Electroporación irreversible: ampliando las fronteras de la ablación / Irreversible electroporation: Beyond the limits of tumor ablation

La electroporación irreversible o IRE (irreversible electroporation) es una técnica de ablación tumoral no térmica basada en la aplicación de pulsos eléctricos de alto voltaje entre pares de agujas insertadas alrededor de un tumor. La corriente generada favorece la creación de nanoporos en la membrana plasmática, desencadenando la apoptosis. Por ello, la IRE puede utilizarse de manera segura en localizaciones cercanas a estructuras vasculares delicadas, contraindicadas para el resto de técnicas termoablativas. Actualmente la IRE se emplea con éxito para la ablación de tumores en páncreas, riñón e hígado y, de manera muy extendida, como opción terapéutica focal para el cáncer de próstata. La necesidad de un manejo anestésico específico y la colocación precisa y en paralelo de múltiples agujas implican un alto nivel de complejidad, siendo necesaria una gran experiencia del equipo intervencionista. No obstante, se trata de una técnica muy prometedora con una gran capacidad inmunológica sistémica que puede provocar un efecto a distancia del tumor tratado (efecto abscopal).(AU)

Irreversible electroporation (IRE) is a non-thermal tumor ablation technique. High-voltage electrical pulses are applied between pairs of electrodes inserted around and/or inside a tumor. The generated electric current induces the creation of nanopores in the cell membrane, triggering apoptosis. As a result, IRE can be safely used in areas near delicate vascular structures where other thermal ablation methods are contraindicated. Currently, IRE has demonstrated to be a successful ablation technique for pancreatic, renal, and liver tumors and is widely used as a focal therapeutic option for prostate cancer. The need for specific anesthetic management and accurate parallel placement of multiple electrodes entails a high level of complexity and great expertise from the interventional team is required. Nevertheless, IRE is a very promising technique with a remarkable systemic immunological capability and may impact on distant metastases (abscopal effect).(AU)

Irreversible electroporation: Beyond the limits of tumor ablation.

Irreversible Electroporation (IRE) is a non-thermal tumor ablation technique. High-voltage electrical pulses are applied between pairs of electrodes inserted around and/or inside a tumor. The generated electric current induces the creation of nanopores in the cell membrane, triggering apoptosis. As a result, IRE can be safely used in areas near delicate vascular structures where other thermal ablation methods are contraindicated. Currently, IRE has demonstrated to be a successful ablation technique for pancreatic, renal, and liver tumors and is widely used as a focal therapeutic option for prostate cancer. The need for specific anesthetic management and accurate parallel placement of multiple electrodes entails a high level of complexity and great expertise from the interventional team is required. Nevertheless, IRE is a very promising technique with a remarkable systemic immunological capability and may impact on distant metastases (abscopal effect).

Electroporación irreversible: presente y futuro en el tratamiento del carcinoma hepatocelular / Irreversible electroporation: present and future in the treatment of hepatocellular carcinoma

Entre los tratamientos actuales para el carcinoma hepatocelular se encuentra un grupo de técnicas de ablación mínimamente invasivas con gran aceptación clínica por su mayor eficacia y seguridad respecto a las terapias tradicionales, bajo coste económico y aplicación ambulatoria. La electroporación irreversible es una técnica de ablación no térmica que crea nanoporos en la membrana celular mediante administración de campos eléctricos, induciendo la muerte de las células tumorales. Aunque la electroporación irreversible presenta resultados prometedores en numerosos ensayos clínicos, su control a largo plazo del crecimiento y de las recidivas tumorales es inferior al de la radiofrecuencia. La combinación de electroporación irreversible con agentes inmunológicos podría aumentar su eficacia tanto en el tratamiento de lesiones focales como de metástasis. Esta revisión realiza una actualización sobre la electroporación irreversible: procedimiento, mecanismo de acción, aplicación como tratamiento del carcinoma hepatocelular y alternativas de mejora que están aflorando en los últimos años.(AU)

