Magnetohyperthermia for treatment of gliomas: experimental and clinical studies.

Gliomas comprise a group of heterogeneous primary tumors of the central nervous system that originate from glial cells. Malignant gliomas account for the majority of primary malignant CNS tumors and are associated with high morbidity and mortality. Glioblastoma is the most frequent malignant glioma, and despite recent advances in diagnosis and new treatment options, its prognosis remains dismal. New opportunities for the development of effective therapies for malignant gliomas are urgently needed. Magnetohyperthermia consists of heat generation in the region of the tumor through the application of magnetic nanoparticles subjected to an alternating magnetic field and has shown positive results in both preclinical and clinical assays. The aim of this review was to assess the relevance of hyperthermia induced by magnetic nanoparticles in treating gliomas and to describe possible variations of the technique and its implication in the effectiveness of treatment. An electronic search in the literature of articles published from January 1990 to November 2009 was performed, in databases ISI Web of Science and PubMed, and after screening according to the inclusion criteria, 11 articles were selected. Animal models showed that magnetohyperthermia was effective in promoting tumor cell death and reducing tumor mass or increasing survival of the animals. One clinical study demonstrated that magnetohyperthermia could be applied safely and with few adverse effects. Some studies suggested that mechanisms of cell death, such as apoptosis, necrosis, and antitumor immune response were triggered by magnetohyperthermia. Based on these data, it was concluded that the technique proved to be effective in most experiments, and improvement of the nanocomposites, as well as of the alternating magnetic field equipment, can contribute towards establishing magnetohyperthermia as a promising tool to treat malignant gliomas.

Magnetohyperthermia for treatment of gliomas: experimental and clinical studies / Magnetohipertermia para o tratamento de gliomas: estudos experimentais e clínicos

Gliomas comprise a group of heterogeneous primary tumors of the central nervous system that originate from glial cells. Malignant gliomas account for the majority of primary malignant CNS tumors and are associated with high morbidity and mortality. Glioblastoma is the most frequent malignant glioma, and despite recent advances in diagnosis and new treatment options, its prognosis remains dismal. New opportunities for the development of effective therapies for malignant gliomas are urgently needed. Magnetohyperthermia consists of heat generation in the region of the tumor through the application of magnetic nanoparticles subjected to an alternating magnetic and has shown positive results in both preclinical and clinical assays. The aim of this review was to assess the relevance of hyperthermia induced by magnetic nanoparticles in treating gliomas and to describe possible variations of the technique and its implication in the effectiveness of treatment. An electronic search in the literature of articles published from January 1990 to November 2009 was performed, in databases ISI Web of Science and PubMed, and after screening according to the inclusion criteria, 11 articles were selected. Animal models showed that magnetohyperthermia was effective in promoting tumor cell death and reducing tumor mass or increasing survival of the animals. One clinical study demonstrated that magnetohyperthermia could be applied safely and with few adverse effects. Some studies suggested that mechanisms of cell death, such as apoptosis, necrosis, and antitumor immune response were triggered by magnetohyperthermia. Based on these data, it was concluded that the technique proved to be effective in most experiments, and improvement of the nanocomposites, as well as of the alternating magnetic equipment, can contribute towards establishing magnetohyperthermia as a promising tool to treat malignant gliomas.

Gliomas compõem um grupo de tumores primários heterogêneos do sistema nervoso central (SNC) derivados de células gliais. Gliomas malignos representam a maioria dos tumores primários malignos do SNC e estão associados a índices altos de morbidade e mortalidade. Glioblastoma é o glioma mais frequente e maligno e, apesar dos avanços recentes no diagnóstico e das novas opções de tratamento, seu prognóstico permanece obscuro. Novas oportunidades para o desenvolvimento de terapias efetivas para gliomas malignos são urgentemente necessárias. A magnetohipertermia, a qual consiste na geração de calor na região do tumor por meio da aplicação de nanopartículas magnéticas submetidas a um campo magnético alternado, tem apresentado resultados positivos em testes pré-clínicos e clínicos. O objetivo desta revisão foi verificar a relevância da hipertermia induzida por nanopartículas magnéticas no tratamento de gliomas e notar as possíveis variações da técnica e sua implicação na efetividade do tratamento. Realizamos uma busca eletrônica na literatura científica de publicações de Janeiro de 1990 a Novembro de 2009, nos bancos de dados ISI Web of Science e PubMed e, após a aplicação do critério de inclusão, obtivemos um total de 11 artigos. Estudos baseados em modelos animais demonstraram que a magnetohipertermia foi efetiva em promover a morte celular tumoral e reduzir a massa do tumor ou aumentar a sobrevida dos animais. Um estudo clínico mostrou que a magnetohipertermia pode ser aplicada seguramente e com poucos efeitos adversos. Alguns estudos sugerem que mecanismos de morte celular, tais como apoptose, necrose e resposta imune antitumoral foram desencadeadas por magnetohipertermia. Com base nesses dados podemos concluir que a magnetohipertermia foi efetiva na maioria dos experimentos e que o aperfeiçoamento dos nanocompostos, assim como dos equipamentos de campo magnético alternado, podem contribuir para o estabelecimento da magnetohipertermia como uma ferramenta promissora no tratamento dos gliomas malignos.

