Capítulo 4: Discusión 84

efectividad de la CED que en los inmunodeficientes.

La respuesta inflamatoria aguda encontrada solo en los tumores tratados con CED (tabla 3.11,

figuras 3.14-3.16) trae consigo el aumento de su temperatura [75], Asimismo, la congestión

vascular peritumoral observada en estos tumores (tabla 3.11, figura 3.16) puede ser explicada por

la dilatación de las arteriolas y vénulas. La vascularidad del tejido peritumoral atribuible a la CED

sería ocasionada por la presencia de trombos en los vasos capilares del tumor o en los que lo

alimentan, e incluso en ambos. Además de esta hipótesis, suponemos que la afectación de la

vascularidad pudiera deberse a la sustitución del tejido necrótico por fibroso, según se ha

explicado con antelación [70],

Los resultados de esta investigación también sugieren que la efectividad antitumoral de la CED es

dependiente del tipo de terapia, del número y posicionamiento de los electrodos, así como de la

cantidad de carga eléctrica suministrada a los tumores malignos de Ehrlich y fibrosarcoma Sa-37.

En cuanto al tipo de terapia, se demostró que la anódico-catódica fue más efectiva que la anódica

(figura 3.8) y esta a su vez más que la catódica (tablas 3.3 y 3.4). El primer caso ha sido citado en

numerosos estudios [76, 79-81, 99, 128, 132-135, 139, 144, 176, 177, 178, 188-193, 197-

202, 204-213, 215] y fue explicado porque en el esquema terapéutico anódico-catódica al estar

todos los electrodos insertados en el tumor, se incrementa la concentración y el número de

productos tóxicos en el mismo debido a la acción de la CED. Cuando la terapia anódico-catódica

se usa es factible aplicar cantidades de carga eléctrica menores a 100 C/cm3, sin inducir efectos

adversos en el organismo, resultado que también fue citado por Zhong y col. [209], Song y col.

[207, 210], Xin y col. [176, 177, 206, 215] y Chou y col. [76]. Sin embargo, a partir de este valor

se observó la muerte masiva de los animales, lo que ha sido señalado por varios investigadores

[76, 80, 81, 176, 208],

En el segundo caso, varios autores han sugerido que la terapia anódica es más efectiva que la

catódica para diferentes dosis de CED [70, 73, 74, 76, 79-81, 92, 111, 124, 176-178], sin

embargo, otros han encontrado un incremento de la efectividad de la CED al utilizar la terapia

catódica [71, 72, 75, 101, 174, 175, 178, 179]. La diferencia entre ambos tipos de terapia, además

de la hiperpolarización y depolarización puede deberse a la concentración y tipo de productos

tóxicos inducidos en el tumor alrededor de cada electrodo. Las terapias anódicas y catódicas

según los resultados de Gnffin y col. [74] pueden ser usadas siempre y cuando no se excedan los

umbrales de cargas eléctricas de 10,0 y 10,6 C, respectivamente, por encima de las cuales hay un

alto índice de mortalidad en los animales tratados.

Capítulo 4: Discusión 85

Los resultados mostrados en esta investigación demuestran que un número mayor de electrodos

insertados en el tumor trae consigo un incremento en el retardo de su crecimiento después de

aplicada la terapia con CED (figuras 3.5, 3.6, 3.8-3.10 y tablas 3.5, 3.9), lo que puede ser explicado

porque las áreas de necrosis inducidas en el tumor debido a la acción de la CED dependen del

número de electrodos ya que dichas áreas aparecen fundamentalmente en los alrededores de

estos, y es posible porque solamente ahí ocurren los cambios del medio celular debido a la acción

citotóxica de la CED. Además del número de electrodos, el posicionamiento y orientación de estos

influyen en la efectividad antitumoral de la CED, la cual se incrementó con la configuración de

electrodos insertados en la base perpendicular al eje mayor del cáncer (figuras 3.5-3.10) que la de

aquellos colocados en este perpendiculares a la región dorsolateral donde fue implantado el tumor

maligno (figuras 3.2-3.4). Esto se debe a que en el primer caso la CED afecta marcadamente a los

vasos sanguíneos que alimentan al tumor maligno y a los que les sirven a este para su

diseminación, así como induce necrosis alrededor y a lo largo de los electrodos que al ser

insertados en el tumor pueden atravesarlo de un extremo a otro. Sin embargo, en el segundo caso

la destrucción de la neoplasia maligna es sólo alrededor del electrodo y hasta la profundidad de

penetración de los mismos. Se obtienen altos porcentajes de necrosis pero la efectividad de este

agente físico es menor con respecto al primer caso. Con esta forma de inserción de los electrodos

se corre el riesgo de atravesar completamente al cáncer y afectar algún órgano importante y por

tanto provocan la muerte del organismo.

La efectividad de la CED no sólo depende del tipo de terapia y del número y posicionamiento de

electrodos, sino también de la cantidad de carga eléctrica suministrada a los tumores malignos.

