Lokale Therapie von Leber-
metastasen kolorektaler Karzinome.
Lasertherapie vs. Gleichstrom
behandlung im Rattenmodell

Zusammenfassung.

Ziel der Arbeit: Vergleich der Wirksamkeit einer interstitiellen Lasertherapie und einer Gleichstromtherapie zur Behandlung von Lebermetastasen kolorektaler Karzinome im Rattenmodell. Methode: Bei 49 Ratten wurden Lebermetastasen durch subkapsuläre Injektion von Zellen einer kolorektalen Tumorzelllinie implantiert. Nach 3 Wochen wurden 41 Tumoren mittels Lasertherapie (2W) und 56 Tumoren mittels Gleichstromtherapie (80 C/cm³) behandelt. 17 Tumoren dienten der Gleichstromgruppe, 12 Tumoren der Lasertherapiegruppe als Kontrolle. Die Angehrate sowie der Größenverlauf der Tumoren 3 und 5 Wochen nach Therapie wurden mit einem 1,5-T-Ganzkörper-MR-System kontrolliert. Ergebnisse: MR-tomographisch ließ sich zeigen, dass aus 151 Tumorzellinjektionen nach 3 Wochen 133 Tumoren gewachsen waren (Angehrate 88 %). Nach der Lasertherapie betrug die mittlere Größenzunahme des maximalen Tumordurchmessers 15 % nach 3 Wochen und 18 % nach 5 Wochen. Verglichen mit der Kontrollgruppe (230 % und 280 %) war das Größenwachstum signifikant geringer (p≤ 0,01 und p≤ 0,001). Nach Behandlung mit Gleichstrom betrug das Größenwachstum 40 % bzw. 60 % und war damit auch hier signifikant geringer als in der Kontrollgruppe (210 % bzw. 290 %; p< 0,001). Schlussfolgerungen: In dieser tierexperimentellen Studie konnte erstmals eine Verringerung des Wachstums von Lebermetastasen kolorektaler Karzinome durch die Applikation von Gleichstrom nachgewiesen werden. Im Vergleich hierzu war der tumorinhibierende Effekt der Laserapplikation jedoch ausgeprägter.

Local Therapy of Colorectal Liver Metastases: Laser vs. Direct Current Therapy in a Rat Model.

Purpose: Evaluation of the efficacy of direct current and laser therapy in the treatment of colorectal liver metastases in a rat model. Materials and Methods: Liver metastases in 49 rats were induced by subcapsular injection of cells of a colorectal tumor cell line. 3 weeks after inoculation 41 tumors were treated by laser and 56 tumors by direct current therapy. 17 tumors served as a control in the direct current group, 12 in the laser therapy group. The inoculation rate and the tumor size 3 and 5 weeks after therapy were determined by MRI. Results: The MR-tomographically determined inoculation rate was 133 tumors after 151 tumor cell injections (88 %). Three and five weeks after laser therapy, tumor growth rates of 15 % and 18 % were documented (maximum tumor diameter). This represented a significant reduction in growth (p ≤ 0.01 and p ≤ 0.001) compared to the control group (growth rate 230 % and 280 %). In the direct current therapy group, growth rates were 40 % after 3 and 60 % after 5 weeks. Compared to the control group (210 % and 290 %), this also represented a significant reduction (p ≤ 0.001). Conclusions: This animal study is the first to demonstrate an antitumor effect of direct-current therapy on liver metastases of colorectal cancer in rats. Nevertheless, the laser therapy proved to be more effective.

Schlüsselwörter:

Lokale Tumortherapie - Lasertherapie - Gleichstromtherapie - MRT - Rattenmodell

Key words:

