Az orális glutamin-kiegészítő gátolja az ascites kialakulását a peritonealis carcinomatosis egérmodellben

1 Gasztroenterológiai osztály, Belgyógyászati ​​Klinika, Mackay Emlékkórház, Tajvan

2 Mackay Junior College of Medicine, Nursing and Management, Taipei, Tajvan

3 Mackay Orvosi Főiskola, Új-Tajpej, Tajvan

4 Sugárzáskológiai Osztály, Mackay Emlékkórház, Taipei, Tajvan

5 Ph.D. Farmakológiai Intézet, Taipei Orvostudományi Egyetem, Taipei, Tajvan

Absztrakt

Háttér. Az ascites kialakulásával járó peritonealis carcinomatosis (PC) számos szorongató tünetet okoz, ami rossz életminőséget eredményez. Mód. Az emberi hasnyálmirigyrák közvetlen ortotóp injekciójával előállított húsz BALB/c meztelen egeret randomizálták vagy laboratóriumi étrendbe, vagy glutaminnal kiegészített törzsdiétába. Az egerek felét a 76. napon feláldoztuk az asciticus folyadék mennyiségének és a hasnyálmirigy-daganat térfogatának mérésére. A fennmaradó egereket túlélési elemzésnek vetettük alá. A szérum albumin szintjét kéthetente becsülték. Eredmények. A 76. napon a kontrollcsoportban mért átlagos aszkitikus folyadék mennyisége

ml a glutaminnal kiegészített egerekből (

). A hasnyálmirigy-daganat térfogata

cm 3 a kontrollcsoportban és

cm 3 glutaminnal kiegészített egerekben (). A glutaminnal kiegészített egerek átlagos túlélési ideje meghosszabbodott

mai ( ). Az átlagos szérum albuminszint magasabb volt a glutaminnal kiegészített csoportban. Következtetések. Ez a preklinikai vizsgálat kimutatta, hogy a glutamin orális kiegészítése ascites-csökkentő aktivitást eredményezhet hasnyálmirigyrákban szenvedő, PC-ben szenvedő betegeknél sejt-közvetített immunitás-független mechanizmus révén.

1. Bemutatkozás

A peritoneális carcinomatosis (PC) jól ismert, mint a peritoneumot érintő fejlett primer vagy szekunder neoplazmák terminális jellemzője. A PC kihívást jelentő szövődmény, rossz prognózissal és korlátozott kezelési lehetőségekkel társulva [1]. A lokálisan előrehaladott hasnyálmirigyrák az egyik leggyakoribb betegség, amely PC-t és az azt követő ascites kialakulását okozza. A PC-s terminális stádiumú rákbetegek becsült átlagos túlélése 3–6 hónap [2]. Ebben a végső szakaszban az életminőséget, nem pedig a túlélés meghosszabbítását tartják a legfontosabb kérdésnek a palliatív ellátásban. Mindazonáltal az életet meghosszabbító palliatív ellátás fontossága egyre nagyobb ismertségre tesz szert a rákkezelés új korszakában.

Mivel a PC-hez kapcsolódó ascites nem az ozmotikus tényezők, hanem a hidrosztatikus nyomástényezők miatt alakul ki, az állapot jelenlegi kezelése magában foglalja a hasi paracentézist, a diuretikumok beadását és a só korlátozását. A táplálkozási támogatás alternatív stratégiát jelent az ascites kezelése utáni általános közérzet javítására. A PC-ben szenvedő betegek táplálkozási támogatásának értéke továbbra is ellentmondásos a meggyőző túlélési előnyökkel [3], és aggodalmát fejezi ki amiatt, hogy felgyorsíthatja a tumor növekedését [4, 5].