Currently, among the possible treatments for hepatocellular carcinoma there is group of minimally invasive ablation techniques with wide clinical acceptance due to their greater efficacy and safety in comparison to traditional therapies, low cost, and no need of being admitted to hospital (outpatient treatment program). Irreversible electroporation is a non-thermal ablation technique in which electrical fields are used to create nanopores in the cell membrane that induce tumor cell death. Irreversible electroporation has shown promising results in numerous clinical trials; however, its control on long-term tumor growth and recurrence is inferior in comparison to that of radiofrequency. Combining irreversible electroporation with immunological agents may increase its efficacy in the treatment of focal lesions and metastases. In this work, we present an update on IRE including procedure, mechanism of action, application as a treatment for HCC, and the improvements that have been made in the past few years.(AU)

Manejo anestésico para electroporación irreversible en el paciente pediátrico / Anesthetic management for irreversible electroporation in the pediatric patient

Resumen: Introducción: La electroporación irreversible (EIR) es una técnica conocida desde 1972; fue incorporada al ámbito oncológico en el año 2005 como técnica de ablación tumoral basada en pulsos eléctricos cortos de alto voltaje y es utilizada para introducir elementos químicos por difusión, alterar la estructura genética celular, fusionar una célula con otra (reversible) o provocarle la muerte (irreversible). Estas descargas eléctricas conllevan un riesgo asociado de arritmias cardíacas, contracciones musculares severas y convulsiones. Mantener un adecuado plano anestésico, analgesia óptima, relajación neuromuscular profunda y electrocardiograma sincronizado a los pulsos eléctricos son los objetivos principales del manejo anestésico. Objetivo: Describir las implicaciones anestésicas de la EIR en el paciente pediátrico. Material y métodos: Revisión narrativa basada en una búsqueda de artículos relacionados con la EIR en las principales bases de datos, donde la principal fuente de información son los reportes de casos y las revisiones no sistemáticas de la literatura, tanto del área de anestesiología y dolor como de ingeniería, radiología intervencionista vascular y cardiovascular, y cirugía. Resultados: Se encontraron y revisaron un total de 17 referencias bibliográficas. Conclusión: La anestesia para EIR en el paciente pediátrico debe garantizar un adecuado plano anestésico idealmente con intubación endotraqueal, analgesia óptima, relajación profunda y control de arritmias cardíacas con sincronización del electrocardiograma.

Abstract: Introduction: Irreversible electroporation (IRE) is a technique known since 1972 incorporated into the oncological field in 2005 as a tumor ablation technique based on short high-voltage electrical pulses used to introduce chemical elements by diffusion, alter the cellular genetic structure, fuse a cell with other (reversible) or cause death (irreversible). These electric shocks carry an associated risk of cardiac arrhythmias, severe muscle contractions and seizures. Maintain an adequate anesthetic plane, optimal analgesia, deep neuromuscular relaxation and an electrocardiogram synchronized to the electrical pulses are the main objectives of anesthetic management. Objective: Describe the anesthetic implications of IRE in the pediatric patient. Material and methods: Narrative review based on a search for articles related to IRE in the most important databases, where the main source of information is case reports and non-systematic reviews of the literature, both in the area of anesthesiology and pain as well as engineering, vascular and cardiovascular interventional radiology, and surgery. Results: A total of 17 bibliographic references were found and reviewed. Conclusion: The anesthesia for IRE in the pediatric patient should guarantee an adequate anesthetic plane ideally with endotracheal intubation, optimal analgesia, deep relaxation and control of cardiac arrhythmias with electrocardiogram synchronization.

Tecnología emergente: Campo de pulsos eléctricos (PEF) para el tratamiento de alimentos y su efecto en el contenido de antioxidantes