Avaliação eletrofisiológica in vitro de drogas antiepilépticas em fatias hipocampais humanas provenientes de pacientes portadores de epilepsia do lobo temporal refratária ao tratamento medicamentoso / In vitro electrophysiological assessment of antiepileptic drugs in human hippocampal slices originating from patients with refractory temporal lobe epilepsy

The absence of a satisfactory response to antiepileptic drug (AED) therapy, is an unresolved problem in a significant number of epileptic patients. Mechanisms of intractability are not well understood but may include a combination of poor penetration of AED across a functionally altered blood-brain barrier owing to increased expression of multiple drug resistance transporters. Therefore, the aim of this work was to assess the in vitro efficacy of antiepileptic drugs through human hippocampal slices originating from patients with refractory temporal lobe epilepsy submitted to corticoamygdalohippocampectomy. Slices was prepared from a 1 cm3 block of the hippocampus body 30 min after resection. Briefly, hippocampal slices of 400 µM thickness was cut coronally. Extracellular field potentials was recorded from the st. Granulosum of the dentate gyrus. The antiepileptic drugs added in the bath were Carbamazepine, Topiramate and Phenytoin. The phenytoin was effective reducing the hyperexcitability (polispikes) in 60% of the experiments (n = 5). On the other hand, the carbamazepine promoted a decrease in evoked epileptiform activity in 37,5% of the cases (n = 8). The application of topiramate in the bath reduced in 30% the number of polispikes (n = 10). Our results showed that the phenytoin application resulted in a significant reduction in neuronal excitability, however, the carbamazepine and topiramate were not able to control of the hiperexcitability, suggesting that local neuronal alterations, as well changes in blood brain barrier, could be responsible for such behaviors.

Gap junctions in human hippocampal sclerosis

Um grande número de portadores de epilepsia do lobo temporal não obtém controle de suas crises com os medicamentos antiepilépticos atualmente disponíveis. Nesses casos de epilepsia fármaco-resistente uma possibilidade terapêutica é a ressecção cirúrgica do foco epiléptico. Estudos em preparações de fatias hipocampais de tecido epileptogênico proveniente da cirurgia de epilepsia tem mostrado a ocorrência de junções comunicantes (gap junctions) o que poderia estar relacionada com o hipersincronismo observado no foco epiléptico. Neste trabalho, nós mostramos estudos eletrofisiológicos in vitro feitos na formação hipocampal obtida de um paciente após uma cirurgia de epilepsia. População de espículas (Population spikes) de pequena amplitude foram registradas sugerindo uma lesão neuronal significante. As propriedades intrínsicas de membranas obtidas desses neurônios mostraram-se normais. A presença das junções comunicantes nas células granulares do giro dentado também foram observadas. Nossos achados sugerem que a presença de junções comunicantes no tecido epiléptico pode ter um papel importante na geração de descargas epileptiformes

Estudo eletrofisiológico in vitro da formação hipocampal do roedor Proechimys guyannensis: uma espécie animal resistente aos modelos experimentais de epilepsia / In vitro eletrophysiological study of the hippocampal formation of Proechimys guyanensis: an animal specie resistant to experimental models of epilepsy

Proechimys guyannensis (PG), conhecido no Brasil popularmente como Casiragua, é uma espécie comum na região Amazônica e pertence à sub-ordem Hystricomorpha, família Echimyidae, gênero Proechimys. Esses animais têm sido extensivamente estudados em relação a sua ecologia e sua evolução, porém seu cérebro foi pobremente investigado. Em estudo realizado em nosso laboratório, o PG demonstrou uma grande resistência ao desenvolvimento de modelos experimentais de epilepsia. O status epilepticus (SE) induzido por pilocarpina teve uma curta duração na espécie PG, raramente excedendo 2 horas. De 48 PG que evoluíram para o SE somente 2 apresentaram crises espontâneas e recorrentes características do modelo. No modelo de epilepsia induzido por ácido caínico, nenhum dos animais sobreviventes apresentou crises espontâneas durante um longo período de observação (mais de 120 dias). De 43 animais submetidos ao modelo do abrasamento amigdaliano, apenas 3 animais atingiram o estadio 5 da escala de Racine. Estes achados indicam que os PGs podem ter mecanismos endógenos ar)ticonvulsivantes representando um modelo de resistência a tratamentos epileptogénicos. Considerando a resistência desta espécie aos três modelos de epilepisa do lobo temporal in vivo supracitados, pareceu-nos interessante o estudo eletrofisiológico de sua circuitaría hipocampal, através de protocolos de indução de hiperexcitabilidade, como também a aplicação do protocolo da LTP, para uma melhor elucidação de seu funcionamento básico e a identificação de possíveis alvos celulares responsáveis por este comportamento. Respostas extracelulares ortodrõmicas típicas de CA1 (população de espículas: PE) foram encontradas na espécie PG com as mesmas características já descritas em trabalhos originais com ratos Wistar. O limiar para o aparecimento da população de espículas em presença de líquido cefalorraquiano artificial normal e frente ao protocolo de elevação do potássio extracelular foi maior na espécie PG, sendo significantemente maior com o protocolo de inibição Gabaérgica (bicuculina...