Los resultados de las figuras 3.10, 3.11 y tablas 3.6 y 3.7 demuestran que la efectividad de la CED,

el tiempo de doblaje del volumen y el porcentaje de regresión de los tumores tratados con este

agente físico, así como la razón de sobrevida de los animales portadores de los mismos, aumentan

con el incremento de la cantidad de carga eléctrica, resultados que coinciden con los mencionados

por Griffin y col. [70, 73, 74], Zhu y col. [80] y Robertson y col. [124], quienes demostraron

experimentalmente la existencia de una relación lineal entre la carga suministrada al tumor y su

regresión para las terapias catódica y anódica; sin embargo, no han sido definidos los umbrales

de carga para la terapia anódico-catódica.

El hecho de que los tumores malignos fibrosarcoma Sa-37 y Ehrlich sean destruidos

completamente para las cantidades de carga eléctrica de 80 y 92 C/cm3, respectivamente, puede

sugerir que existe un umbral de cantidad de carga eléctrica aplicada a partir de la cual cada tipo

Capítulo 4: Discusión

86

de tumor maligno es por completo destruido. De aquí se pudiera inferir la posible existencia de

un umbral de corriente eléctrica fisiológica intrínseca para cada tipo de neoplasia maligna, como

se sugirió antes a partir del modelo biofísico propuesto en el tópico 2.8. Esto se puede corroborar

a través del modelo de Gompertz modificado (ecuación 2.4), cuya simulación mostró que las

diferentes respuestas de los tumores tratados con CED (progresión de la enfermedad, no cambio,

retardo progresivo, parcial, parcial estacionaria o completa) pueden ser descritas teóricamente si

se asume que existe una relación entre la intensidad de la corriente suministrada a los tumores,

i, y la corriente

fisiológica intrínseca de cada tipo de cáncer, i0, es decir, — (figuras 3.17-3.32).

lo

El hecho de que la ecuación modificada de Gompertz describa bien los datos experimentales de

los volúmenes de los tumores tratados de Ehrlich y fibrosarcoma Sa-37 (figura 3.45 y tablas 3.14

y 3.15), puede sugerir que la consideración hecha sobre la existencia de i0 es correcta; la presencia

de esta última demuestra la naturaleza conductora de los tumores malignos, corroborada por

Bergues y col. en otros trabajos y por diferentes investigadores al usar la técnica de bioimpedancia

eléctrica [216-219, 259, 260]. La existencia de esta corriente fisiológica intrínseca en los tumores

pudo ser confirmada poi los experimentos de imágenes de densidad de corriente eléctrica

realizados [104, 106, 107] y por el modelo biofísico propuesto en el tópico 2.8 a través de la

ecuación 2.16 y como se muestra de forma esquemática en la figura 4.1.

Cuando la terapia anódica se usa se induce en el tumor maligno un reforzamiento de su

negatividad (ecuaciones 2.15-2.20) ya que al ánodo ser el electrodo positivo le adiciona electrones

y como resultado la densidad de corriente resultante en la neoplasia maligna se hace más negativa

(por debajo del valor de J0i, figura 4.1) lo que lleva a la destrucción parcial o completa de esta, en

dependencia de la intensidad de la CED aplicada. Esto puede estar asociado con la

hiperpolanzación alrededor de este electrodo, propuesta previamente por Vodovnik y col. [69].

Sin embargo, cuando la terapia catódica se usa se induce en el tumor maligno un debilitamiento

de su negatividad ya que al cátodo ser el electrodo negativo substrae electrones de este y como

consecuencia la densidad de corriente resultante en la neoplasia maligna se hace menos negativa

o positiva (por encima del valor de J02, figura 4.1) lo que también lleva a su destrucción parcial o

completa. Esto puede estar relacionado con la depolarización alrededor de este electrodo [69].

Lo anterior también explica la reducción del volumen de los tumores malignos después del

tratamiento cuando la terapia anódico-catódica es utilizada, como fue mostrado en la figura

Capítulo 4: Discusión

87

3.10. En el caso de insertar los ánodos y cátodos en el tumor, diferentes zonas de este están

hiperpolarizadas y otras despolarizadas, lo que incrementa aún más la efectividad antitumoral de

la CED.

En la figura 4.2 se muestra el patrón de distribución de las líneas del campo eléctrico en el tumor

maligno debido a la inserción en este de un ánodo y un cátodo. Las formas de las

líneas equipotenciales y del campo eléctrico dependen de la característica histogénica de " i

cada tipo de neoplasia maligna, de la cantidad y posición de los electrodos insertados en esta, de

la intensidad de la CED y del tipo de terapia.

El patrón que se muestra en la figura 4.2 se hace más complejo en la medida que se use la terapia

anódico-catódica y se incremente el número de electrodos insertados en el tumor maligno, así

como la posición de los mismos en este, según se muestra en las figuras 4.3 y

4 4. En la figura 4.3 se representa un patrón de líneas del campo eléctrico en el caso de que los

electrodos se inserten en el tumor maligno perpendicular a la región dorsolateral; sin embargo,

la figura 4.4 muestra como cambia este patrón cuando los electrodos se insertan

perpendicularmente al eje mayor de este.

Figura 4.2. Superficie de potencial electrostático constante (líneas sólidas) y distribución de las líneas del campo eléctrico (líneas discontinuas) por un dipolo eléctrico.