RESUMEN Los métodos de conservación de alimentos no-térmicos han generado un considerable interés en la industria alimentaria como potencial alternativo a los métodos tradicionales de procesamiento. Uno de los métodos no-térmicos más estudiados es el de campos eléctricos pulsados o PEF (Pulsed Electric Fields). La aplicación de PEF en el procesamiento de alimentos permite limitar la exposición a altas temperaturas y reducir la necesidad de aditivos alimentarios. En PEF, se expone al alimento a pulsos eléctricos generando poros en la membrana celular, este fenómeno se le conoce como electroporación. La electroporación promueve la inactivación de organismos patógenos, reduce la actividad enzimática, favorece la transferencia de masa, mantención de color, sabor y contenido de compuestos antioxidantes, mejora la eficiencia en el procesamiento de alimentos y mantiene de cualidades organolépticas que son atractivas tanto para el consumidor como también para la industria. Los antioxidantes son sustancias capaces de proteger a las células de los radicales libres. La acción de los antioxidantes es de interés tanto del punto de vista sanitario, como industrial. Existe abundante evidencia que asocia el consumo de antioxidantes como factor protector ante enfermedades. Por otro lado, los antioxidantes cumplen un rol importante en la duración de los alimentos ya que actúan como conservantes, prolongando su vida útil. La utilización de PEF, respecto a otras tecnologías para el procesamiento de alimentos, ha demostrado un aumento en la extracción, menor pérdida por temperatura y una mayor disponibilidad de compuestos de interés, incluidos antioxidantes.

ABSTRACT Non-thermal food preservation methods have gained considerable interest in the food industry as a potential alternative to traditional processing methods. One of the most studied non-thermal methods is Pulsed Electric Fields (PEF). The application of PEF in food processing allows limiting exposure to high temperatures and reducing the need for food additives. In PEF, food is exposed to electrical pulses generating pores in the cell membrane, this phenomenon is known as electroporation. Electroporation promotes the inactivation of pathogenic organisms, reduces enzyme activity, favors mass transfer, maintains color, flavor and antioxidant compound content, improves food processing efficiency and maintains organoleptic qualities that are attractive to both the consumer and the industry. Antioxidants are substances capable of protecting cells from free radicals. The action of antioxidants is of interest both from a health and industrial point of view. There is abundant evidence that associates the consumption of antioxidants as a protective factor against diseases. On the other hand, antioxidants play an important role in the shelf life of foods as they act as preservatives, prolonging their shelf life. The use of PEF, compared to other food processing technologies, has shown an increase in extraction, lower temperature loss and greater availability of compounds of interest, including antioxidants.

Biomateriales compuestos para restauración ósea obtenidos mediante tecnologías basadas en el uso del campo electromagnético / Composite biomaterials for bone restoration obtained by technologies based on the use of the electromagnetic

Introducción: El panorama demográfico en el mundo está cambiando. La población mayor de 60 años es el segmento que está creciendo más rápidamente y en el que las enfermedades del tejido óseo se presentan con más frecuencia, lo que aumenta la demanda de materiales y tecnologías apropiadas para restaurar estos tejidos. Objetivo: Analizar la información que se ha generado sobre el desarrollo de biomateriales compuestos para la reparación ósea, con énfasis en la identificación de las tecnologías emergentes basadas en el uso del campo electromagnético, sus aplicaciones y potencialidades. Métodos: Se consultaron trabajos científicos publicados en libros, revistas, patentes y tesis. El 80 por ciento de la documentación seleccionada pertenece al periodo 2010-2019. Análisis e integración de la información: Los métodos identificados fueron clasificados en cinco grupos: electrodeposición química, ya sea por electrólisis, electroforesis o síntesis electroforética in situ; electroporación; electrohilado; control magnético distal y bioestimulación electromagnética de células y tejidos, directamente o por la introducción de dispositivos que convierten la energía electromagnética en energía mecánica. Conclusiones: Estos métodos permiten la conformación de matrices celulares y acelulares compuestas y, además, dispositivos bioestimuladores con control de los parámetros de construcción y acción, de tal manera, que se logran procesos con mayor grado de reproducibilidad y a la medida de los requerimientos específicos para cada paciente(AU)

