη εξέλιξη χωρίς να επηρεάζει την απόπτωση στις 9 εβδομάδες μετά τη θεραπεία.

Συμπεράσματα

η μελέτη προσέφερε τις πρώτες προκλινικές απόδειξη της αρχής στοιχεία που να αποδεικνύουν ότι BPA-μεσολάβηση BNCT μειώνει το

in vivo

ανάπτυξη του προστάτη. Παρά το γεγονός ότι περαιτέρω μελέτες θα είναι απαραίτητες, BNCT θα μπορούσε να είναι μια νέα πιθανή θεραπεία για προστάτη

Παράθεση:. Takahara K, Inamoto Τ, Minami Κ, Yoshikawa Υ, Takai Τ, Ibuki Ν, et al. (2015) Η αντι-πολλαπλασιαστική επίδραση της δέσμευσης νετρονίων βορίου θεραπεία σε καρκίνο του προστάτη μοντέλο ξενομοσχεύματος. PLoS ONE 10 (9): e0136981. doi: 10.1371 /journal.pone.0136981

Επιμέλεια: Ιωσήφ Najbauer, Πανεπιστήμιο του Πετς Ιατρική Σχολή, ΟΥΓΓΑΡΙΑ

Ελήφθη: 26 Μαρτίου του 2015? Αποδεκτές: 11 Αυγ, 2015? Δημοσιεύθηκε: 1 Σεπτέμβρη του 2015

Copyright: © 2015 Takahara et al. Αυτό είναι ένα άρθρο ανοικτής πρόσβασης διανέμεται υπό τους όρους της άδειας χρήσης Creative Commons Attribution, το οποίο επιτρέπει απεριόριστη χρήση, τη διανομή και την αναπαραγωγή σε οποιοδήποτε μέσο, ​​με την προϋπόθεση το αρχικό συγγραφέα και την πηγή πιστώνονται

Δεδομένα Διαθεσιμότητα: Όλα τα σχετικά δεδομένα είναι εντός του χαρτιού και υποστήριξη αρχείο πληροφοριών της

χρηματοδότηση:.. Οι συγγραφείς δεν έχουν καμία υποστήριξη ή χρηματοδότηση για να αναφέρετε

Αντικρουόμενα συμφέροντα:. Οι συγγραφείς έχουν δηλώσει ότι δεν υπάρχουν αντικρουόμενα συμφέροντα

Εισαγωγή

θεραπεία βόριο σύλληψη νετρονίων (BNCT) είναι μια δυαδική μορφή θεραπείας για τον καρκίνο που βασίζεται στη συσσώρευση των παραγόντων που περιέχει το μη ραδιενεργό ισότοπο βόριο-10 (

10Β), ένα συστατικό του φυσικού στοιχειακού βόριο, σε καρκινικά κύτταρα που ακολουθείται από ακτινοβολία με χαμηλής ενέργειας θερμικά νετρόνια για να δώσουν υψηλή γραμμική σωματίδια άλφα μεταφοράς ενέργειας και πόρτες λίθιο-7 πυρήνες [1, 2]. Επειδή αυτά τα σωματίδια έχουν μικρό μήκος διαδρομής του 5-10 μm σε νερό, οι κυτταροτοξικές επιδράσεις περιορίζονται στο εσωτερικό των κυττάρων βόριο-10 που περιέχει, αν άτομα

10Β επιλεκτικά συσσωρεύεται σε κύτταρα όγκου. Έτσι, προκειμένου για BNCT να πετύχει, απαιτεί επιλεκτική διανομή μεγάλων ποσοτήτων

10Β σε κύτταρα όγκου.

10Β που περιέχουν ενώσεις μπορούν να συσσωρευτεί εκλεκτικά σε καρκινικά κύτταρα από διάφορους μηχανισμούς. Δύο από τα πιο κοινά

10Β-φορείς που χρησιμοποιούνται σε κλινικές δοκιμές BNCT, σχεδιασμένο για τη θεραπεία των κακοήθων γλοιωμάτων, μελανώματα, ακατάλληλο για χρήση όγκους κεφαλής και τραχήλου, και καρκίνο του στόματος, είναι L-παρα-boronophenylalanine-

10Β (ΒΡΑ , C9H1210BNO4) και νάτριο mercaptoundecahydrododecaborate-

10Β (BSH, Na210B12H11SH) [1]. ΒΡΑ αρχικά εκτιμήθηκε ως παράγοντας απελευθέρωσης βορίου για το μελάνωμα, και BNCT των όγκων ΒΡΑ-φορτωμένο οδήγησε σε υψηλά επίπεδα ελέγχου του όγκου [3]. ΒΡΑ επιλεκτικά και κατά προτίμηση συσσωρευμένα σε καρκινικά κύτταρα, ως αποτέλεσμα του μεταβολισμού επαυξημένης αμινοξέος με ενεργητική μεταφορά σε όλη την καρκινική κυτταρική μεμβράνη σε σύγκριση με τα φυσιολογικά κύτταρα [4]. BPA έχει χρησιμοποιηθεί σε πειραματικές μελέτες θεραπείας όγκου του εγκεφάλου [5, 6] μετά από αναφορές που δείχνει ότι είχε προτίμηση συσσωρευτεί σε γλοιοσαρκώματος αρουραίου, ανθρώπου ξενομοσχεύματα γλοιώματος, και μαστικό αδενοκαρκίνωμα ποντικού [7]. BSH επικαλείται το φράγμα αίματος-εγκεφάλου για να επιτευχθεί εκλεκτική συσσώρευση σε κύτταρα όγκου σε σχέση με φυσιολογικό εγκέφαλο [8]. BSH δεν διασχίζουν το ανέπαφο εμπόδιο αίματος-εγκεφάλου στον φυσιολογικό εγκέφαλο, αλλά παραδίδεται σε όγκους, επειδή η αγγείωση του όγκου δεν σχηματίζει των στενοσυνδέσεων που σχετίζονται με το φράγμα αίματος-εγκεφάλου. Δεδομένου ότι οι συγκεντρώσεις βορίου επιτυγχάνονται με BSH στο αίμα μπορεί να είναι τόσο υψηλή όσο στον όγκο, βλάβη στα αγγειακά ενδοθηλιακά κύτταρα του εγκεφάλου θα ήταν η κύρια ορίζουσα της ζημίας ακτινοβολίας στο κεντρικό νευρικό σύστημα [9].