Az ascites kialakulásának patogenezise a PC-ben nem világos. Úgy gondolják, hogy ez korreláció az endothel sejtek, az angiogenezis és a hashártyában felszabaduló citokinek között [6–8]. Az endoteliális-leukocita kölcsönhatások minden bizonnyal szerepet játszanak a citokinek felszabadulásában és a peritoneum endotheliumának aktiválásában. Egy korábbi kísérleti tanulmány azt sugallta, hogy az interleukin-12-et expresszáló, genetikailag módosított fibroblasztok injekciója az egér hasnyálmirigy-PC-jének hatásos kezelése az aktivált veleszületett immunitás révén, és különösen aktiválja az M1 makrofágokat [9]. Egy másik tanulmány megállapította, hogy az angiopoietin-1, egy endothelsejt-szabályozó, csökkentheti az ascites kialakulását az érrendszeri endotheliális növekedési faktor közvetítésével [10].

A glutamin (GLN), amely a forgalomban a leggyakoribb szabad aminosav, fontos energiaforrásként szolgál sok gyorsan szaporodó sejt, különösen enterociták, limfociták és fibroblasztok számára. Különböző randomizált, kontrollos vizsgálatok nem rákos betegeknél kimutatták, hogy a GLN javította a nitrogén anyagcserét és fenntartotta az immunválaszt, ezáltal javítva a beteg eredményét [11, 12].

Jelen tanulmány célja az orálisan beadott GLN potenciális hatásainak értékelése daganatot hordozó gazdaszervezetekben PC-vel és ascitesszel.

2. Módszerek

2.1. Állati és kísérleti PC-modell

A 6 és 8 hét közötti hím BALB/c meztelen egereket az intézményi irányelveknek megfelelően használtuk. A rosszul differenciált humán hasnyálmirigy epithelioid karcinómából származó PANC-1 sejteket az American Type Culture Collection-től (ATCC, Rockville, MD, USA) szereztük be. A PANC-1 sejteket szubkonfluens kultúrákból 5x106/ml koncentrációban gyűjtöttük össze. A kísérleti PC-t PANC-1 sejtek közvetlen ortotóp injekciójával állítottuk elő a hasnyálmirigy farokába. A szivárgás megakadályozása érdekében egy vattapamacsot óvatosan 1 percig tartottunk az injekció helyén. Ezután a hasi sebet varratokkal lezárták. Az állatok laparotómiát kaptak, hogy megerősítsék a tumor növekedését, amely eléri az 5 mm-t a 10. napon (1. ábra).

orális

A kísérleti PC-t PANC-1 sejtek közvetlen ortotóp injekciójával állítottuk elő a hasnyálmirigy farokába. Az állatok laparotómián mentek keresztül, hogy megerősítsék a tumor növekedését, amely a 10. napon elérte az 5 mm-t.
2.2. Kezelési protokollok

Húsz egeret, amelyeknél a tumor megerősödött a 10. napon, 2 csoportba randomizáltuk, mindegyik átlagosan hasonló testtömeggel. A csoport (

) alaplaboratóriumi étrendet kapott glutamin hordozóval, a B csoport () pedig 100% GLN-tel kiegészített laboratóriumi étrendet kapott (5 mg/(kg-nap)).

2.3. Daganatnövekedés, szérumalbumin, aszpartát amino-transzferáz szint és fehérvérsejtszám, ascites kialakulása és túlélés

Minden csoportból öt egeret feláldoztunk a 76. napon. Az ascitákat egy alsó középvonalú bemetszéssel, az intraabdominális folyadék teljes ürítésével gyűjtöttük össze, és az aszkéta folyadék mennyiségét 0,5 ml-es inzulinfecskendővel mértük. Ezután a bemetszéseket meghosszabbítottuk, hogy lehetővé tegyük a peritoneális üreg megfigyelését és a PC kiterjedésének megerősítését. A daganatokat kivágtuk, és a daganat térfogatát 1/2x-ben mértük

(= a maximális átmérő és = a minimális átmérő). Ezután minden csoportban a maradék 5 egeret halálig figyeltük a túlélési elemzés céljából. Minden héten szérum albumint, aszpartát-aminotranszferáz-szintet (AST) és keringő fehérvérszámot (WBC) gyűjtöttünk minden állatra. Ez a tanulmány jóváhagyást kapott az Intézményi Állattenyésztési és Használt Bizottságtól és a tajvani Taipei Mackay Emlékkórház intézményi felülvizsgálati testületétől.