Local tumor therapy - Laser therapy - Direct Current Therapy - MRI - rat model

Literatur

• 1 Rahusen F, Cuesta M, Borgstein P, Bleichrodt R, Barkhof F, Doesburg T, Meijer S. Selection of patients for resection of colorectal metastases to the liver using diagnostic laparascopy and laparoscopic ultrasonography.  Ann Surg. 1999;  230 (1) 31-7
• 2 Weaver M, Ashton J, Zemel R. Treatment of colorectal liver metastases by cryotherapy.  Semin Surg Oncol. 1998;  14 163-170
• 3 Soulen M. Chemoembolization of hepatic malignancies.  Oncology. 1994;  8 77-84
• 4 Kemeny N, Carr B, Civalleri D, Häkansson L, Lindberg B, Gunnarsson K, Nilsson B, Taguchi T, Khayat D, Aigner K -R. An update on regional treatment of liver tumours. The role of vascular occlusion. Wells Medical Kent 1995
• 5 Amin Z, Bown S, Lees W. Local treatment of colorectal liver metastases: a comparison of interstitial laser photocoagulation (ILP) and percutaneous alcohol injection (PAI).  Clin Radiol. 1993;  48 166-171
• 6 Matthewson K, Coleridge-Smith P, O'Sullivan J, Norhtfield T, Bown S. Biological effects of intrahepatic neodynium: attrium-aluminium-garnet laser photocoagulation in rats.  Gastroenterology. 1987;  93 (3) 550-557
• 7 Hillegersberg Van R, Staveren Van H, Kort W, Zondevan P, Terpstra O. Interstitial Nd: YAG Laser Coagulation With a Cylindrical Diffusing Fiber Tip in Experimental Liver Metastases.  Lasers Surg Med. 1994;  14 124-138
• 8 Vogl T, Müller P, Hammerstingl R, Weinhold N, Mack M, Philipp C, Deimling M, Beuthan J, Pegios W, Reiss H, Lemmens H, Felix R. Malignant Liver Tumors Treated with MR Imaging-guided Laser-induced Thermotherapy Technique and Prospective Results.  Radiology. 1995;  196 257-265
• 9 Vogl T, Mack M, Straub R, Eichler K, Engelmann K, Roggan A, Zangos S. Perkutane interstitielle Thermotherapie maligner Lebertumoren.  Fortschr Röntgenstr. 2000;  172 12-22
• 10 Humphrey C, Seal E. Biophysical approach toward tumor regression in mice.  Science. 1959;  130 388-389
• 11 Krueger K, Heindel W, Fielder K, Gossmann A, Kugel H, Schäfer H, Raab M, Li B, Lackner K. DC Treatment of chemically induced mammary carcinomas in an animal model MR volumetric assessment of the influence of therapy.  Fortschr Röntgenstr. 1998;  169 85-91
• 12 Samuelson L, Harnek J, Ewers S, Jonsson L. Electrochemical and megavolt treatment of rat tumor.  Eur J Surg Suppl. 1994;  574 69-70
• 13 Nordenström B. Electrochemical treatment of cancer. I: Variable response to anodic and cathodic fields.  Am J Clin Oncol (CCT). 1989;  12 530-536
• 14 Yu- Ling X. Advances in the treatment of malignant tumors by electrochemical therapy.  Eur J Surg Suppl. 1994;  574 31-36
• 15 Yi-Hong L, Ting-Gui G, Xiang-Ling Z, Jian-Zhe Z, Ya-Wei H, Shu-Ming M, Xia F. Electrochemical therapy for intermediate and advanced liver cancer: A report of 50 cases.  Eur J Surg Suppl. 1994;  574 51-53
• 16 Heiberg E, Nalesnik W, Janney C. Effects of varying potential and electrolytic dosage in direct current treatment of tumors.  Acta Radiol. 1991;  32 174-177
• 17 Martin M, Martin F, Justrabo E. LignÅes transplantables et cultures cellulaires obtenues a` partir de carcinomes intestinaux chimio-induits chez le rat.  Biol Gastroenterol. 1976;  9 186-192
• 18 Marino A, Morris D, Arnold T. Electrical treatment of Lewis Lung Carcinoma in mice.  J Surg Res. 1986;  41 198-201
• 19 Morris D, AA M, Gonzalez E. Electrochemical modification of Tumor growth in mice.  J Surg Res. 1992;  53 306-309
• 20 Taylor T, Engler P, Pullan B, S H. Ablation of neoplasia by direct current.  Br J Cancer. 1994;  70 342-345
• 21 Nordenström B. Survey of mechanisms in electrochemical treatment (ECT) of cancer.  Eur J Surg Suppl. 1994;  574 93-109
• 22 Berendson J, Simosson D. Electrochemical aspects of treatment of tissue with direct electrical current.  EurJ Surg Suppl. 1994;  574 111-115
• 23 Griffin D, Dodd N, Zhao S, Pullan B, Moore J. Low-level direct current therapy for hepatic metastases: I. Preclinical studies on normal liver.  Brit J Cancer. 1995;  72 31-34
• 24 Turler A, Schaefer H, Schaefer N, Wagner M, Maintz D, Qiao J, Hoelscher A. Experimental Low-Level Direct Current Therapy in Liver Metastases: Influence of Polarity and Current Dose.  Bioelectromagnetics. 2000;  21 395-401
• 25 Masters A, Steger A C, Bown S. Role of interstitial therapy in the treatment of liver cancer.  Br J Surg. 1991;  78 518-523
• 26 Nolsoe C, Torp-Peterson S, Burcharth F, Horn T, Pedersen S, Christensen N, Olldag E, Andersen P, Karstrup S, Lorentzen T, Holm H. Interstitial Hyperthermia of Colorectal Liver Metastases with a US-guided Nd-YAG Laser with a Diffuser Tip: A Pilot Clinical Study.  Radiology. 1993;  187 333-337
• 27 Schäfer N, Türler A, Qiao J, Fischbach R, Maintz D, Hirner A, Schäfer H. Optimierte interstitielle Lasertherapie bei kolorektalen Lebermetastasen im Tierexperiment.  Zentralbl Chir. 1998;  123 1092
• 28 Bown S. Phototherapy of tumors.  World J Surg. 1983;  7 700-709
• 29 Fleischer D. Laser therapy in gastrointestinal diseases.  Adv Intern Med. 1987;  32 407-428
• 30 Hillegersberg Van R, Kort W, Vermeij M, Terpstra O. Treatment of Experimental Liver Metastases with a Noncontact Neodynium: YAG Laser.  J Surg Res. 1992;  53 128-135
• 31 Godlewski G, Rouy S, Pignodel C, Ould-Said H, Eledjam J, Bourgeois J, Sambuc P. Deep Localized Neodymium (Nd)-YAG Laser Photocoagulation in Liver Using a New Water Cooled and Echoguided Handpiece.  Lasers Med Sci. 1988;  3 111-117
• 32 Amin Z, Donald J, Masters A, Kant R, Steger A, Bown S, Lees W. Hepatic metastases: interstitial laser photocoagulation with real-time US monitoring and dynamic CT evaluation of treatment.  Radiology. 1993;  187 (2) 339-347
• 33 Maintz D, Fischbach R, Schäfer N, Türler A, Heindel W, Lackner K. MRT zur Verlaufskontrolle des Größenwachstums kolorektaler Lebermetastasen in einem Rattenmodell.  Fortschr Roentgenstr Suppl. 1998;  168 64