BNCT έχει αξιολογηθεί κλινικά ως εναλλακτική λύση στη συμβατική θεραπεία ακτινοβολίας για κακοήθεις όγκους του εγκεφάλου (γλοιώματα), και πιο πρόσφατα, υποτροπιάζουσα τοπικά προχωρημένο καρκίνο κεφαλής και τραχήλου [10]. Ωστόσο, έχουν υπάρξει λίγες αναφορές σχετικά με τη χρήση του BNCT για τη θεραπεία του καρκίνου του προστάτη (PCA). Στην παρούσα

in vivo

μελέτη, ως εκ τούτου, αξιολογήσαμε κατά πόσο ΒΡΑ μεσολάβηση BNCT θα επηρεάσει την ανάπτυξη του προστάτη κυτταρική γραμμή ξενομοσχεύτηκε ανεξάρτητος από ανδρογόνο, PC3. Βρήκαμε ότι η BPA μεσολάβηση BNCT μείωσε την ανάπτυξη των ξενομοσχευμάτων PC3 χωρίς σοβαρές ανεπιθύμητες ενέργειες.

Αυτή η μελέτη παρέχει τα πρώτα προκλινικές απόδειξη της αρχής τα δεδομένα να δείχνουν ότι η BPA μεσολάβηση BNCT μειώνει την ανάπτυξη του προστάτη ξενομοσχευμάτων

in vivo

, γεγονός που υποδηλώνει ότι αυτό θα μπορούσε να είναι μια πολλά υποσχόμενη νέα θεραπευτική προσέγγιση για τους ασθενείς με προστάτη.

Υλικά και Μέθοδοι

οι κυτταρικές σειρές

PC3 κύτταρα αγοράστηκαν από την American Type Culture Collection (ATCC, Rockville, MD, USA). Τα κύτταρα διατηρήθηκαν σε RPMI1640 συμπληρωμένο με 10% ορό εμβρύου βοός (FBS) και 1% πενικιλλίνη /στρεπτομυκίνη (Life Technologies, Burlington, Ontario, Canada) στους 37 ° C σε ένα 5% CO

2 ατμόσφαιρα.

ενώσεις βορίου

BPA παρασχέθηκε ευγενώς από τον Dr. Mitsunori Kirihata (Κέντρο Ερευνών για Boron Neutron Capture Therapy, ερευνητικός οργανισμός για τον 21ο αιώνα, Νομός Οσάκα Πανεπιστήμιο, Sakai, Ιαπωνία), και μετατρέπεται σε φρουκτόζη συγκρότημα. Ένα υδατικό διάλυμα του συμπλόκου BPA παρασκευάσθηκε σε συγκέντρωση 250 mg /ml (21,28 mg

10Β /ml). Προκειμένου να αξιολογηθεί

συγκεντρώσεις 10Β σε ποντικούς, ΒΡΑ εγχύθηκε ενδοπεριτοναϊκά σε μια δόση των 250 mg /kg, σύμφωνα με προηγούμενες μελέτες [11, 12].

Προσδιορισμός της συγκέντρωσης βορίου με ICP-AES

Αυτή η μελέτη πραγματοποιήθηκε σε αυστηρά σύμφωνα με τις συστάσεις στον οδηγό για τη Φροντίδα και Χρήση των ζώων Εργαστηρίου των Εθνικών Ινστιτούτων Υγείας (S1 ΦΘΑΣΕΙ Checklist). Το πρωτόκολλο εγκρίθηκε από την Οσάκα Medical College Φροντίδα Ζώων και Επιτροπή Χρήσης (Αριθμός Άδειας: 26.075). Όλες οι χειρουργικές επεμβάσεις έγιναν κάτω από αναισθησία με 2% ισοφλουράνιο εισπνοή, και όλες οι προσπάθειες έγιναν για να ελαχιστοποιήσουν την ταλαιπωρία. Ο ποσοτικός προσδιορισμός του βορίου διεξήχθη με την μέθοδο επαγωγικώς συζευγμένου πλάσματος ατομικής εκπομπής φασματομετρική (ICP-AES). PC3 κύτταρα (1×10

6) με 50 μΙ Matrigel (Becton Dickinson Labware, Franklin Lakes, NJ) και 50 μΐ RPMI1640 χωρίς ορό εγχύθηκαν υποδόρια στο πίσω μέρος του ποδιού του 6 ~ 8-εβδομάδων αρσενικών αθυμικούς γυμνούς ποντικούς με μία βελόνα διαμετρήματος 27 κάτω από αναισθησία με 2% ισοφλουράνιο εισπνοή. Την εβδομάδα 2 μετά την ένεση PC3 κυττάρων, όταν ξενομοσχεύματα PC3 ήταν ψηλαφητοί, ΒΡΑ σύμπλοκο σε συγκέντρωση 250 mg /ml (21,28 mg

