Assessment of electrochemotherapy effects on the development of Ehrlich solid tumor in swiss mice using a novel electroporator device / Avaliação dos efeitos da eletroquimioterapia sobre o desenvolvimento do tumor sólido de Ehrlich em camundongos Swiss utilizando um novo eletroporador

Electrochemotherapy is a local anticancer treatment in which non-permeant chemotherapeutic drugs are associated with electric pulses of well-established parameters. The electric pulses cause pores to open on the plasma membrane and facilitate drug transport, enhancing cytotoxicity and reducing side effects. Assessment of electrochemotherapy effects on Ehrlich solid tumor development in this work aims to evaluate in vivo usage of the electroporator device developed by the Department of Electrical Engineering of Engineering School of UFMG. Therefore, 40 Swiss mice were inoculated with Ehrlich tumor cells, and developed the tumor in solid form. After 21 days, mice were subjected to specific treatment protocols (control, bleomycin, electric pulses and electrochemotherapy); 17 days later they were euthanized and the tumors collected for histopathology analysis. Electrochemotherapy induced discrete weight loss and an inflammatory response in the tumor, which was not seen on the other treatment groups. Bleomycin alone induced necrosis. Both groups showed lower cellular proliferation rates. From this study, it was concluded that the animals tolerated electrochemotherapy treatment under anesthesia and the electroporator device developed by the Engineering School of UFMG was adequate when used in an electrochemotherapy protocol.(AU)

Eletroquimioterapia é uma modalidade de tratamento local contra o câncer em que a administração de quimioterápicos não penetrantes à membrana plasmática é associada à aplicação de pulsos elétricos com parâmetros bem estabelecidos, que abrem poros na membrana plasmática e facilitam a entrada desses fármacos nas células, aumentando sua citotoxicidade e reduzindo efeitos colaterais. A avaliação dos efeitos da eletroquimioterapia sobre o desenvolvimento do tumor sólido de Ehrlich em camundongos Swiss neste trabalho teve como objetivo testar o uso in vivo do aparelho eletroporador desenvolvido pelo Departamento de Engenharia Elétrica da Escola de Engenharia da UFMG. Para tanto, foram utilizados 40 camundongos fêmeas da linhagem Swiss, nos quais foram inoculadas células de tumor de Ehrlich, para o desenvolvimento do tumor na forma sólida. Após 21 dias, os camundongos foram submetidos ao protocolo de tratamento específico (controle, bleomicina, pulsos elétricos e eletroquimioterapia); 17 dias depois foram eutanasiados e seus tumores coletados para análise histopatológica e imuno-histoquímica. A eletroquimioterapia induziu perda de peso discreta e uma resposta inflamatória no tumor que não foi observada nos outros grupos. O grupo bleomicina apresentou maior porcentagem de necrose. Ambos os grupos apresentaram menor índice de proliferação celular. Com este estudo, pode-se concluir que o tratamento sob anestesia foi bem tolerado pelos animais e que o aparelho eletroporador desenvolvido pela Escola de Engenharia da UFMG é adequado para utilização em um protocolo de eletroquimioterapia.(AU)

Assessment of electrochemotherapy effects on the development of Ehrlich solid tumor in swiss mice using a novel electroporator device

ABSTRACT Electrochemotherapy is a local anticancer treatment in which non-permeant chemotherapeutic drugs are associated with electric pulses of well-established parameters. The electric pulses cause pores to open on the plasma membrane and facilitate drug transport, enhancing cytotoxicity and reducing side effects. Assessment of electrochemotherapy effects on Ehrlich solid tumor development in this work aims to evaluate in vivo usage of the electroporator device developed by the Department of Electrical Engineering of Engineering School of UFMG. Therefore, 40 Swiss mice were inoculated with Ehrlich tumor cells, and developed the tumor in solid form. After 21 days, mice were subjected to specific treatment protocols (control, bleomycin, electric pulses and electrochemotherapy); 17 days later they were euthanized and the tumors collected for histopathology analysis. Electrochemotherapy induced discrete weight loss and an inflammatory response in the tumor, which was not seen on the other treatment groups. Bleomycin alone induced necrosis. Both groups showed lower cellular proliferation rates. From this study, it was concluded that the animals tolerated electrochemotherapy treatment under anesthesia and the electroporator device developed by the Engineering School of UFMG was adequate when used in an electrochemotherapy protocol.