3. Eredmények

Minden egér jól tolerálta a kezelést. Az összegyűjtött ascites mennyisége 1,2 ± 0,3, illetve 0,5 ± 0,5 ml volt a kontroll, illetve a GLN-nel kezelt csoportban (). A 76. napon a hasnyálmirigy-daganat térfogata 2,60 ± 0,8 cm 3 volt a kontroll egerekben és 1,98 ± 1,3 cm 3 a GLN-vel kezelt csoportban (). Ezután minden csoportban a maradék 5 egeret halálig figyeltük a túlélési elemzés céljából. A 85. napon a kontrollcsoportból csak 1 állat volt életben a GLN-vel kezelt csoport mind az öt egeréhez képest. A hasi kerület nyilvánvalóan kisebb volt a GLN-kezelt egereknél (2. ábra). Az egerek átlagos túlélési ideje () 101 ± 2 napnál hosszabb volt GLN-kiegészítéssel szemben, szemben a kontrollcsoport 87 ± 4 napjával (). Az átlagos szérum albuminszint magasabb volt a GLN-lel kezelt csoportban minden egyes összegyűjtött vérminta esetében (3. ábra). Nem volt szignifikáns különbség a keringő fehérvérsejt és a szérum AST szintjén mindkét csoportban.


Minden csoportban a fennmaradó 5 egeret halálig figyeltük meg a túlélési elemzés céljából. A 85. napon a kontrollcsoportban csak 1 állat volt életben, összehasonlítva a GLN-vel kezelt csoport mind az 5 egérével. A hasi kerület nyilvánvalóan kisebb volt a GLN-kezelt egereknél.


Az átlagos szérum albuminszint magasabb volt a GLN-vel kezelt csoportban.

4. Megbeszélés

Az immun tápanyagok olyan specifikus tápanyagok, amelyek immunológiai hatást fejtenek ki, ha a napi szükségletet meghaladó mértékben fogyasztják őket. A GLN közismert immun tápanyag, mert elengedhetetlen a T-limfociták és a természetes gyilkos sejtek növekedéséhez és működéséhez, amelyekről kimutatták, hogy mind a citolitikus aktivitásuk révén elnyomják a rák progresszióját [13]. Kimutatták, hogy a GLN orálisan beadott kiegészítése megakadályozza a melldaganat növekedését az antioxidáns glutation termelésének gátlásával, a p53 jelátvitel aktiválásával és a PI3 K/Akt jelátvitel gátlásával [14, 15]. A vizsgálatunkban alkalmazott atmiás egérmodellben kimutattuk a GLN jótékony szerepét az ascites képződésének csökkentésében, a tumor növekedésének lassításában és a túlélés meghosszabbításában. Ebben a két csoportban nem volt szignifikáns különbség a keringő fehérvérsejtek körében. Tekintettel arra, hogy a T-sejt által közvetített immunitás nem elégséges atmiás egerekben, a GLN-kiegészítés jótékony hatásai valószínűleg a T-sejtek által közvetített immunitástól független mechanizmus révén valósulnak meg. Ugyanakkor a GLN hatását az ascitesben beszűrődő immunsejtekre még vizsgálni kell immunerős kísérleti állatokban.

Ebben az előzetes vizsgálatban a GLN orálisan beadott kiegészítése csökkentette a PANC-1 daganatos egerekben PC-vel előállított ascites mennyiségét. A GLN lehetséges hatásmechanizmusai magukban foglalják a nyálkahártya integritásának fenntartását, a megnövekedett glutationszintézis eredményeként fellépő gyulladáscsökkentő hatásokat, valamint a hősokk-fehérjeszintézis indukcióját a citokinek gyengítése és az immunképesség javítása érdekében [12].