Introduction: The global demographic panorama is changing. The population aged over 60 years is the fastest growing segment, as well as the one where bone tissue diseases are most common, increasing the demand of appropriate materials and technologies to restore those tissues. Objective: To analyze the information so far generated about the development of composite biomaterials for bone repair, with an emphasis on the identification of emerging technologies based on the use of the electromagnetic field, its applications and potential. Methods: An analysis was performed of scientific papers published in books, journals, patents and theses. Of the documentation selected, 80 percent was from the period 2010-2019. Data analysis and integration: The methods identified were classified into five groups: chemical electrodeposition, be it by in situ electrophoretic synthesis, electrolysis or electrophoresis; electroporation; electrospinning; distal magnetic control and electromagnetic biostimulation of cells and tissues, either directly or incorporating devices which convert electromagnetic energy into mechanical energy. Conclusions: These methods permit the conformation of composite cellular and acellular matrices as well as biostimulator devices controlling construction and action parameters in such a way that the processes obtained display greater reproducibility and are more in keeping with the specific requirements of each patient(AU)

Eletroquimioterapia como tratamento de carcinoma espinocelular em felino: relato de caso / Electrochemotherapy as treatment of squamous cell carcinoma in feline: case report / Electroquimioterapia como tratamiento del carcinoma de células escamosas en felino: relato de caso

O carcinoma de células escamosas (CCE) é uma neoplasia maligna resultante da diferenciação de ceratinócitos, que acomete principalmente animais de pelagem clara e pouco pigmentados, decorrente da exposição à radiação ultravioleta. Apresentam evolução lenta e baixo caráter metastático, porém, em alguns mais avançados pode ocorrer acometimento metastático de órgãos adjacentes. Os tratamentos utilizados no CCE incluem cirurgia, radioterapia, quimioterapia, crioterapia e eletroquimioterapia (EQT). A eletroquimioterapia se mostra bastante eficaz no tratamento desse tumor, dentre outros e comumente não apresenta efeito colateral. O presente trabalho tem como objetivo relatar o caso de um felino atendido na Clínica Veterinária Bichos S.A. no município de Foz do Iguaçu, diagnosticado com Carcinoma de Células Escamosas e portador do vírus da imunodefiência felina. O tratamento adotado para a neoplasia foi a eletroquimioterapia, resultando em remissão parcial das lesões, após vinte dias da EQT. Com objetivo de investigar possível acometimento ósseo, foi realizada radiografia de face, onde a mesma apresentou área de lise óssea em arco zigomático e maxila esquerda, indicativo de infiltração neoplásica. A radiografia torácica apontou presença de área nodular sobrepondo lobo pulmonar caudal direito, indicativo de processo metastático. Em virtude do prognóstico reservado, os tutores optaram pela eutanásia do mesmo.(AU)

Squamous cell carcinoma (SCC) is a malignant neoplasm resulting from the differentiation of keratinocytes, which mainly affects light-colored and non-pigmented animals due to exposure to ultraviolet radiation. Although they present slow evolution and low metastatic character, in some more advanced cases, metastatic involvement of adjacent organs may occur. The treatments used in SCC include surgery, radiotherapy, chemotherapy, cryotherapy and electrochemotherapy (ECT). Electrochemotherapy is quite effective in the treatment of this type of tumor, among others, and it usually has no side effect. This work aims at reporting the case of a feline treated at the Veterinary Clinic Bichos S.A. in the city of Foz do Iguaçu diagnosed with Squamous Cell Carcinoma and carrying the feline immunodefense virus (FIV). Electrochemotherapy was the treatment of choice for the neoplasia, resulting in partial remission of the lesions after twenty days of treatment. In order to investigate possible bone involvement, an X-ray of the face was performed, where it presented area of bone lysis in the zygomatic arch and left maxilla, signs of neoplastic infiltration. The chest X-ray showed a nodular area overlapping the right caudal pulmonary lobe, an indication of metastatic process. Due to the reserved prognosis, the tutors chose euthanasia of the subject.(AU)