RESUMO Eletroquimioterapia é uma modalidade de tratamento local contra o câncer em que a administração de quimioterápicos não penetrantes à membrana plasmática é associada à aplicação de pulsos elétricos com parâmetros bem estabelecidos, que abrem poros na membrana plasmática e facilitam a entrada desses fármacos nas células, aumentando sua citotoxicidade e reduzindo efeitos colaterais. A avaliação dos efeitos da eletroquimioterapia sobre o desenvolvimento do tumor sólido de Ehrlich em camundongos Swiss neste trabalho teve como objetivo testar o uso in vivo do aparelho eletroporador desenvolvido pelo Departamento de Engenharia Elétrica da Escola de Engenharia da UFMG. Para tanto, foram utilizados 40 camundongos fêmeas da linhagem Swiss, nos quais foram inoculadas células de tumor de Ehrlich, para o desenvolvimento do tumor na forma sólida. Após 21 dias, os camundongos foram submetidos ao protocolo de tratamento específico (controle, bleomicina, pulsos elétricos e eletroquimioterapia); 17 dias depois foram eutanasiados e seus tumores coletados para análise histopatológica e imuno-histoquímica. A eletroquimioterapia induziu perda de peso discreta e uma resposta inflamatória no tumor que não foi observada nos outros grupos. O grupo bleomicina apresentou maior porcentagem de necrose. Ambos os grupos apresentaram menor índice de proliferação celular. Com este estudo, pode-se concluir que o tratamento sob anestesia foi bem tolerado pelos animais e que o aparelho eletroporador desenvolvido pela Escola de Engenharia da UFMG é adequado para utilização em um protocolo de eletroquimioterapia.

Assessment of electrochemotherapy effects on the development of Ehrlich solid tumor in swiss mice using a novel electroporator device / Avaliação dos efeitos da eletroquimioterapia sobre o desenvolvimento do tumor sólido de Ehrlich em camundongos Swiss utilizando um novo eletroporador

Electrochemotherapy is a local anticancer treatment in which non-permeant chemotherapeutic drugs are associated with electric pulses of well-established parameters. The electric pulses cause pores to open on the plasma membrane and facilitate drug transport, enhancing cytotoxicity and reducing side effects. Assessment of electrochemotherapy effects on Ehrlich solid tumor development in this work aims to evaluate in vivo usage of the electroporator device developed by the Department of Electrical Engineering of Engineering School of UFMG. Therefore, 40 Swiss mice were inoculated with Ehrlich tumor cells, and developed the tumor in solid form. After 21 days, mice were subjected to specific treatment protocols (control, bleomycin, electric pulses and electrochemotherapy); 17 days later they were euthanized and the tumors collected for histopathology analysis. Electrochemotherapy induced discrete weight loss and an inflammatory response in the tumor, which was not seen on the other treatment groups. Bleomycin alone induced necrosis. Both groups showed lower cellular proliferation rates. From this study, it was concluded that the animals tolerated electrochemotherapy treatment under anesthesia and the electroporator device developed by the Engineering School of UFMG was adequate when used in an electrochemotherapy protocol.(AU)

Eletroquimioterapia é uma modalidade de tratamento local contra o câncer em que a administração de quimioterápicos não penetrantes à membrana plasmática é associada à aplicação de pulsos elétricos com parâmetros bem estabelecidos, que abrem poros na membrana plasmática e facilitam a entrada desses fármacos nas células, aumentando sua citotoxicidade e reduzindo efeitos colaterais. A avaliação dos efeitos da eletroquimioterapia sobre o desenvolvimento do tumor sólido de Ehrlich em camundongos Swiss neste trabalho teve como objetivo testar o uso in vivo do aparelho eletroporador desenvolvido pelo Departamento de Engenharia Elétrica da Escola de Engenharia da UFMG. Para tanto, foram utilizados 40 camundongos fêmeas da linhagem Swiss, nos quais foram inoculadas células de tumor de Ehrlich, para o desenvolvimento do tumor na forma sólida. Após 21 dias, os camundongos foram submetidos ao protocolo de tratamento específico (controle, bleomicina, pulsos elétricos e eletroquimioterapia); 17 dias depois foram eutanasiados e seus tumores coletados para análise histopatológica e imuno-histoquímica. A eletroquimioterapia induziu perda de peso discreta e uma resposta inflamatória no tumor que não foi observada nos outros grupos. O grupo bleomicina apresentou maior porcentagem de necrose. Ambos os grupos apresentaram menor índice de proliferação celular. Com este estudo, pode-se concluir que o tratamento sob anestesia foi bem tolerado pelos animais e que o aparelho eletroporador desenvolvido pela Escola de Engenharia da UFMG é adequado para utilização em um protocolo de eletroquimioterapia.(AU)

