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Rev Cubana Oncol 2000;16(1):30-4
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Centro Nacional de Electromagnetismo Aplicado. Universidad de Oriente

Efectos de la corriente eléctrica directa en el tratamiento de tumores

Luis Bergues Cabrales,1 Héctor Camué Ciria,1 Rodolfo Pérez Bruzón,1 Magalys Suárez Quevedo2 y Richard Hinojosa Aldana1 

Resumen

La corriente eléctrica directa fue aplicada al tumor sólido de Ehrlich, a través de electrodos de platino, mediante el empleo de 3 esquemas terapéuticos. En el primero, el ánodo fue insertado en el centro del tumor y el cátodo subcutáneamente. Las dosis de corriente eléctrica utilizadas fueron 1,8 y 4 mA durante 60 y 30 min respectivamente. En el segundo, el ánodo fue insertado en el centro del tumor y 3 cátodos en su periferia, suministrándose 4 mA durante 21 min. En el tercero, se usó la misma distribución de electrodos que en el primero, aplicándose 2 estímulos de 4 mA durante 30 min. Se concluyó que la corriente eléctrica directa tiene acción antitumoral independientemente del volumen tumoral, dosis, número de estímulos y cantidad de electrodos. La destrucción del tumor se explica a reacciones electroquímicas y potenciación de los mecanismos de defensa antitumoral inducidos por la corriente eléctrica directa.

Descriptores DeCS: TERAPIA POR ESTIMULACION ELECTRICA/métodos; CARCINOMA DE EHRLICH/terapia; RATONES CONSANGUINEOS BALBC.

Desde hace mucho tiempo se conoce que la corriente eléctrica directa (CED) es capaz de destruir tumores, parcial o totalmente. Esta modalidad de tratamiento se caracteriza por su bajo costo, mínima invasividad, efectividad antitumoral extensible e inmediata,1-6 así como por su influencia positiva en el control de la diseminación metastásica del tumor.2 A pesar de haberse empleado con éxito en la Oncología Clínica,2,3 aún no ha sido esclarecido el modo de acción, de la CED en la destrucción de tumores ni el papel de los mecanismos de defensa antitumoral (MDA), una vez aplicada ésta. Han sido propuestos varios mecanismos de acción entre los cuales se encuentran: reacciones electroquímicas,1,4,5 cambios locales del pH,1-6 entre otros.

Los objetivos de este trabajo son demostrar el efecto antitumoral de la CED para diferentes esquemas terapéuticos (dosis, número, polaridad y posición de los electrodos, tipo de terapia y repetitividad de los estímulos) y volúmenes tumorales iniciales, así como proponer un posible mecanismo antitumoral de la CED. 

Métodos

En el experimento se utilizaron ratones machos Balb/C, con edades entre los 7 y las 8 semanas y pesos entre los 18 y los 22 g. Éstos se encontraban en buen estado de salud y fueron mantenidos en cajas plásticas, dentro de un local, en un rango de temperatura y humedad relativa de 20 a 23 oC y 62 a 65 %, respectivamente.

La suspensión de células del tumor ascítico de Ehrlich, trasplantables en ratones Balb/C, fue preparada a partir de la forma ascítica del tumor. Los tumores sólidos subcutáneos fueron iniciados en la región dorsolateral por inoculación de 5 x 106 células viables. La viabilidad celular fue de 95 %. El conteo celular se realizó utilizando un hematocitómetro. El volumen del tumor se calculó aplicando la fórmula del volumen de un elipsoide, para lo cual se realizaron mediciones diarias de los 3 diámetros perpendiculares del tumor, con un pie de rey de 0,05 mm de precisión.

Se utilizó una fuente de CED de alta estabilidad y electrodos de platino de 0,7 mm de diámetro y 20 mm de longitud. Se aplicaron 3 esquemas terapéuticos, en los cuales siempre el ánodo fue insertado en el centro del tumor. En el primero, el cátodo fue insertado subcutáneamente, a una distancia de 8 a 10 mm del borde del tumor. En el día cero, las dosis de CED utilizadas fueron 1,8 y 4 mA durante 60 y 30 min, respectivamente. Se formaron 3 grupos experimentales, cada uno con 15 animales: control; tratado con 1,8 mA durante 60 min; y tratado con 4 mA durante 30 min, cuyos volúmenes iniciales fueron de 142 ± 0,86; 141,5 ± 0,78 y 139 ± 1,80 mm3, respectivamente. En el segundo, 3 cátodos se insertaron en la periferia del tumor, suministrándose, en el día cero, 4 mA durante 21 min. Se formaron 2 grupos experimentales, cada uno con 27 animales: control y tratado con 4 mA durante 21 min, cuyos volúmenes iniciales fueron de 849,8 ± 5,5 mm3 y 850,4 ± 3,7 mm3, respectivamente. En el tercero, se usó la misma distribución de electrodos que en el primero pero se aplicó la dosis de 4 mA durante 30 min en los días cero y segundo. Se formaron 2 grupos experimentales, cada uno con 27 animales: control y tratado con 4 mA durante 30 min, siendo los volúmenes iniciales de 2 508 ± ±58,33 y 2 525 ± 55,41 mm3, respectivamente. Los animales de los grupos control fueron mantenidos bajo las mismas condiciones experimentales que los animales de los grupos tratados, pero no se les suministró CED. En todas las terapias utilizadas se estudiaron los hallazgos anatomopatológicos de los órganos y peritumorales.