10Β /ml) εγχύθηκε ενδοπεριτοναϊκά σε ποντίκια που φέρουν όγκους. Δείγματα της καρδιάς, του αίματος, του εγκεφάλου, του ήπατος, των νεφρών, των πνευμόνων, και του όγκου συλλέχθηκαν σε 2 και 4 ώρες μετά την ένεση, υποβλήθηκε σε πέψη με διάλυμα νιτρικού οξέος, αποθηκεύονται σε αποσταγμένο νερό σε θερμοκρασία δωματίου όλη τη νύκτα, και στη συνέχεια υποβάλλεται σε δοκιμασία συγκέντρωση βορίου με τη χρήση ένα όργανο ICP-AES (SPS 3100? SSI? νανοτεχνολογία, Tokyo, Japan). Οι αριθμοί των ποντικών σε κάθε ομάδα ήταν 3.

BNCT για ξενομοσχεύματα PC3

κύτταρα PC3 (1×10

6) με 50 μΙ Matrigel και 50 μΙ RPMI1640 χωρίς ορό εγχύθηκαν υποδορίως στο πίσω μέρος του ποδιού του 6 ~ 8-εβδομάδων αρσενικών αθυμικών γυμνών ποντικών με μια βελόνα διαμετρήματος 27 κάτω από αναισθησία με 2% ισοφλουράνιο εισπνοή. Η ημέρα της ένεσης των κυττάρων PC3 ελήφθη ως σημείο αφετηρίας και ορίζονται ως ημέρα 0. Την εβδομάδα 2 μετά την ένεση PC3 κυττάρων, όταν ξενομοσχεύματα PC3 ήταν ψηλαφητοί, τα ποντίκια χωρίστηκαν σε τέσσερις ομάδες: Ομάδα 1: μάρτυρας χωρίς θεραπεία, Ομάδα 2: BPA, Ομάδα 3: νετρονίων, και Ομάδα 4: BPA μεσολάβηση BNCT. Οι αριθμοί των ποντικών σε κάθε ομάδα ήταν 6. Στο Ομάδες 3 και 4, οι όγκοι στο πόδι υποβλήθηκαν σε ακτινοβόληση με δέσμη θερμικών νετρονίων στη βαριά εγκατάσταση νερού του Κιότο University Research αντιδραστήρα για 60 λεπτά σε μία ισχύ 1 MW. Κάθε ποντικός έλαβε χώρα μέσα σε ένα ειδικά σχεδιασμένο ακρυλικό κλουβί κατά την ακτινοβόληση, και μία πλάκα LiF (πάχους 50 mm) χρησιμοποιήθηκε για να προστατεύσει τον οργανισμό από θερμικά νετρόνια, ενώ το πόδι του όγκου εμβολιάσθηκαν εκτέθηκε. Στην ομάδα 4, ΒΡΑ χορηγήθηκε ενδοπεριτοναϊκώς 2 ώρες πριν από την ακτινοβόληση σε δόση των 250 mg /kg. μετρήσεις όγκου των όγκων έγιναν μία φορά την εβδομάδα και υπολογίστηκε χρησιμοποιώντας τον τύπο: βάθος μήκος χ πλάτος χ χ 0.5236 [13]. Σε 9 εβδομάδες, τα ποντίκια θανατώθηκαν και οι όγκοι παρασκευάστηκαν για ιστολογική εξέταση.

Η ιστολογική εξέταση

Για ανοσοϊστοχημεία, οι ιστοί εγκλείστηκαν σε OCT ένωση (Miles Scientific, Elkhardt, ΙΝ) και snap -frozen σε υγρό άζωτο. Κατεψυγμένες τομές πάχους 6 μm τοποθετήθηκαν σε γυάλινες πλάκες επικαλυμμένες σιλανίου, και ξηραίνεται στον αέρα για 1 ώρα. Κυτταρικής απόπτωσης επιβεβαιώθηκε με ανίχνευση του κατακερματισμένου DNA, χρησιμοποιώντας ένα αδιέξοδο Χρωματομετρική TUNEL System (Promega, Madison, WI) σύμφωνα με τις οδηγίες του κατασκευαστή. Ως δείκτες του κυτταρικού πολλαπλασιασμού, οι τομές χρωματίστηκαν με αντι-ανθρώπου Ki-67 eFluor 570 (eBioscience, Frankfurt, Γερμανία, 1: 200) και αντι-SMA-ακτίνης (Sigma-Aldrich Japan ΚΚ, Tokyo, Japan, 1: 500) . Πυρηνική αντι-χρώση πραγματοποιήθηκε με επώαση με 4 ‘, 6-διαμιδινο-2-φαινυλινδόλη (ϋΑΡΙ) διάλυμα (Sigma-Aldrich, 1 μg /ml σε PBS) για 10 λεπτά σε θερμοκρασία δωματίου. Διπλό-θετικά κύτταρα μετρήθηκαν και ο μέσος όρος για την ποσοτική ανάλυση.