Avaliação dos efeitos da eletroquimioterapia sobre o desenvolvimento do tumor sólido de Ehrlich em camundongos Swiss

Eletroquimioterapia é uma modalidade de tratamento local contra o câncer em que a administração de quimioterápicos não penetrantes à membrana plasmática é associada à aplicação de pulsos elétricos com parâmetros bem estabelecidos, que abrem poros na membrana plasmática e facilitam a entrada destes fármacos nas células, aumentando sua citotoxicidade e reduzindo efeitos colaterais. A avaliação dos efeitos da eletroquimioterapia sobre o desenvolvimento do tumor sólido de Ehrlich em camundongos Swiss neste trabalho teve como objetivo testar o uso in vivo do aparelho eletroporador desenvolvido pelo Departamento de Engenharia Elétrica da Escola de Engenharia da UFMG para futuramente aplicar a técnica no Hospital Veterinário da Escola de Veterinária da UFMG. Para tanto, foram utilizados 40 camundongos fêmeas da linhagem Swiss, nos quais foram inoculadas células de tumor de Ehrlich, para o desenvolvimento do tumor na forma sólida. Após 21 dias, os camundongos foram submetidos ao protocolo de tratamento específico e 17 dias depois foram eutanasiados e seus tumores coletados para análise histopatológica. A eletroquimioterapia induziu perda de peso discreta e uma resposta inflamatória no tumor que não foi observada nos outros grupos. O grupo tratado com bleomicina apenas apresentou maior porcentagem de necrose. Ambos os grupos apresentaram menor índice de proliferação celular. A partir desse estudo pode-se concluir que o tratamento sob anestesia foi bem tolerado pelos animais e que o aparelho eletroporador desenvolvido pela Escola de Engenharia da UFMG é adequado para utilização em um protocolo de eletroquimioterapia.

Electrochemotherapy is a local anticancer treatment in which non-permeant chemotherapeutic drugs are associated with electric pulses of well-established parameters. The electric pulses cause pores to open on the plasma membrane and facilitate drug transport, enhancing cytotoxicity and reducing side effects. Assessment of electrochemotherapy effects on Ehrlich solid tumor development in this work aims to evaluate in vivo usage of the electroporator device developed by Electric Engineering Department of Escola de Engenharia of UFMG, so it can be used on future procedures on Hospital Veterinário of Escola de Veterinária of UFMG. Therefore, 40 Swiss mice were inoculated with Ehrlich tumor cells, and developed the tumor in solid form. After 21 days, mice were subjected to specific treatment protocols and 17 days later they were euthanized and the tumors collected for histopathology analysis. Electrochemotherapy induced discrete weight loss and an inflammatory response in the tumor, which was not seen on the other treatment groups. Bleomycin alone induced necrosis. Both groups showed lower cellular proliferation rates. From this study, it was concluded that the animals tolerated well electrochemotherapy treatment under anesthesia and the electroporator device developed by Escola de Engenharia of UFMG was adequate when used in an electrochemotherapy protocol.

Câncer e modelos experimentais de tumores murinos / Cancer and experimental models of mouse tumor

Nos últimos anos, a pesquisa do câncer proporcionou avanços importantes quanto à complexidade de desenvolvimento do tumor, em particular, sobre os mecanismos moleculares que são a base da transformação progressiva de células normais em derivados altamente malignos. A análise molecular do desenvolvimento tumoral em pacientes não é trivial, pois necessita da disponibilidade de biópsias em diversos estágios de transformação. Além disso, os estudos dos processos de metástase, de angiogênese e da resposta imune contra os tumores in vitro não mimetizam o que ocorre in vivo. Por esta razão, os modelos murinos experimentais de câncer têm desempenhado papel vital na compreensão da tumorigênese e suas relações com o ambiente in vivo, em que existe a dificuldade de avaliação de novos métodos diagnósticos e as ações terapêuticas de drogas contra tumores em pacientes. Nesta revisão, são discutidas as abordagens experimentais, técnicas e estratégias utilizadas no estudo de tumores em modelos murinos com ênfase na resposta imune contra o câncer e, ainda, as limitações conceituais e clínicas de cada sistema na sua aplicação no estudo do câncer em humanos.(AU)