El carcinoma de células escamosas (CEC) es una neoplasia maligna resultante de la diferenciación de queratinocitos, que afecta principalmente a animales de pelaje claro y de poca pigmentación, resultado de la exposición a la radiación ultravioleta. Tienen una evolución lenta y un carácter metastásico bajo, sin embargo, en algunos más avanzados puede producirse afectación metastásica de órganos adyacentes. Los tratamientos utilizados en el CEC incluyen cirugía, radioterapia, quimioterapia, crioterapia y electroquimioterapia (EQT). La electroquimioterapia es muy eficaz en el tratamiento de ese tumor, entre otros y no suele tener efectos secundarios. Este trabajo tiene como objetivo reportar el caso de un felino atendido en la Clínica Veterinária Bichos S.A. de la ciudad de Foz do Iguaçu, diagnosticado con Carcinoma de Células Escamosas y con el virus de la inmunodeficiencia felina. El tratamiento adoptado para la neoplasia fue la electroquimioterapia, resultando en remisión parcial de las lesiones luego de veinte días de EQT. Con el fin de investigar la posible afectación ósea se realizó una radiografía de rostro, donde se presentó un área de lisis ósea en arco cigomático y maxilar izquierdo, indicativo de infiltración neoplásica. La radiografía de tórax mostró la presencia de un área nodular superpuesta al lóbulo pulmonar caudal derecho, lo que indicaba un proceso metastásico. Debido al pronóstico reservado, los tutores optaron por la eutanasia.(AU)

Ablación tumoral percutánea guiada por imágenes / Image-Guided Percutaneous Tumor Ablation

RESUMEN La incidencia de enfermedades oncológicas se incrementa cada día. Las terapias ablativas tumorales percutáneas guiadas por imagen constituyen una alternativa de tratamiento para pacientes sin criterio de resección quirúrgica. El objetivo del estudio es argumentar la necesidad del uso de las terapias ablativas tumorales percutáneas en Cuba mediante la revisión de su estado actual en el mundo. Se realizó una revisión bibliográfica descriptiva, en bases de datos Google Escolar, MEDLINE (Pubmed) y SciELO. Se seleccionaron 31 artículos, que fueron útiles para actualizar la información. Con la ablación tumoral percutánea se intentó erradicar completamente todas las células malignas viables dentro del tumor. La ablación química, la térmica y otras no térmicas, son las más usadas. Este tratamiento ha demostrado ser efectivo y seguro. Debido su elevado costo, no ha sido posible su introducción en el país(AU)

ABSTRACT The incidence of oncological diseases increases every day. Image-guided percutaneous tumor ablative therapies are treatment alternatives for patients not eligible based on surgical resection criteria. The objective of the study is support the need for the use of percutaneous tumor ablative therapies in Cuba, by reviewing its current state in the world. A descriptive bibliographic review was carried out using the databases Google Scholar, MEDLINE (Pubmed) and SciELO, from which 31 articles were selected, useful to update the information. Percutaneous tumor ablation was performed in view of completely eradicating all viable malignant cells within the tumor. Chemical, thermal and other non-thermal ablations are the most used. This treatment has proven effective and safe. Due to its high cost, its introduction in the country has not been possible(AU)

The role of the irreversible electroporation in the hepato-pancreatico-biliary surgery. / El rol de la electroporación irreversible en la cirugía hepato-bilio-pancreática.

Irreversible electroporation is a novel technique growing in popularity over the last years among the ablative modalities. Its unique action mechanism produces irreversible nanopores in the membrane of the cell leading to apoptosis; therefore irreversible electroporation can be used to ablate substantial volumes of tissue without the undesirable thermal effects as the "heat sink effect". Moreover the extracellular matrix is left unperturbed, thus sparing the structural architecture of surrounding structures such as bile ducts and blood vessels. In the last years its use has been widespread in both liver and pancreatic ablation. Irreversible electroporation has shown its safety with however some caution, feasibility and favorable outcomes in clinical settings such as unresectable locally advanced disease in which the surgical and therapeutic options are very limited.

Electrochemotherapy for the Treatment of Unresectable Locoregionally Advanced Cutaneous Melanoma: A Systematic Review. / Electroquimioterapia para el tratamiento del melanoma cutáneo locorregionalmente avanzado irresecable. Revisión sistemática.