Η στατιστική ανάλυση

Όλες οι τιμές που λαμβάνονται σε ανοσοϊστοχημική είναι (IHC) μελέτες παρουσιάζονται ως μέση τιμή ± SD, και εκείνες για

in vivo

το σωματικό βάρος, τον όγκο του όγκου, και τη μέτρηση των

οι συγκεντρώσεις 10Β παρουσιάζονται ως μέση τιμή ± SEM. Στατιστικές συγκρίσεις μεταξύ των δύο ομάδων έγιναν από

t

τεστ αταίριαστο του Student. Οι περίοδοι κατά τις οποίες τα ποντίκια παρέμειναν χωρίς οποιεσδήποτε ανωμαλίες της βάδισης μετατράπηκαν σε Kaplan-Meier οικόπεδα, και την σημασία των μεταξύ τους διαφορών σε ρ & lt? 0.05 υπολογίστηκε χρησιμοποιώντας το τεστ γενικευμένη log-rank

Αποτελέσματα

.

Χρονοδιάγραμμα της κορυφής

συγκέντρωση 10Β μετά από ενδοπεριτοναϊκή ένεση BPA

συγκεντρώσεις 10Β μετρήθηκαν για πρώτη φορά από τον προσδιορισμό συγκέντρωσης του βορίου με τη χρήση ενός οργάνου ICP-AES στην καρδιά, το αίμα, τον εγκέφαλο, το συκώτι , τα νεφρά, τους πνεύμονες, και του όγκου των ποντικών που φέρουν όγκο PC3, προκειμένου να εκτιμηθεί η βέλτιστη περίοδος για σύλληψη νετρονίου μετά από ενδοπεριτοναϊκή ένεση ΒΡΑ στα 250 mg /kg με μια βελόνα διαμετρήματος 27 κάτω από αναισθησία με 2% ισοφλουράνιο εισπνοή. Σε κάθε όργανο, τα ποντίκια έδειξαν υψηλές συγκεντρώσεις κορυφής

10Β στις 2 ώρες, σε σύγκριση με εκείνους στις 4 ώρες.

συγκέντρωση 10Β σε όγκο τόσο σε 2 και 4 ώρες ήταν υψηλή σε σύγκριση με το

συγκέντρωση 10Β σε άλλα όργανα, ιδίως σε 2 ώρες (

10Β συγκεντρώσεις σε όγκο σε 2 και 4 ώρες ήταν 6,77 ± 2,09 και 1,89 ± 0,91 μg /g, αντιστοίχως) (Σχήμα 1). Ως εκ τούτου, καταλήξαμε στο συμπέρασμα ότι η καλύτερη χρονική στιγμή για θεραπεία με σύλληψη νετρονίου ήταν 2 ώρες μετά την ένεση.

συγκέντρωση 10Β στην καρδιά, το αίμα, τον εγκέφαλο, το ήπαρ, τους νεφρούς, τους πνεύμονες, και του όγκου των PC3 φέροντα όγκο ποντίκια μετρήθηκαν με όργανο ICP-AES στους 2 και 4 ώρα μετά ενδοπεριτοναϊκή ένεση 250 mg /kg ΒΡΑ.

η

Αξιολόγηση της επίδρασης του ΒΡΑ μεσολάβηση BNCT στο σωματικό βάρος των ποντικών κατά την περίοδο θεραπείας

για να εκτιμηθεί κατά πόσον ΒΡΑ μεσολάβηση BNCT επηρέασαν την ανάπτυξη και το σωματικό βάρος των ποντικών, τα ζώα παρακολουθήθηκαν μία φορά την εβδομάδα από 0 έως 9 εβδομάδες εβδομάδες. Η ημέρα της ένεσης των κυττάρων PC3 ελήφθη ως σημείο αφετηρίας και ορίζονται ως ημέρα 0. Την εβδομάδα 2 μετά την ένεση PC3 κυττάρων, όταν ξενομοσχεύματα PC3 ήταν ψηλαφητοί, τα ποντίκια χωρίστηκαν σε τέσσερις ομάδες: Ομάδα 1: μάρτυρας χωρίς θεραπεία, Ομάδα 2: BPA, Ομάδα 3: νετρονίων, και Ομάδα 4: BPA μεσολάβηση BNCT. Τα μέσα σωματικά βάρη των ποντικών στις τέσσερις ομάδες που φαίνεται στο Σχ 2. καμία σημαντική επίδραση στην σωματικού βάρους του ζώου παρατηρήθηκε κατά τη διάρκεια της περιόδου θεραπείας. Αυτά τα αποτελέσματα έδειξαν ότι καμία από τις θεραπείες-BPA, ακτινοβολίας νετρονίων ή BPA μεσολάβηση BNCT-που παράγεται σοβαρές παρενέργειες σε αυτό το

in vivo

μοντέλο ξενομοσχεύματος ποντικού.

Η μέση σωματικού βάρους των ποντικών (Ομάδα 1: μάρτυρας χωρίς θεραπεία, Ομάδα 2: ΒΡΑ, Ομάδα 3: νετρονίων, Ομάδα 4: ΒΡΑ-διαμεσολαβούμενη BNCT) 0 έως 9 εβδομάδων δεν απεικονίζεται. Κάθε σημείο αντιπροσωπεύει το μέσο βάρος σώματος ± SEM.