A korábbi aggodalmat, miszerint a táplálkozási támogatás használata túlstimulálhatja a tumor növekedését, tanulmányunkban nem figyelték meg, mivel a hasnyálmirigy-daganat átlagos tumor térfogata kisebb volt a GLN-kezelt egerekben a kontroll csoporthoz képest. Sőt, a GLN-kiegészítés növelte a túlélési időt. Az elmúlt 2 évtizedben számos klinikai tanulmány értékelte a GLN toleranciáját és biztonságosságát rákos betegeknél. Ezen klinikai vizsgálatok többségében az orálisan beadott GLN jól tolerálható volt, a tumor növekedésének növekedése nem mutatható ki. Fontos, hogy a GLN-kiegészítésnek a tumor növekedésére gyakorolt ​​hatása további validálást kapjon mind az állati, mind a klinikai vizsgálatokban.

Az átlagos szérum albuminszint magasabb volt a GLN-vel kezelt csoportban. Ez az eredmény alátámaszthatja azt a korábbi megállapítást, hogy az étrendi GLN-kiegészítés pozitívan befolyásolta a zsigeri fehérje állapotát [16]. Meg kell még tisztázni, hogy a megnövekedett albuminszint korrelál-e a csökkent ascites képződéssel. Mivel e két csoport között nem volt szignifikáns különbség a szérum AST-szintjeiben, az albumin növekedés mechanizmusa nem kapcsolódhat a máj működésének javulásához vagy védelméhez. Ezenkívül a GLN albuminnövelő hatása magában foglalja annak esetleges alkalmazását az albuminhiánnyal kapcsolatos ascites kezelésében, mint például a májcirrhosis.

Az ascites kezelésének javítása a terminális stádiumú hasnyálmirigyrákos betegeknél kritikus kérdés, nemcsak az élet végi minőségének javítása, hanem az életet meghosszabbító palliation elérése érdekében is. Ez az előzetes tanulmány azt mutatja, hogy a GLN orális kiegészítése PC-s betegeknél ígéretes immun tápanyagot jelenthet a fokozott ascites-kontroll érdekében. A hatásmechanizmus további tisztázása, valamint a klinikai validálás indokolt.

Érdekkonfliktus

A szerzők kijelentik, hogy a jelen cikk megjelenésével kapcsolatban nincs összeférhetetlenség.

Elismerés

Ezt a tanulmányt az MMH-9700-01, MMH-100-01 és MMH-10016 támogatások támogatták a tajvani Mackay Emlékkórházból.