Capítulo 4: Discusión 88

Los resultados mostrados en el tópico 3.2.10 indican que cuando se usa la terapia anódico-

catódica no se observan efectos adversos en el organismo. Las alteraciones encontradas en los

órganos de los animales no tratados y tratados con CED están relacionadas con la presencia del

tumor, el cual desencadena en el organismo un conjunto de eventos fisiológicos e inmunológicos,

como han descrito otros autores [1-14]. Se observó la muerte de las células cancerosas y daño

mínimo al organismo cuando las terapias anódicas y catódicas fueron usadas, lo que fue

corroborado en los estudios hematológicos e histopatológicos. Resultados similares han sido

reportados por Chou y col. [76] y Li y col. [79], Sin embargo, Griffin y col. [74] explican la existencia

de daños en el tejido normal cuando el electrodo de referencia hace contacto con este, evidenciado

en esta tesis cuando se emplearon las terapias anódicas y catódicas, en las cuales se observó

Capítulo 4: Discusión 89

necrosis del tejido sano donde fue insertado el electrodo, referido ya por otros autores [63-68,

70-75, 79, 83,

84, 88, 89, 94, 101]. La necrosis en el tejido sano no es extensiva en el tiempo, como ocurre en el

tumor, y es reparada por los mecanismos especializados para tales fines en el organismo,

coincidente con lo planteado por Erodlu y col. [279].

El incremento de la cantidad de carga eléctrica en el tumor maligno trae consigo el aumento de la

intensidad del campo eléctrico y de la densidad de corriente inducidos en este, por encima (en el

caso de la terapia catódica) o por debajo (en el caso de la terapia anódica) del rango fisiológico

(figura 4.1), establecido para cada tipo de neoplasia, aspecto que fue discutido más arriba.

Además, el incremento de esta cantidad de carga eléctrica puede generar más productos tóxicos

que dañan sustancialmente a las células cancerosas y como resultado la destrucción del tumor.

Esto se puede corroborar a través del modelo de Gompertz modificado cuya simulación reveló que

el volumen tumoral disminuye con el incremento de la intensidad de la CED (figuras 3.17-3.32,

3.45)

El ajuste de los datos experimentales de los volúmenes tumorales de Ehrlich (tabla 3.14) y

fibrosarcoma Sa-37 (tabla 3.15) con este modelo, reveló que el aumento de i trajo consigo un

incremento de i0, y por ende de la sensibilidad de estos a la acción de este agente físico. Este

hecho puede explicar el sinergismo antitumoral obtenido por Lin y col. [125] al combinar la CED

con soluciones iónicas. A partir de este ajuste se sugirió que el incremento de la electrosensibilidad

del tumor maligno con la intensidad de la CED, es valido hasta un cierto umbral de i en relación

con i0, como predice el modelo biofísico. Para /

valores de i por encima de este umbral se observa una disminución marcada del valor del

parámetro i0 (tablas 3.14 y 3.15), hecho que puede ser explicado porque el tejido tumoral está

necrótico por completo debido a la acción citotóxica de la CED. Como consecuencia, la actividad

eléctrica de las células cancerosas se ve afectada marcadamente, y por ende la proliferación de

estas, lo que concuerda con los trabajos de Sodis [2] y Smith y col. [220]. Estos resultados sugieren

que los tumores malignos más agresivos son los más electronegativos y por ende los más

sensibles a la acción de la CED, de igual manera los tumores malignos más agresivos son los más

radio, quimio [1,2, 13, 38] y termosensibles [38-40, 114]. Esto fue corroborado teóricamente a

través del modelo modificado de Gompertz, en el cual se reveló que el tumor que tuvo el mayor

parámetro a fue el más sensible para los diferentes valores de i (figuras 3.17-3.24) con respecto

Capítulo 4: Discusión

90

al de menor valor de a (figuras 3.25-3.32), esta afirmación es válida para valores de i < 2i0\ sin

embargo, para

i > 2i0 la sensibilidad obtenida fue independiente del valor del parámetro que caracteriza la razón

de crecimiento del tumor, esto puede sugerir que para estos valores de i, realmente la agresividad

del tumor no tiene el peso fundamental sino los efectos que se inducen en el tumor y/o en el

organismo debido a la acción citotóxica de la CED.

El modelo de Gompertz modificado reveló que para 0 < i < i0 se observa un crecimiento del

tumor, de ahí que para estos valores de i no se induzcan cambios marcados en la distribución de

biopotenciales eléctricos, campo eléctrico, densidad de corriente y densidad de carga superficial,

tal como plantearon Miklavcic y col. [82]. Sin embargo, para i > i0 se observan las respuestas

parcial, parcial estacionaria y completa, lo que puede sugerir que estas magnitudes eléctricas sean

alteradas parcial o totalmente, resultado que coincide con el de Chakkalakal y col. [261], quienes

señalaron que los potenciales bioeléctricos en el tejido son profundamente afectados por daños

locales. Estas razones dan a entender que los cambios marcados en cualquiera de esos

parámetros bioeléctricos pueden jugar un papel fundamental en el crecimiento del tumor antes y

después del tratamiento con CED, como fue interpretado por Humphrey y Seal [61].