Η

Επίδραση της ΒΡΑ μεσολάβηση θεραπεία BNCT επί της ανάπτυξης ξενομοσχευμάτων PC3

Τα μεγέθη των όγκων στις τέσσερις ομάδες ποντικών μοντέλο ήταν παρακολουθούνται για μέχρι και 9 εβδομάδες. ποντίκια Ανεπεξέργαστα ελέγχου (Ομάδα 1) και ΒΡΑ-ποντίκια με αγωγή (Ομάδα 2) παρουσίασε ταχεία ανάπτυξη ξενομοσχεύματος, και ο μέσος όγκος του όγκου σε 9 εβδομάδες μετά την έναρξη του πειράματος ήταν 1611 mm

3 και 1589 mm

3, αντίστοιχα. Οι ποντικοί υποβάλλονται σε ακτινοβολία νετρονίων (Ομάδα 3) έδειξε ελαφρώς αργή εξέλιξη ξενομοσχεύματος, και ο μέσος όγκος του όγκου έφθασε 1151 mm

3 στις 9 εβδομάδες. Ωστόσο, όταν τα ξενομοσχεύματα υποβλήθηκαν σε ΒΡΑ μεσολάβηση BNCT (Ομάδα 4), την εξέλιξη του όγκου ήταν σημαντικά μειωμένη από 2 εβδομάδες μετά την BNCT, και μέσο όγκο του όγκου σε 9 εβδομάδες ήταν 202 mm

3. Οι διαφορές στον όγκο του όγκου μεταξύ της ομάδας 4 και τις Ομάδες 1, 2 και 3 στις 8 και 9 εβδομάδες μετά την έναρξη του πειράματος ήταν σημαντικές (Σχήμα 3Α) (ρ & lt? 0,05). Μακροσκοπική παρατήρηση αποκάλυψε ότι τα ποντίκια στις ομάδες 1, 2 και 3 ήταν σαφώς διευρυμένη ψηλαφητών όγκων, ενώ οι όγκοι στην ομάδα 4 ποντίκια ήταν σχεδόν μη ανιχνεύσιμα (Εικόνα 3Β). Αυτές ξενομόσχευμα μελέτες έδειξαν ότι η BPA μεσολάβηση BNCT καθυστερεί σημαντικά την ανάπτυξη του προστάτη χωρίς σοβαρές ανεπιθύμητες ενέργειες.

(Α) Το μέγεθος του όγκου των ποντικών σε τέσσερις ομάδες 2-9 εβδομάδες μετά την ένεση PC3. Ο μέσος όγκος του όγκου ποντικών (Ομάδα 1: μάρτυρας χωρίς θεραπεία, Ομάδα 2: ΒΡΑ, Ομάδα 3: νετρονίων, Ομάδα 4: ΒΡΑ-διαμεσολαβούμενη BNCT) από 2 έως 9 εβδομάδων δεν απεικονίζεται. Κάθε σημείο αντιπροσωπεύει τον μέσο όρο όγκου του όγκου ± SEM. * Ρ & lt? 0,05 διαφέρει από την Ομάδα 1, 2, και 3 με το t τεστ Student. (Β) μακροσκοπικά ευρήματα σε τέσσερις ομάδες στις 9 εβδομάδες. Λευκά βέλη υποδεικνύουν θέσεις των όγκων.

Η

Η επίδραση της BPA μεσολάβηση BNCT από την άποψη της ανωμαλίες στο βάδισμα

Για να εξετάσει πόσο ο βαθμός στον οποίο μοσχευμάτων όγκων PC3 επηρέασε το βηματισμό της ελεύθερα κινούμενα ποντίκια, έχουμε την επόμενη αξιολόγησε την κινητικότητα των ποντικών σε όλες τις ομάδες. Οι ποντικοί που είχαν υποβληθεί σε θεραπεία με ΒΡΑ (Ομάδα 2) και ακτινοβολία νετρονίων (Ομάδα 3) που αναπτύχθηκε ανωμαλίες στο βάδισμα με τη μέρα 56 και την ημέρα 63, αντίστοιχα, ενώ περίπου 66,7% των μη κατεργασμένων ποντικών ελέγχου (Ομάδα 1) έδειξαν επίσης βάδισμα ανωμαλίες κατά την ημέρα 56 . Ωστόσο, κανένας από τους ποντικούς που υποβλήθηκαν σε ΒΡΑ μεσολάβηση BNCT (Ομάδα 4) ανέπτυξαν διαταραχή κινητικότητας κατά τη διάρκεια της περιόδου θεραπείας (Σχήμα 4). Συνεπής με αποτέλεσμα οι διαφορές στον όγκο του όγκου μεταξύ της ομάδας 4 και τις Ομάδες 1, 2 και 3 στο τελικό στάδιο κατά τη διάρκεια της θεραπείας ήταν σημαντικές, τα ποσοστά της ελευθερίας από ανωμαλίες στο βάδισμα διέφερε σημαντικά μεταξύ της ομάδας 4 και τις Ομάδες 1, 2 και 3 (ρ & lt ? 0,05). Αυτά τα αποτελέσματα έδειξαν ότι η ανάπτυξη PC3 ξενομόσχευμα ήταν σημαντικά κατασταλεί από BPA μεσολάβηση BNCT

ανωμαλίες στο βάδισμα των ποντικών (Ομάδα 1:. Χωρίς θεραπεία έλεγχο, Ομάδα 2: BPA, Ομάδα 3: νετρονίων, Ομάδα 4: BPA μεσολάβηση BNCT ) παρατηρήθηκαν. Τα ποσοστά των ζώων χωρίς ανωμαλίες στο βάδισμα διέφερε σημαντικά μεταξύ Group 4 και των ομάδων 1, 2 και 3 (p & lt? 0,05).