Para el análisis histopatológico de los tumores, éstos se fijaron en formol al 10 % y posteriormente fueron incluidos en parafina. La coloración empleada fue la de hematoxilina y eosina. El porcentaje de necrosis se determinó por medio de la relación existente entre el área de necrosis y el área total del tumor, multiplicada por 100 %. Para comparar los volúmenes y el porcentaje de necrosis de los tumores, se usó el criterio estadístico no paramétrico de suma de rango de Wilcoxon-Mann-Whitney de una cola. El test estadístico de McNemar fue utilizado para comparar los principales hallazgos anatomopatológicos peritumorales y de los órganos. El nivel de significación fue µ = 0,05.

Resultados

En los 3 esquemas terapéuticos, después de aplicada la CED, se observó en los tumores tratados un aumento del porcentaje de necrosis y una disminución del volumen, altamente significativos (p < 0,02) con respecto a sus correspondientes controles. También en estos tumores, se observó infiltrado linfoplasmocitario y no se encontraron diferencias significativas (p > 0,05). Se utilizó el criterio estadístico no paramétrico de Wilcoxon-Mann-Whitney. En cada grupo experimental, se reporta el valor medio del porcentaje de necrosis ±error de la media, el número de muestra (N) y la probabilidad (p), según la tabla 1.
 
Tabla 1. Porcentajes de necrosis, en % de los tumores en los grupos tratados con 1,8 y 4 mA, a las 24, 48 y 72 horas postratamiento
 
Grupos experimentales 
Horas postratamiento
 
24 h
48 h
72 h
GC
24 ± 5,48
27,5 ± 5
30 ± 8,16
[N = 5]
[N = 4]
[N = 4]
 
1.8 mA
77 ± 4,47
62 ± 8,37
60 ± 18,7
60 min
[N = 5]
[N = 5]
[N = 5]
 
p1 = 0,004
p1 = 0,008
p1 = 0,016
4 mA
86 ± 5,48
88 ± 4,47
92 ± 4,47
30 min
[N = 5]
[N = 5]
[N = 5]
 
p2 = 0,004
p2 = 0,008
p2 = 0,008
 
p3 = 0,028
p3 = 0,028
p3 = 0,000
 

La proliferación y congestión vascular, así como la infiltración neutrofílica (tabla 4), solamente fueron observados en los tumores tratados; se encontraron diferencias altamente significativas (p < 0,02). Además, en estos tumores, se observó un proceso inflamatorio agudo, de moderado a severo, y una gran área de necrosis, alrededor del ánodo. En los tumores no tratados, esta área fue observada de forma aleatoria en todo el tumor. En los diferentes estudios anatomopatológicos realizados en los órganos (resultados no mostrados) de los animales tratados, no se encontraron daños. Sin embargo, en el bazo de estos animales se encontró una hiperplasia linfoide mayor que la encontrada en los animales del grupo control. La muerte observada en los animales tratados (tablas 2, 3 y 4), se debe a que en ellos el tumor creció cerca de la cabeza, por lo que el tratamiento resultó letal.

Tabla 2. Porcentajes de necrosis, en %, de los tumores en el grupo tratado con 4 mA durante 21 min y su correspondiente control a las 24, 48 y 72 horas postratamiento 

Grupos  

experimentales

Horas postratamiento
24 h
48 h
72 h
GC
20,5 ± 3,2
25,9 ± 6,3
30,7 ± 8,2
 
[N = 9]
[N = 9]
[N = 9]
4 mA
54,5 ± 3,1
60,6 ± 4,2
79,3 ± 5,1
21 min
[N = 8]*
[N = 7]**
[N = 8]*
 
p = 0,001
p = 0,001
p = 0,001
* Murió un animal después del tratamiento con CED.
** Murieron 2 animales después del tratamiento con CED.

Tabla 3. Porcentaje de necrosis, en %, del grupo tratado con 4 mA durante 30 min (días cero y segundo) y el control correspondiente a las 24, 48 y 72 horas postratamiento 

Grupos
Horas postratamiento
experimentales 
24 h
48 h
72 h
GC
21,5 ± 8,2
25 ± 7,5
30 ± 8,9
 
[N = 9]
[N = 9]
[N = 9]
4mA
68 ± 3,1
76 ± 4,2
80 ± 5,1
30 min
[N = 9]
[N = 9]
[N = 8]*
 
p = 0,001
p = 0,001
p = 0,001
* Murió un animal después del tratamiento con CED.
 