La simulación de la ecuación 2.4 reveló que la respuesta parcial se alcanza para 1 < <2 O

y se caracteriza por tener un mínimo (tm¡n, Vm¡n). La abcisa de este par ordenado representa el tiempo, en días, que transcurre para alcanzar el volumen mínimo, que se representa por la ordenada. El valor de tmin se calcula a partir de la ecuación trascendental 3.1 y su sustitución en la ecuación 2.4 permite calcular el valor de Vmin (tabla 3.13).

En el caso de esta respuesta, la efectividad antitumoral de la CED disminuye con el incremento del

parámetro y, ya que el tiempo de duración de los efectos inducidos en el tumor por la acción de

este agente físico, obtenido del inverso de y, son despreciables en comparación con la duración

del crecimiento intrínseco de este, caracterizado por el inverso de a. Mientras que en el caso de

valores pequeños del parámetro y ocurre todo lo contrario, resulta un mayor retardo del

crecimiento del tumor.

El ajuste con el modelo de Gompertz modificado de los datos experimentales del \olumen en el

tiempo para el tumor de Ehrlich tratado con 6,7 y 11,7 mA (figura 3.45) revelaron que

sus respectivas relaciones — fueron aproximadamente 1,57 y 1,59 (tabla 3.14), mientras, K

en el caso del tumor fibrosarcoma Sa-37, para estos mismos valores de z, los correspondientes

valores de esta relación son 1,54 y 1,57 (tabla 3.15), resultados que coinciden con lo predicho por

Capítulo 4: Discusión

91

el modelo de Gompertz modificado (ecuación 3.2). Además,

estas tablas muestran que las relaciones — para los tumores de Ehrlich y fibrosarcoma lo

Sa-37 tratados con 17,0 y 14,8 mA fueron 10,2 y 14,4, respectivamente, para los cuales se obtuvo

la destrucción completa de estos. Estas razones también coinciden con la relación

establecida en la ecuación 3.2 para este tipo de respuesta (— > 2) y lo planteado por Zhu y *'o

col. [80], quienes encontraron una i a partir de la cual se obtiene la destrucción completa del

sarcoma Sa-1; sin embargo, en este trabajo no se discute la posible existencia de i0.

La efectividad antitumoral de la CED fue evaluada a través de la disminución del volumen de los

tumores después de aplicada la terapia, en relación con la de sus controles, resultado que se debe

a la muerte celular por la acción citotóxica de este agente físico externo, que puede ser explicada

a través de la apoptosis (muerte celular programada) o necrosis (tipo de muerte celular más

común después de un estímulo externo) [1, 272]. Ito y col. [169] explicaron que el principal

mecanismo de muerte era la apoptosis, observada tres semanas después de aplicada la CED. Esta

puede ser identificada porque las células mueren causando el mínimo daño a las células vecinas,

ocurre la condensación, fragmentación de la cromatina y formación de cuerpos apoptóticos y no

hay proceso inflamatorio, lo que hace más fácil su detección histológica, según la experiencia

existente en el departamento de Anatomía Patológica del hospital oncológico Conrado Benítez y

lo citado por varios investigadores [1, 7, 9, 12, 25, 27, 265, 268, 272-276], En contraste con los

resultados de Ito y col. [169], ninguna de estas características fueron observadas en esta

investigación, sino que se encontró en los tumores malignos tratados un edema celular severo,

lisis celular y de orgánulos celulares, desnaturalización y coagulación de proteínas

citoplasmáticas, y una reacción inflamatoria aguda marcada, hallazgos distintivos de un proceso

de necrosis (tablas 3.3-3.5 y 3.9), lo que se evidencia en las figuras 3.7b, 3.12a y b).

Es conocido que existen tres conjuntos de causas que involucran una serie de factores y cada uno

de ellos lleva a la muerte celular, tales como: radiaciones y drogas citostáticas usadas para el

tratamiento del cáncer, eventos fisiológicos (embriogénesis, desarrollo del tejido linfoide), y el

daño celular. El primer conjunto no fue utilizado en esta investigación, mientras que el segundo

no fue observado en ninguno de los estudios histopatológicos realizados, fue el daño celular la

causa más probable. Dentro de los factores que conducen a este daño se encuentran procesos

infecciosos, reacciones inmunes, toxinas, isquemia/hipoxia y estrés oxidativo. Los tres primeros

no fueron revelados en ninguno de los animales experimentales, hecho que puede indicar que los

Capítulo 4: Discusión

91

dos últimos pudieran ser los responsables del daño a las células cancerosas después de aplicada

la CED, a pesar de que no fueron demostrados experimentalmente en esta investigación. Esta

posible hipótesis se sustentaría por los resultados obtenidos por otros autores quienes

demostraron que este agente físico citotóxico produce isquemia/hipoxia; por ejemplo, Im y col.

[280] sugirieron que la aplicación externa de la CED causa una disminución en la tensión de

oxígeno (hipoxia) y por otro lado, Miklavcic y col. [96] y Jarm y col. [95, 97, 98, 100] señalaron la

existencia de un proceso de isquemia/reperfusión, inmediatamente después de suministrada esta

terapia. Una reperfusión del tejido después de una isquemia prolongada causa oclusión

microvascular, extravasación del fluido intravascular, y necrosis del tejido.