Η

Η ανοσοϊστοχημική (IHC) μελέτες ξενομοσχεύματος ιστού

Στο 9 εβδομάδες μετά τη θεραπεία, τα δείγματα ιστού από ποντικούς ελέγχου χωρίς αγωγή (Ομάδα 1) και τα ποντίκια υποβάλλονται σε ΒΡΑ μεσολάβηση BNCT (Ομάδα 4) κατ ‘αρχάς εξετάζονται ιστολογικά με τη χρήση τυποποιημένων αιματοξυλίνη και ηωσίνη (Η &? Ε) χρώση μετά μονιμοποίηση φορμαλίνης. Και στις δύο ομάδες, με κενοτόπια κυττάρων όγκου με πολλαπλές πυρηνικές θρυμματισμός παρατηρήθηκαν, αν και τα ιστολογικά ευρήματα δεν διέφεραν σημαντικά μεταξύ τους (δεν παρουσιάζονται τα δεδομένα). Στη συνέχεια, προκειμένου να εκτιμηθεί πώς ΒΡΑ μεσολάβηση BNCT επηρεάζονται ανάπτυξη PC3 ξενομοσχεύματος, ανοσοϊστοχημεία για τον δείκτη πολλαπλασιασμού, Ki-67, και χρώση TUNEL διεξήχθησαν σε δείγματα PC3 ξενομοσχεύματος από τις Ομάδες 1 και 4. Η απόπτωση παρατηρήθηκε σε αμφότερες τις ομάδες, χωρίς οποιαδήποτε προφανείς διαφορές μεταξύ τους, και ποσοτικοποίηση των αποπτωτικών κυττάρων έδειξε επίσης καμία σημαντική διαφορά μεταξύ των ομάδων (Σχήμα 5). Ωστόσο, διπλά θετική χρώση για Ki-67 παρατηρήθηκε σημαντικά συχνότερα στην ομάδα 1 από ό, τι η Ομάδα 4 (μέση ± SD 12,7 ± 4,0 έναντι 6,9 ± 1,5, αντίστοιχα, ρ & lt? 0,05) (Σχήμα 6). Αυτές οι μελέτες πρότειναν ότι IHC ΒΡΑ μεσολάβηση BNCT επιβράδυναν PCa εξέλιξης χωρίς να επηρεάζουν απόπτωση σε 9 εβδομάδες μετά τη θεραπεία

Ξενομοσχεύματος ιστούς των ποντικών. (Ομάδα 1: χωρίς θεραπεία έλεγχος και Ομάδα 4: ΒΡΑ μεσολάβηση BNCT) βάφτηκαν με TUNEL και ο αριθμός των αποπτωτικών κυττάρων ποσοτικοποιήθηκε. Λευκά βέλη δείχνουν TUNEL + κύτταρα

Η

Ξενομοσχεύματος ιστούς ποντικών (Ομάδα 1: χωρίς θεραπεία έλεγχο και την Ομάδα 4: BPA-μεσολάβηση BNCT). Βάφτηκαν με Κί67, η SMA-ακτίνη και DAPI (Α: DAPI Β : Ki67 C: SMA-ακτίνη D: Μικτή). Ποσοτικοποίηση των Κί67-θετικών κυττάρων δείχθηκε.

Η

Συζήτηση

PCA είναι πλέον ένα σημαντικό και κλιμάκωση διεθνές πρόβλημα υγείας μεταξύ των ανδρών, και είναι μία από τις πιο κοινές κακοήθεις συμπαγείς όγκους της Δυτικής χώρες [14]. θεραπεία στέρησης ανδρογόνων (ADT) είναι ο χρυσός κανόνας για υποτροπιάζον ή σε προχωρημένο προστάτη [15]. Αν και οι περισσότεροι ασθενείς PCa εξαρτώνται αρχικά σε ανδρογόνα για την ανάπτυξη όγκων, και προφανώς ανταποκρίνονται καλά σε ADT, οι περισσότεροι ασθενείς αμετάβλητα αναπτύσσουν αντίσταση θεραπεία σε κάποιο στάδιο, η ανάπτυξη μιας ευνουχισμό ανθεκτικά (CR) κατάσταση με μια ενδεχόμενη θανατηφόρα έκβαση, ακόμη και μετά δυνητικά θεραπευτική αγωγή. Ως εκ τούτου, υπάρχει επείγουσα ανάγκη για μια νέα θεραπευτική στρατηγική η οποία μπορεί να ξεπεράσει την εμφάνιση CR προστάτη.

BNCT είναι ένα επιλεκτικό θεραπεία ακτινοβολίας των κυττάρων του όγκου για τα κύτταρα όγκου που βασίζεται σε προτιμησιακή ενδοκυτταρική συσσώρευση των φαρμάκων που φέρουν το σταθερό βόριο ισότοπο,

10Β. Οι πρώτες δοκιμές BNCT διεξήχθησαν σε δέκα ασθενείς με όγκους στον εγκέφαλο τερματικό πολύμορφο γλοιοβλάστωμα μεταξύ 1951 και 1953 [16]. Σε αυτή τη δοκιμή, υδατοδιαλυτά

10Β-εμπλουτισμένο βορικού νατρίου (βόρακα, Na

2Β

4O

7), το οποίο θεωρήθηκε σχετικά μη τοξική σε θεραπευτικές συγκεντρώσεις μέχρι 200 ​​mg ανά kg σωματικού βάρους, χρησιμοποιήθηκε ως το αρχικό φάρμακο BNCT. Ωστόσο, όλοι οι δέκα ασθενείς πέθαναν λόγω επανεμφάνισης όγκου χωρίς επιμήκυνση του χρόνου επιβίωσης τους. Περαιτέρω κλινικές δοκιμές πραγματοποιήθηκαν έπειτα με διάφορους