Hivatkozások

  1. L. Santarpia, L. Alfonsi, F. Pasanisi, C. de Caprio, L. Scalfi és F. Contaldo: „A túlélés prediktív tényezői peritonealis carcinomatosisban szenvedő betegeknél az otthoni parenterális táplálkozás során”. Táplálás, köt. 22. szám 4, 355–360., 2006. Megtekintés: Publisher Site | Google ösztöndíjas
  2. J. M. Davies és B. O'Neil, „Gasztrointesztinális eredetű peritonealis carcinomatosis: természettörténet és kezelési lehetőségek” Szakértői vélemény a vizsgálati gyógyszerekről, köt. 18. sz. 7, 913–919, 2009. Megtekintés: Publisher Site | Google ösztöndíjas
  3. P. Good, J. Cavenagh, M. Mather és P. Ravenscroft: „Orvosi segítséggel táplálkozás a palliatív ellátáshoz felnőtt betegeknél” Cochrane szisztematikus felülvizsgálatok adatbázisa, nem. 4, cikk azonosítója: CD006274, 2008. Megtekintés: Google Scholar
  4. M. H. Torosian: „A tumor növekedésének stimulálása táplálkozási támogatással” Journal of Parenteral and Enteral Nutrition, köt. 16., 6. melléklet, 72S – 75S, 1992. p. Megtekintés: Google Scholar
  5. M. H. Torosian és R. B. Donoway, „Teljes parenterális táplálkozás és tumoráttétek” Sebészet, köt. 109. sz. 5, 597–601, 1991. Megtekintés: Google Scholar
  6. J. K. Min, Y. M. Kim, S. W. Kim és munkatársai: „A TNF-hez kapcsolódó aktiváció által indukált citokin fokozza a leukocitaadhézivitást: ICAM-1 és VCAM-1 indukciója TNF-receptor-asszociált faktor és protein-kináz C-függő NF révén-κB-aktiváció az endothel sejtekben ” A Journal of Immunology, köt. 175, sz. 1, 531–540., 2005. Megtekintés: Google Scholar
  7. S. Ghosh, S. Roy, M. Banerjee és P. Maity: „A tumor indukált angiogenezise az Ehrlich ascites tumorban” Journal of Experimental and Clinical Cancer Research, köt. 23. sz. 4, 681–690, 2004. Megtekintés: Google Scholar
  8. C. L. Yeh, C. S. Hsu, S. C. Chen, M. H. Pai és S. L. Yeh: „A glutamin hatása a sejtadhéziós molekula expressziójára és a leukocita transzmigrációjára endotélsejtekben, amelyet egy műtéti páciens plazma vagy peritoneális elvezető folyadék stimulál.” Sokk, köt. 25. szám 3, 236–240., 2006. Megtekintés: Publisher Site | Google ösztöndíjas
  9. J. M. Péron, C. Bureau, P. Gourdy et al., „Kísérleti egér hasnyálmirigy-hashártya-peritonealis carcinomatosis kezelése az IL12 expressziójára genetikailag módosított fibroblasztokkal: a peritonealis veleszületett immunitás szerepe”. Belek, köt. 56. sz. 1, 2007., 107–114. Oldal. Megtekintés: Publisher Site | Google ösztöndíjas
  10. O. Stoeltzing, S. A. Ahmad, W. Liu és munkatársai: „Az angiopoietin-1 gátolja a tumor növekedését és az ascites formaticnt a peritonealis carcinomatosis egér modelljében.” British Journal of Cancer, köt. 87. sz. 10, 1182–1187, 2002. Megtekintés: Publisher Site | Google ösztöndíjas
  11. M. Coëffier, O. Miralles-Barrachina, F. le Pessot és mtsai. „A glutamin hatása a citokin termelésére az emberi bélben in vitro” Citokin, köt. 13. sz. 3, 148–154., 2001. Megtekintés: Publisher Site | Google ösztöndíjas
  12. Y. C. Hou, C. S. Hsu, C. L. Yeh, W. C. Chiu, M. H. Pai és S. L. Yeh: „A glutamin hatása az adhéziós molekula expressziójára és a leukocita transzmigrációjára az arzénnak kitett endoteliális sejtekben”. Journal of Nutritional Biochemistry, köt. 16. sz. 11, p. 700–704, 2005. Megtekintés: Publisher Site | Google ösztöndíjas
  13. K. S. Kuhn, M. Muscaritoli, P. Wischmeyer és P. Stehle: „A glutamin mint nélkülözhetetlen tápanyag az onkológiában: kísérleti és klinikai bizonyítékok” European Journal of Nutrition, köt. 49. sz. 4, 197–210, 2010. Megtekintés: Kiadói webhely | Google ösztöndíjas
  14. V. K. Todorova, S. A. Harms, Y. Kaufmann és mtsai. „Az étrendi glutamin hatása a tumor glutation szintjére és az apoptózissal összefüggő fehérjékre patkányok DMBA-indukálta emlőrákjában”. Mellrák kutatása és kezelése, köt. 88. sz. 3, 247–256., 2004. Megtekintés: Publisher Site | Google ösztöndíjas
  15. V. K. Todorova, S. A. Harms, S. Luo, Y. Kaufmann, K. B. Babb és V. S. Klimberg: „Az orális glutamin (AES-14) kiegészítés gátolja a PI-3K/Akt jelátvitelt kísérleti emlőrákban”. Journal of Parenteral and Enteral Nutrition, köt. 27. sz. 6, 404–410., 2003. Megtekintés: Google Scholar
  16. M. M. Rogero, M. C. Borges, I. A. de Castro, I. S. Pires, P. Borelli és J. Tirapegui: „Az étrendi glutamin-kiegészítés hatása a korai elválasztott egerek testösszetételére és fehérje állapotára Mycobacterium bovis Bacillus Calmette-Guerin ” Tápanyagok, köt. 3. szám 9, p. 792–804, 2011. Megtekintés: Publisher Site | Google ösztöndíjas