Es importante destacar, aunque no fue objetivo de la tesis, que en los procesos de

isquemia/hipoxia e isquemia/reperfusión están involucradas las especies reactivas del oxígeno

(EROs) y los rad.cales Ubres (RLs) [25, 26, 29, 263, 266, 278], Tamb.én estas especies reactivas

juegan un papel importante en otros procesos observados después de aplicada la CED, tales como:

incremento de la concentración de fosfato y agotamiento del adenosín trifosfato (ATP) [70],

alteración del balance iónico, fundamentalmente la concentración de calcio [70, 74], daño

mitoncondrial irreversible [115, 119], y el estrés oxidativo, los cuales constituyen los mecanismos

bioquímicos principales de la necrosis, como destacaron Ghisham [25] y Brown y col. [26]. Por otra

parte, estas alteraciones también han sido citadas en otros estudios de necrosis por Buja y col.

[272], Orrenius y Nicotera [273], ellos explicaron que este desbalance iónico es debido al daño en

la homeostasia del Ca2+. La alteración en las concentraciones de los iones Na y K' fue demostrada

en esta investigación (tabla 3.12); la inhibición del crecimiento tumor de Ehrlich debido a la acción

citotóxica de la CED trajo consigo una baja relación Na+/K+. A diferencia de este resultado en los

tumores controles se encontró que esta relación era alta, lo que puede ser explicado por la elevada

velocidad de mitosis de las células cancerosas, en la cual el Na^ es uno de los iones más

importantes en la actividad celular y al aumentar su concentración la actividad mitótica cambia al

modo Gi [2, 5].

Una de las posibles causas de la apoptosis observada por Ito y col. [169] es la inducción en el

tumor de estas especies extremadamente reactivas, las cuales tienen un rol muy importante en el

proceso de muerte celular [1,7, 12, 25-30, 262, 278].

Capítulo 4: Discusión

92

La relación estrés oxidativo y CED en el tratamiento del cáncer no ha sido discutido antes en la

literatura científica; sin embargo, Miklavcic y col. [75], citaron que la formación del

anión superóxido 0¡ (O2 + e-* 0¡ no es probable en el cátodo, resultado que explicó Im y col.

[280], quienes propusieron teóricamente que la estimulación del cátodo puede neutralizar a los

aniones superóxido debido al flujo de protones.

Por otra parte, los resultados de estudios anteriores [74-76, 79, 108, 173] establecen que

alrededor del ánodo el medio es ácido, se desprende oxígeno gaseoso, y existen electrones

provenientes de diferentes reacciones electroquímicas que acontecen entorno a este electrodo,

condiciones favorables para la formación del anión superóxido, resultado que

pudiera indicar que el 02 tiene una alta probabilidad de ocurrencia en el ánodo y no en el cátodo.

Esta relación estrés ox.dativo-CED pud.era tamb.én ser promov.da por la presencia de un proceso

inflamatorio agudo en los tumores tratados (tabla 3.11, figuras 3.15, 3.16), lo que comc.de con

Ghisham [25] y Brown y col. [26], Otros hechos experimentales reafirman la existencia de esta

conexión, tales como los resultados de Tsujimoto [274], quien concluyó que la neciosis de los

tejidos aparece como una línea de defensa antioxidante cuando las células son dañadas por el

estallido oxidativo y que el aumento de este en el tejido, provoca un aumento de la necrosis.

Este estallido oxidativo inducido en el tumor por la acción citotóxica de la CED puede jugai ti papel

fundamental en la destrucción extensiva e inmediata del mismo y estar relacionado con la

explicación del mecanismo antitumoral citado por Zhu y col. [80, 81], quienes señalaron que este

agente físico produce una ionización del tejido similar al que ocurre en la radioterapia. Esto último

puede explicar el sinergismo antitumoral existente cuando la CED se combina con la radioterapia

[112, 145, 154, 163, 179, 182, 186, 193], quimioterapia [85, 108, 113, 129, 145, 150, 151, 154,

155, 170, 171, 179, 183, 189, 193], hipertermia [114] e inmunoterapia [77, 78, 86, 87] ya que

estas modalidades de tratamiento también son generadoras de EROs y RLs [25-30, 262-278].

Es conocido que a partir de la formación del anión superóxido se genera una reacción radicalar en

cadena que pudiera dañar el ADN de las células cancerosas, los aminoácidos, las lipoproteínas y

lípidos, a través del proceso de peroxidación lipídica, así como la permeabilidad de las membranas

celulares, lo cual conduce al edema y muerte celular, hallazgos observados en los estudios

histopatológicos del tumor (figuras 3.12 y 3.14-3.16). Este daño ocasionado por las especies

reactivas, en concentraciones altas, se debe a la alta inestabilidad atómica de estas, lo que propicia

que al colisionar con una biomolécula, la oxide y conduzca a la pérdida de su función biológica

específica [25, 28, 30, 275, 276], lo que la lleva a la muerte.