ενώσεις 10Β που περιέχουν, και BNCT εισήχθη στην Ιαπωνία το 1968 από τον νευροχειρουργό Hiroshi Hatanaka [17], οι οποίοι χρησιμοποιούνται ύοτοοαρίαίβ νατρίου (BSH) και ένα χαμηλής ενέργειας δέσμη θερμικών νετρονίων με χαμηλή ιστού-διεισδυτική ιδιότητες. Σε πιο πρόσφατες κλινικές δοκιμές στην Ιαπωνία, μας συν-συγγραφείς Miyatake και Kawabata έχουν ξεκινήσει αρκετά πρωτόκολλα που χρησιμοποιεί ένα συνδυασμό ΒΡΑ (500 mg /kg) και BSH (100 mg /kg), εγχύεται ενδοφλεβίως πάνω από 2 ώρες, ακολουθούμενη από την ακτινοβολία νετρονίων στο Κιότο Ερευνητικό Πανεπιστημιακό Ινστιτούτο Αντιδραστήρα (Kurri) [18, 19]. Miyatake et al. έδειξαν ότι BNCT παρείχε όφελος επιβίωσης για ασθενείς με υποτροπιάζον κακόηθες γλοίωμα, ειδικά για εκείνους που ήταν σε υψηλό κίνδυνο [19]. Kawabata et al. ανέφεραν ότι BNCT χρησιμοποιώντας ύοτοοαρίαίβ νάτριο και βοριοφαινυλαλχχνίνη ταυτόχρονα σε συνδυασμό με Χ-ακτινοβολία αύξησε την επιβίωση των ασθενών με νεοδιαγνωσθείσα γλοιοβλάστωμα, σε σύγκριση με BNCT μόνος [18]. Μια άλλη μελέτη από την ομάδα αυτή έδειξε ότι ο συνδυασμός του τρανσφερίνης-συζευγμένο πολυαιθυλενογλυκόλη (TF-PEG) λιποσώματα ενθυλάκωσης ύοτοοαρίαίβ νάτριο και Ιομεπρόλη με ενδοογκική συναγωγή ενισχυμένη χορήγηση (CED) επέτρεψε όχι μόνο ακριβή και ισχυρός στόχευση του βορίου στον ιστό του όγκου, αλλά επίσης τον εντοπισμό του βορίου χορηγείται εντός του όγκου, χρησιμοποιώντας σε πραγματικό χρόνο αξονική τομογραφία [20].

για εξωκρανιακές όγκους, BNCT αναφέρθηκε να είναι μια νέα και πολλά υποσχόμενη θεραπευτική προσέγγιση σε 26 ασθενείς (19 ακανθοκυτταρικό καρκίνωμα (SCC), 4 σιελογόνων αδένων καρκινώματα και 3 σαρκώματα) με επαναλαμβανόμενες και πολύ προηγμένα κεφαλής και του τραχήλου κακοήθειες [21]. Πρόσφατα, ένας από τους συν-συγγραφείς, Suzuki, και οι συνεργάτες του αξιολόγησαν την τα αποτελέσματα της BNCT σε 62 ασθενείς είτε με τοπικά υποτροπιάζοντα ή πρόσφατα διαγνωστεί ανεγχείρητο κεφάλι ή το λαιμό καρκίνων [22]. Χρησιμοποιώντας είτε ΒΡΑ και μόνο, ή ΒΡΑ σε συνδυασμό με άλλες ενώσεις βορίου, ο περιορισμός δόση ήταν παράδοση & lt? 10-12 Gy-eq στο δέρμα ή βλεννογόνο του στόματος, και αυτό αποδείχθηκε ότι είναι μία εφικτή μέθοδος δόσης-εκτίμησης για BNCT σε αυτό ρύθμιση.

Επιπλέον, προκειμένου για τον εντοπισμό πιθανών όγκους που μπορεί να υπόκειται σε BNCT και βελτίωσης των σχεδίων επεξεργασία πριν από την BNCT, τη συσσώρευση του ΒΡΑ στον όγκο και περιβάλλοντα φυσιολογικό ιστό απεικονίζεται και προσδιορίζεται ποσοτικά με ένα

μελέτη 18F-BPA PET πριν BNCT [23, 24]. Η θερμική ροή νετρονίων μετράται με radioactivation χρυσού σύρματα (0.25 mm σε διάμετρο και μακράς 1,0 cm) τοποθετείται στην επιφάνεια του δέρματος της βλάβης, και το ιστόγραμμα δόση όγκου είναι (DVH) παράμετροι αξιολογήθηκαν από ένα περιβάλλον προσομοίωσης για Ακτινοθεραπεία Εφαρμογές (SERA ) του συστήματος και Δοσιμετρία σύστημα Υπολογιστική της Ιαπωνίας Ινστιτούτου Ατομικής Ενέργειας Ερευνών, το οποίο είναι σήμερα διαθέσιμα συστήματα επεξεργασίας σχεδιασμού BNCT [25].