Over the past years, cancer research has gained important insights on the complexity of tumor development,particularly on the molecular mechanisms that underlie the progressive transformation of normal cellsinto malignant derivatives. The molecular analysis of tumor development in patient is not meaningless,because of the unavailability of biopsies from different tumor transformation stages. Furthermore, studies onmetastasis, angiogenesis and the immune response to in vitro tumors processes, do not simulate what occurin vivo. For this reason, the murine experimental cancer models have played a vital role in understandingthe tumorigenesis and its relation with the in vivo environment, because it is difficult to assess the noveldiagnostic methodologies and the anticancer therapeutic drugs in patients. In the present review, theexperimental approach, techniques and strategies used in the study on murine cancer models are considered,emphasizing the immune response against cancer, and also the conceptual and clinical limitations of eachsystem and their applications in the human cancer study.Key words. cancer, immunology, experimental tumor, murine models, tumorigenesis, tumor cells.(AU)

Modelo de tumor de pulmão em rato com o carcinossarcoma de Walker

OBJECTIVE: To develop a lung tumor model in rats using Walkers carcinosarcoma and to verify the presence in vivo of tumors using computerized tomography (CT). METHODS: Female Wistar rats (n=47) were anesthetized with pentobarbital, intubated through tracheostomy and submitted to thoracotomy; subsequently a 50-70 mu L volume containing Walkers tumor cells, or the suspension of these same cells, was injected into the lung parenchyma. The study consisted of two phases: in the first a tumor implantation technique was developed and the number of cells required to attain a satisfactory tumor development rate was established. In the second phase, the tumor volume in cm³ (Dxd²/2) was determined through CT scan and necropsis, and the survival rates were analyzed. RESULTS: The overall tumor development rate was 93.3%, or rather, 81.1% in the first phase and 100% in the second. The surgical mortality rate was 17.0%. The average tumor volume was similar (0.099 vs. 0.111 cm³) at CT scan and at necropsis, respectively (r=0.993; p 0.0001). The survival average was about 10 days. CONCLUSION: The high tumor development rate observed and the close correlation between the figures obtained through CT scan and necropsis allow for tomographical tumor growth monitoring and thereby for evaluation of the action of anti-tumor drugs in vivo as well as for analysis of survival rates without the need for sacrificing animals.

OBJETIVO: Desenvolver um modelo de tumor pulmonar em ratos com o carcinossarcoma de Walker e verificar in vivo a presença de tumor por meio de tomografia computadorizada (TC). MÉTODOS: Ratos Wistar fêmeas (n=47) foram anestesiados com pentobarbital, intubados por traqueostomia e submetidos a toracotomia para injeção no parênquima pulmonar de células do tumor de Walker ou do veículo das mesmas. O estudo consistiu de duas etapas: na primeira desenvolveu-se a técnica de implante do tumor e estabeleceu-se o número de células necessário para um bom índice de pega tumoral. Na segunda etapa, determinou-se o volume do tumor em cm³ (Dxd²/2) através de TC e necropsia (6° dia do implante), e analizou-se a sobrevida dos animais. RESULTADOS: O índice de pega do tumor foi 93,3%, sendo 81,8% na primeira etapa e 100% na segunda. A mortalidade cirúrgica foi 17,0%. As medidas dos tumores foram semelhantes (0,099 vs. 0,111 cm³) na tomografia e na necropsia, respectivamente (r=0,993; p 0,0001) e a sobrevida mediana foi 10 dias. CONCLUSÃO: O alto índice de pega e a boa correlação dos dados de tomografia com os de necropsia permitem, por meio deste modelo, o monitoramento tomográfico do crescimento tumoral e, portanto, a avaliação da ação in vivo de drogas anti-tumorais, além da análise de sobrevida sem a necessidade do sacrifício dos animais.