Capítulo 4: Discusión

93

La estimulación del sistema inmune pudiera ser responsable de eliminar completamente, o

gobernar el equilibrio que se establece con las células cancerosas que no fueron afectadas por la

acción citotóxica de la CED, lo que puede explicar las respuestas completa (/ > 2i0) y parcial

estacionaria (/ = 2i0), obtenidas a partir del modelo modificado de Gompertz (figuras 3.17-

3.32). En el caso de la respuesta parcial estacionaria, este equilibrio depende de las características

histogénicas del tumor y del tipo de organismo y se afectaría si el organismo está bajo la influencia

de agentes estresantes endógenos y/o exógenos y aparece como resultado un recrecimiento del

tumor, y como resultado la reaparición del cáncer años después de aplicado el tratamiento, lo que

ha sido observado en la práctica oncológica. Estos resultados coinciden con los citados por Bergues

y col., con el uso modelos teóricos no lineales que describen las interacciones del linfocito T y del

organismo con una pQblación de células cancerosas.

La respuesta parcial estacionaria y la completa sugieren que al menos dos mecanismos

antitumorales, cada uno con su constante de tiempo característica, están presentes en la

destrucción del cáncer, afirmación que coincide con la señalada por Miklavcic y col. [222], Los

resultados de esta investigación y los señalados por otros autores [25-30, 70, 74, 80,

81. 115, 119, 262-278] sugieren que las reacciones electroquímicas (fundamentalmente las que

involucran a las EROs y RLs) y la estimulación de los componentes celulares y humorales del

sistema inmune pudieran ser los dos mecanismos principales involucrados en la efectividad

antitumoral de la CED. Estas dos constantes de tiempos pueden estar inmersas en el inverso del

parámetro y, constante de tiempo que caracteriza los efectos de la CED en el tumor maligno.

El incremento de la efectividad antitumoral de la CED con el aumento de la cantidad de carga

eléctrica que le suministra a las neoplasias malignas, explican los grandes valores del tiempo de

doblaje del volumen promedio, porcentaje de regresión del tumor y la razón de sobreviva de los

animales tratados, siendo más acentuado para el tumor fibrosarcoma Sa-37, lo que concuerda

con los resultados de Zhu y col. [80], Sersa y col. [168], Xin [176, 215] y Kuanhong [213],

Un hecho interesante que se observa en la figura 3.10 es el salto entre la respuesta parcial y la

parcial estacionaria o completa, lo cual fue corroborado a partir del ajuste de estos datos

experimentales (figura 3.45) y de la simulación de la ecuación 2.4 (figuras 2.17-2.32, 3.44)

para valores el rango 1 < — < 2. Este salto en la respuesta del tumor maligno puede ser ^O

debido a una transición de fase que se induce en este, la cual depende de la relación —, de

h

Capítulo 4: Discusión

94

las características histogénicas y eléctricas de la neoplasia maligna y del tipo organismo, resultado

que se muestra en las figuras 3.33-3.43. Esta transición de fase puede ser corroborada por el

cambio de la forma de los contornos del parámetro a\ según la simulación de la ecuación 2.9

(figuras 3.37-3.40) y los picos observados en el parámetro p\ resultante de la simulación de la

ecuación 2.10 (figuras 3.41-3.43). La misma pudiera ser explicada porque la CED provocó

cambios irreversibles en algunas de las variables biofísica y bioquímica del tumor maligno y/o

activó mecanismos presentes en este y en el organismo, que no se expresaban o estaban inhibidos

antes del tratamiento, que lo lleva a su destrucción completa. También, esta puede ser la razón

de que la respuesta parcial estacionaria y la completa no cambian independientemente del valor

del parámetro y, observado para i > 2i„. En este caso, la duración de los efectos inducidos en el

tumor por la acción citotóxica de la CED no juega el papel preponderante en su destrucción casi

completa o total ya que otros mecanismos inducidos en el tumor maligno y/o en el organismo se

encargan de tales funciones. Esta situación no ocurre para la condición i < 2 para la cual se

observó que la efectividad antitumoral de la CED disminuye con el incremento del parámetro y,

resultado discutido antes (figuras 3.17-3.32 y tabla 3.13). Aunque en esta investigación no se

discutió con profundidad esta transición de fase por la no realización de experimentos específicos

para ella, se sabe que esta se caracteriza por tener un parámetro responsable de la misma,

denominado parámetro de orden, el cual, según los resultados mostrados en esta tesis, pudiera

ser algún parámetro bioeléctrico, el número de células tumorales o la densidad de vasos

sanguíneos presentes en el tumor maligno, variables que juegan un papel esencial en la

progresión y heterogeneidad, citocinética celular y angiogénesis, respectivamente, procesos que

ocurren en la transformación de una célula cancerosa en una masa tumoral [1]. A partir de este

hecho se propone que debe existir un número crítico en el número de células cancerosas y/o en

el de vasos sanguíneos por debajo del cual se alcanza la respuesta parcial estacionaria o completa,

probablemente debido a que el tumor maligno expresó sus antígenos y receptores de membranas

por la acción citotóxica de la CED, reconocidos por el sistema inmune y como resultado este

desencadene una respuesta antitumoral marcada.