από την άλλη πλευρά, έχουν υπάρξει λίγες εκθέσεις των κλινικών δοκιμών της BNCT ή βασική έρευνα στο πλαίσιο της ΣΕΣΣ. Schinazi et al. αρχικά έδειξαν ότι μεταξύ των νουκλεοτιδίων καρβορανυλο βητα-D-5-ο-καρβορανυλο-2′-δεοξυουριδίνη (D-CDU), 1- (βήτα-L-αραβινοσυλ) -5-o-carboranyluracil (D-ριβο-CU) και η βάση νουκλεοτιδίου 5-o-carboranyluracil (CU), CU ήταν η πιο κατάλληλη ένωση για BNCT

in vivo

χρησιμοποιώντας τον προστάτη κυτταρική σειρά ανδρογόνο-εξαρτώμενη, LNCaP [26]. Σε μια άλλη μελέτη, η ενισχυμένη θανάτωση των κυττάρων παρατηρήθηκε όταν η κυτταρική σειρά προστάτη BPA-φορτωμένο, DU145, ακτινοβολήθηκε χρησιμοποιώντας μια τροποποιημένη ενισχυμένη δέσμη θερμικών νετρονίων (METNB) συναρμολόγησης που αναπτύχθηκε στο Fermi National Accelerator Laboratory (Fermilab) [27]. Πρόσφατα, Gifford et al. απέδειξαν ότι με βάση λιπόσωμα παράδοση ενός περιέχει βόριο ένωση χοληστερυλεστέρα (ΟΕΒ) ήταν ικανή να εισάγει επαρκές βόριο σε κύτταρα PC3 για BNCT, και ότι οι πυρήνες υψηλής γραμμικής μεταφοράς ενέργειας (High-LET) σωματίδια και

7Li παράγεται από

10Β θερμικής σύλληψη νετρονίων μείωσε σημαντικά την ικανότητα σχηματισμού αποικιών των στοχευμένων κυττάρων PC3

in vitro

[28].

στην παρούσα μελέτη, θα πραγματοποιηθεί

in vivo

πειράματα με τη χρήση BPA-μεσολάβηση BNCT στον προστάτη κυτταρική σειρά ανδρογόνο-ανεξάρτητες, PC3. Μελέτες ξενομοσχεύματος μας έδειξαν ότι η BPA μεσολάβηση BNCT καθυστερεί σημαντικά την ανάπτυξη του προστάτη χωρίς σοβαρές ανεπιθύμητες ενέργειες σε σύγκριση με τις άλλες ομάδες (χωρίς θεραπεία ελέγχου, η BPA μόνο, και ακτινοβολίας νετρονίων μόνο), και μελέτες IHC πρότεινε ότι η BPA μεσολάβηση BNCT μειωθεί προστάτη εξέλιξη χωρίς να επηρεάζεται απόπτωση. Ωστόσο, πριν να αρχίσουν κλινικές δοκιμές της BNCT για τους ασθενείς του προστάτη, κάποια προβλήματα παραμένουν προς επίλυση. Ένας από αυτούς είναι η σύλληψη νετρονίων, όπως τα νετρόνια μπορούν να φτάσουν μόνο τα όργανα κοντά στην επιφάνεια του σώματος, και η επίδρασή τους μειώνεται με την αύξηση του βάθους. Για το λόγο αυτό, αν ο προστάτης είναι νετρόνιο-ακτινοβολημένα από μια κανονική κατεύθυνση, BNCT πιθανόν να μην είναι αποτελεσματική, ακόμη και αν ΒΡΑ παραδίδεται επιτυχώς προς PCA. Ως εκ τούτου, θεωρούμε ότι, αν τα νετρόνια θα μπορούσαν να παραδοθεί transperineally από μια κανονική κατεύθυνση, τότε η απόσταση μεταξύ του προστάτη και της επιφάνειας του σώματος θα μειωθεί σημαντικά.

Όσον αφορά την τοξικότητα μετά BNCT, οφείλουμε να παρατηρήσουμε ότι έχουμε προηγουμένως αγωγή 62 ασθενείς με καρκίνο κεφαλής-λαιμού, και παρατηρήθηκαν υπεραμυλασαιμίας (38,6%), κόπωση (6,5%), βλεννογονίτιδα /στοματίτιδα (9,7%) και πόνος (9,7%), ως μείζων οξεία βαθμού 3 ή 4 τοξικότητες, ενώ το σύνολο των οποίων ήταν διαχειρίσιμο [22]. BNCT για τους ασθενείς του προστάτη δεν έχει πραγματοποιηθεί κλινική, ωστόσο, οι προαναφερθείσες παρενέργειες θα πρέπει να τηρούνται εάν τα νετρόνια θα μπορούσε να παραδοθεί transperineally.

Εν κατακλείδι, το παρόν

in vivo

μελέτη μας έχει παράσχει οι πρώτες προκλινική απόδειξη της αρχής δεδομένα που υποδηλώνουν ότι ΒΡΑ μεσολάβηση BNCT μπορεί να καταστείλει την ανάπτυξη των ξενομοσχευμάτων PC3 ανεξάρτητου από ανδρογόνο. Για BNCT να εφαρμοστεί σε ασθενείς PCA σε κλινικές μελέτες, ωστόσο, ορισμένα προβλήματα, όπως η κατεύθυνση της ακτινοβολίας νετρονίων πρέπει να επιλυθούν. Ωστόσο, BNCT φαίνεται να κρατήσει την υπόσχεση ως μια νέα θεραπεία για την PCA.

Υποστήριξη Πληροφορίες

S1 ΦΘΑΣΕΙ Checklist. NC3Rs ΑΦΙΞΗ Checklist Οδηγίες

doi:. 10.1371 /journal.pone.0136981.s001

(RTF)