Electrochemotherapy is a therapeutic option for the treatment of cutaneous and subcutaneous metastases from melanoma and other tumors. The procedure consists of the administration of anticancer drugs followed by locally applied electrical impulses to achieve an effect known as electroporation, which facilitates entry into the cytosol of drugs that cannot cross the cell membrane. The aim of this review is to evaluate the evidence that supports the use of electrochemotherapy as a therapeutic strategy in melanoma. We conducted a qualitative systematic review of the literature using advanced searches of bibliographic databases and full text reviews. Seven studies (3 systematic reviews and 4 cases series) were selected. The quality of the evidence was not good, but the coincidence of results for certain variables supports their consistency. Results of the meta-analyses favored electrochemotherapy over chemotherapy. Electrochemotherapy appears to be an effective procedure for the local treatment of malignant tumor nodules (evidence of intermediate or low quality). This inexpensive method is simple to apply, well tolerated, and achieves objective responses under certain circumstances. There is no evidence that electrochemotherapy alters the natural course of the disease and it should therefore be considered a palliative treatment. With an evidence level of 1- (minus), electrochemotherapy can be recommended for the palliative treatment of unresectable, locoregionally advanced melanoma (grade B recommendation).

Percutaneous irreversible electroporation of a renal tumor: Anesthetic management. / Electroporación percutánea irreversible de un tumor renal: manejo anestésico.

Percutaneous irreversible electroporation (IRE) is a novel tumour ablation method. The application of short and high-voltage electrical pulses to the target lesion induces alterations in cell membrane permeability, finally causing tumour cell death. The extremely high-voltage that is needed in this technique requires the surveillance and management of an experienced anaesthesiologist, as it involves a significant risk of complications, such as cardiac arrhythmias or seizures. The case is presented of a 66 year-old patient diagnosed with a renal adenocarcinoma, and who received without intention-to-cure IRE under general anaesthesia. This case represents the first time this type of technique is used in Spain.

La lipofección incrementa la eficiencia de mutagénesis dirigida en células troncoembrionarias de ratón E14 TG2a / Lipofection improves gene targeting efficiency in E14 TG2a mouse embryonic stem cells

Electroporation has been the method of election for transfection of murine embryonic stem cells for over 15 years; however, it is a time consuming protocol because it requires large amounts of DNA and cells, as well as expensive and delicate equipment. Lipofection is a transfection method that requires lower amounts of cells and DNA than electroporation, and has proven to be efficient in a large number of cell lines. It has been shown that after lipofection, mouse embryonic stem cells remain pluripotent, capable of forming germ line chimeras and can be transfected with greater efficiency than with electroporation; however, gene targeting of mouse embryonic stem cells by lipofection has not been reported. The objective of this work was to find out if lipofection can be used as efficiently as electroporation for regular gene targeting protocols. This context compares gene targeting efficiency between these techniques in mouse embryonic stem cells E14TG2a, using a gene replacement type vector. No differences were found in gene targeting efficiency between groups; however, lipofection was three times more efficient than electroporation in transfection efficiency, which makes lipofection a less expensive alternative method to produce gene targeting in mouse embryonic stem cells.

Durante los últimos 15 años se ha demostrado que la electroporación representa el método ideal para la transfección de células troncoembrionarias de ratón; sin embargo, demanda grandes cantidades de ADN y células, así como equipo caro y delicado, ello hace que este proceso sea costoso y laborioso. La lipofección es un método de transfección que requiere menos de células y ADN que la electroporación; asimismo, ha probado ser eficiente en gran número de líneas celulares. Se ha demostrado que después de lipofectar células troncoembrionarias de ratón, éstas mantienen su pluripotencia y son capaces de formar quimeras de línea germinal y se transfectan con mayor eficiencia que con electroporación, pero no se ha notificado la mutagénesis dirigida mediante la lipofección de células troncoembrionarias de ratón. El objetivo del presente trabajo fue saber si la lipofección puede ser utilizada con la misma o mayor eficiencia que la electroporación para los protocolos regulares de mutagénesis dirigida; en este contexto, se compara la eficiencia en mutagénesis dirigida entre estas técnicas en células troncoembrionarias de ratón E14TG2a, utilizando un vector de reemplazo. Entre las células transfectadas no se hallan diferencias en la eficiencia en mutagénesis dirigida entre grupos; sin embargo, los resultados que aquí se ofrecen muestran que la lipofección es tres veces más eficiente en la transfección, lo cual indica que la lipofección es un método alternativo menos costoso para obtener mutagénesis dirigida en células troncoembrionarias de ratón.