Capítulo 4: Discusión

95

A partir de estos resultados las futuras investigaciones deben estar encaminadas a resolver el

siguiente problema de optimización: encontrar un esquema terapéutico tal que provoque una

transición de fase en el tumor maligno de forma que induzca cambios irreversibles en este que

hagan al organismo destruirlo completamente sin que en este último se produzcan efectos

adversos.

La ecuación 3.2 muestra que la respuesta completa de los tumores tratados puede ser obtenida

para infinitos valores de /, que satisfacen la condición i > 2i0; sin embargo, a la hora de formular

este problema de optimización se tiene que tener en cuenta la restricción siguiente: la cantidad

de carga eléctrica que se le suministra al tumor maligno no debe exceder de 10,0; 10,6 C [73,

124] y 100,0 C/cm3 para el caso de las terapias anódica, catódica y anódico-catódica,

respectivamente, umbrales para los cuales se ha reportado la muerte masiva de los animales

tratados.

El resultado de esta investigación llevó al diseño de una versión automática y autónoma que será

utilizada para el tratamiento de tumores en humanos, denominado ONCOCED B&E-01. Este

equipo permitirá el monitoreo simultáneo de los cambios del voltaje e impedancia del tumor,

antes, durante y después del suministro de la terapia con el fin de evaluar la efectividad

antitumoral de la CED, así como la posibilidad de tomar la decisión de interrumpir el tratamiento

en el momento oportuno. Para tales fines, un modelo predictor será implementado a través de un

software que procesará los datos provenientes del electroestimulador. Esta versión del

electroestimulador fue diseñada y construida según la Norma de seguridad eléctrica para equipos

médicos EN60601-1 [252].

Dos equipos más serán construidos a partir de esta versión y cada uno será sometido al proceso

de certificación técnica por la OTN y contará con sus manuales técnicos y de usuario. Una vez

concluido el expediente técnico de estos tres electroestimuladores será presentado al Centro

Estatal de Equipos Médicos, entidad reguladora que autoriza o no el uso de estos equipos para el

tratamiento de tumores en humanos.

El desarrollo de esta investigación, realizada por primera vez en nuestro país, permitió demostrar

que la CED es efectiva para el tratamiento de tumores malignos e induce efectos adversos

mínimos en el organismo, así como sentar las bases para la transformación del concepto de

terapia en tecnología de tratamiento. Asimismo, reveló la necesidad de realizar una

caracterización eléctrica del tumor maligno y de su tejido sano circundante antes, durante y

después de aplicada la CED que permitan:

C apítulo 4: Discusión 96

. Encontrar la comente eléctrica fisiológica intrínseca de cada tipo de neoplasia maligna y precisar

para cada una de estas el valor de la relación —.

l o '

. Establecer nexos entre los parámetros eléctricos y fisiológicos en el tejido tumoral y sano

circundante.

• Determinar las zonas más conductoras del tumor y validar el modelo biofisico propuesto en

el tópico 2.8.• Discernir la posición y orientación de los electrodos.

• Trazar estrategias terapéuticas combinadas teniendo en cuenta las propiedades conductoras

de los tumores malignos.

Los resultados derivados de esta tesis permitirán establecer estrategias científicas futuras que

tributarán a formular un procedimiento para el estudio y terapia del cáncer con el uso de la CED y

de este modo implementar en la clínica oncológica a esta modalidad terapéutica como una

alternativa más para la mejora de la calidad de vida y cura de las personas portadoras de un tumor

maligno.

Capítulo 4: Discusión 97

1. El electroestimulador ONCOCED B&E-00 cumple con la norma de segundad eléctrica y

los requisitos necesarios para su uso en el tratamiento de tumores mahgnos en

ensayos preclínicos.

2. La CED es efectiva en el tratamiento de los tumores de Ehrlich y fibrosarcoma Sa-37 e

induce efectos adversos mínimos en los ratones BALB/c y C57BL/6, y su efectividad

antitumoral depende de las características histogénicas del tumor, tipo de organismo y

del esquema terapéutico utilizado.

3. La terapia anódico-catódica es la más efectiva y el efecto antitumoral de la CED incrementa

con el aumento del número de electrodos y de la cantidad de carga eléctiica

aplicada al tumor maligno.

4. La configuración de electrodos insertada en la base perpendicular al eje ma\oi del

tumor maligno es la más efectiva.

5. La necrosis es el proceso fundamental de muerte celular inducido en los tumores tratados

con CED y no la apoptosis, al menos en los primeros días después de aplicada esta

terapéutica.

6. El modelo de Gompertz modificado describe el comportamiento del tumor maligno no

tratado y las diferentes respuestas de los tumores tratados con CED, así como revela la

existencia de una transición de fase en el tumor maligno tratado, a partir de un valor

crítico de la relación

7. Los cambios en los potenciales bioeléctricos y en las propiedades eléctricas del tumor

maligno juegan un papel fundamental en su agresividad y en la regresión de este después

de aplicada la CED; los tumores más agresivos son los más heterogéneos desde el punto de

CONCLUSIONES

Capítulo 4: Discusión 98

vista eléctrico y los más sensibles a la acción citotóxica de la CED.