Tabla 4. Hallazgos peritumorales, estudiados en los tumores tratados de los 3 esquemas terapéuticos
Hallazgos peritumorales 
Horas postratamiento
24 h
48 h
72 h
Infiltrado linfoplasmocitario
0,188
0,188
0,188
Infiltrado neutrofílico
0,008
0,016
0,008
Congestión y proliferación       
vascular
0,008
0,016
0,031
       

Discusión

El aumento del porcentaje de necrosis y la disminución del volumen de los tumores tratados, demuestran el marcado efecto antitumoral de la CED, independientemente del esquema terapéutico empleado y del volumen tumoral inicial. Esto pudiera explicarse por la inducción de reacciones electroquímicas (fundamentalmente las que involucran a las ERO) y de la potenciación de los MDA.

Las reacciones electroquímicas generadas en el tumor, por la acción de la CED, son las responsables de la necrosis inicial inducida en éste, la cual trae consigo la estimulación del proceso inflamatorio agudo, observado sólo en los tumores tratados. Esta necrosis estimula la migración del polimorfonuclear neutrófilo hacia la zona peritumoral. La potenciación de los MDA, se corrobora por la marcada presencia y actividad fagocítica del polimorfonuclear neutrófilo, además de la activación de la serie monocitos/macrófagos y de los linfocitos t a los 7 y a los 14 días postratamiento, respectivamente, reportado por Sersa y colbs.6

La extensión de la necrosis en el tiempo, se explica por la reacción de las ERO con los compuestos orgánicos, tales como lípidos, proteínas, etcétera, mediante una reacción autocatalítica en cadena que produce daños a nivel de membrana. El daño de las ERO a las células tumorales, está en dependencia de sus concentraciones, las cuales dependen del tipo de tumor; efectividad de los MDA y esquema terapéutico utilizado.

Las ERO provenientes del estallido oxidativo de las células fagocíticas polinucleares y mononucleares, y de las reacciones electroquímicas generadas en el tumor, inducidas en ambos casos por la acción citotóxica de la CED, pudieran ser los mecanismos primarios responsables de la destrucción de las células tumorales.

Agradecimientos

Agradecemos a los ingenieros Alcibiades Lara Lafarguie, Jorge García Rodríguez y doctores Demetrio Segura López, Odis Taquechel Candebat y María Céspedes, por sus sugerencias para la realización de este trabajo.

Summary

Direct current was applied to Ehrlich tumor through platin electrodes by using 3 therapeutic schemes. In the first, the anode was inserted in the center of the tumor, whereas the cathode was subcutaneously introduced. The doses of current used were l.8 and 4 mA during 30 and 60 minutes, respectively. In the second one, the anode was inserted in the center of the tumor and 3 cathodes in its periphery. 4 mA were supplied during 21 min. In the third one, it was used the same distribution of electrodes than in the first. 2 stimulations of 4 mA were applied for 30 min. It was concluded that direct current has an antitumoral action independently of the tumoral volume, dose, number of stimulations and amount of electrodes. The destruction of the tumor is the result of electrochemical reactions and of the potentiaton of mechanisms of antitumoral defense induced by direct electric current.

Subjct headings: ELECTRIC STIMULATION THERAPY/methods; CARCINOMA; EHRLICH TUMORS/therapy; MICE, INBRED BALB C. 

Referencias bibliográficas

  1. Bergues L, Camué H, Pérez R, Hinojosa R, Montes de Oca L, Súarez M et al. Efectos de la corriente eléctrica directa en el tumor murino subcutáneo de Ehrlich: I: Estudios de necrosis y volumen del tumor en estadios avanzados. Rev Bras Cancerol 1998;44:203-10.
  2. Plesnicar A, Sersa G, Vodovnik L et al. Electric treatment of human melanoma skin lesion with low level direct electric current: an assessment of clinical experience following a preliminary study in five patients. Eur J Surg 1994;574:45-9.
  3. Yu-ling X, Fu-zhou X, Bing-sheng G, Feng-rui Z, Bin S and Wei Z. Electrochemical treatment of lung cancer. Bioelectromagnetics 1997;18:8-13.
  4. Chung-Kwang C, McDougall JA, Ahn C and Vora N. Electrochemical treatment of mouse and rat fibrosarcomas with direct current. Bioelectromagnetics 1997;18:18-24.
  5. Kai-hua L, Yu-ling X, Yi-nong G, Bao-ian X, De-jun F and Bang-fan N. Effects of direct current on dog liver: Possible mechanisms for tumor electrochemical treatment. Bioelectromagnetics 1997;18:2-7.
  6. Sersa G, Kotnik V, Cemazar M, Miclavcic D and Kotnik A. Electrochemotherapy with bleomycin in SA-1 tumor bearing mice-natural resistance and immune responsiveness. Anti-Cancer Drugs 1996;7:785-91.

Recibido: 22 de julio de 1999. Aprobado: 29 de septiembre de 1999.
Dr. Luis Bergues Cabrales. Centro Nacional de Electromagnetismo aplicado. Universidad de Oriente. Santiago de Cuba, Cuba.
1 División de Magnetoterapia. Centro Nacional de Electromagnetismo aplicado. Universidad de Oriente.
 

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