Capítulo 4: Discusión 99

RECOMENDACIONES

1. Hacer una caracterización eléctrica de los tumores para dilucidar el papel de los parámetros

bioeléctricos en el crecimiento de los tumores malignos antes y después de la terapia con C

ED con el fin de mejorar la efectividad de este agente terapéutico solo o combinado con otras

modalidades terapéuticas.

2. Validar el modelo modificado de Gompertz a otras líneas de tumores en biomodelos

experimentales diferentes.

3. Realizar experimentos que demuestren la existencia del estallido oxidativo y el papel del

sistema inmune en la destrucción de las células cancerosas después de aplicada la CED.

4. Proponer la realización de protocolos de ensayos clínicos para el tratamiento del cáncer con

la CED.

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M.Q., Equipo estimulador de corriente eléctrica directa para el tratamiento de tumores

, Proceeding del 11 Congreso Latinoamericano de Ingeniería Biomédica C Habana,

Cuba (2001).. Bergues L.C., Camué H.C.. Pérez R.B., Suárez M.Q., Hinojosa R.A., Montes de Oea

L.R., Fariñas M.S. and De la Guard.a O.P., "Electrochemical treatment of tumors- Role

of reaetive oxygen spee.es". Proceeding of the 18* International Cancer Congress.

Oslo, Norway 100 (2002).

. Camué H.C.. Bergues L.C., Suarez M.Q.. Segura D.L., Fariñas M.S., -Effect of

electrochemical treatment on Ehrlich tumor growth”. Proceeding of the 18'"

International Cancer Congress, Oslo, Norway 110 (2002).

. Suárez M.Q., Pérez R.B., Bergues L.C., Camué H.C. and Segura D.L., "Effect of

electrochemical therapy on fibrosarcoma Sa-37 growth". Proceeding of the 18th

International Cancer Congress, Oslo, Norway 110 (2002).

Referencias Bibliográficas

PREMIOS RECIBIDOS

Diploma al resultado de investigación científica: Efecto antitumoral de la corriente eléctrica

directa: mecanismo de acción, por resultar PREMIO ANUAI PROVINCIAL CITMA en el año

2000.

Diploma al trabajo Modelo de interacción hospedero - células cancerosas bajo la acción

citotóxica de la corriente eléctrica directa por haber sido seleccionado el MEJOR TRABAJO

en la sesión de Biofísica y Fisiología, en el 1er Congreso Latinoamericano de

Ingeniería Biomédica, 11-14 de Noviembre de 1998, Mazatlán Sinaloa, México.

130

ANEXO I

Anexos

ANEXO 1-1. Mortalidad en Cuba debido a tumores malignos desde 1970-1999, según los Anuarios de la

Dirección Nacional de Estadística del Ministerio de Salud Pública.

ANEXO 1-2.1 tasa de mortalidad en Cuba debido a tumores malignos desde 1970-1999, según los Anuarios de la Dirección Nacional de Estadística del Ministerio de Salud Pública.

Anexos

ANEXO 1-3 Mortalidad en la provincia de Santiago de Cuba debido a tumores malignos desde 1970-1999 según los Anuarios de la Dirección Nacional de Estadística del Ministerio de Salud Pública.

ANEXO 1-4. Tasa de mortalidad en la provincia de Santiago de Cuba debido a tumores malignos desde

1970- 1999, según los Anuarios de la Dirección Nacional de Estadística del Ministerio de Salud Pública.

ANEXO II

Anexo II

Trabajos citados que evidencia el uso creciente de la Electroterapia como una nueva alternativa terapéutica tratamiento de tumores.

ANEXO III

ANEXO IV

Anexo IV

Tabla 3.1. Caracterización de los electroestimuladores en sus dos regímenes, corriente

o voltaje

Número de

Electroestimuladores

Régimen N A±EA B1EB r DE P

# 1 Voltaje 9 0,0950±0,0032 0,038310,0000 1 0,0038 <0,0001

corriente 10

3,4843±0,0190 -0,975910,0121 0,9988 0,0156 <0,0001

#2 Voltaje 9 0,0762±0,0034 0,039410,0000 1 0,0040 <0,0001

corriente 10

3,4497±0,0182 -0,944010,0121 0,99870 0,0050 <0,0001

#3 Voltaje 9 0,0745±0,0028 0,038110,0000 1 0,0033 <0,0001

corriente 10

3,4504±0,0049 -0,952910,0033 0,99998 0,0043 <0,0001

#4 Voltaje 9 0,0837±0,0035 0,036910,0000 1 0,0042 <0,0001

corriente 10

3,464310,0083 -0,987410,0054 0,99998 0,0069 <0,0001

#5 Voltaje 9 0,08249±0,003 0,040510,0000 1 0,0036 <0,0001

corriente 10

3,433510,0114 -0,969910,0075 0,99952 0,0097 <0,0001

#6 Voltaje 8 0.1060+0.0099 0,041610.0001 0,99998 0.0110 <0,0001

comente 10

3,386110,0182 -0,953610,0121 0,99872 0,0160 <0,0001

----- T

—N. Número de puntos, A: intercepto, EA: error del intercepto, B: pendiente, ER: error de la pendiente, r': coeficiente de regresión, DE: Desviación Estándar, P: Probabilidad.

ANEXO V

Anexo VI

ANEXOS VI

Anexo VI