Wirkung volatiler Anästhetika auf die Tumorprogression von Kolonkarzinomzellen in vitro

Zusammenfassung (Deutsch)

ZIEL DER STUDIE: In der balancierten Anästhesie werden verschiedene medikamentöse Substanzklassen kombiniert, und so die Einzeldosen sowie unerwünschte Arzneimittelwirkungen reduziert. Dabei werden die etablierten Inhalationsanästhetika Sevofluran und Desfluran bei den meisten Tumoroperationen zur Narkoseaufrechterhaltung eingesetzt. Jedoch zeigt sich gerade die perioperative Phase vulnerabel in ...

Zusammenfassung (Deutsch)

ZIEL DER STUDIE:
In der balancierten Anästhesie werden verschiedene medikamentöse Substanzklassen kombiniert, und so die Einzeldosen sowie unerwünschte Arzneimittelwirkungen reduziert. Dabei werden die etablierten Inhalationsanästhetika Sevofluran und Desfluran bei den meisten Tumoroperationen zur Narkoseaufrechterhaltung eingesetzt. Jedoch zeigt sich gerade die perioperative Phase vulnerabel in Bezug auf die Tumorprogression. Durch chirurgische Manipulation, gesteigerte Expression von Wachstumsfaktoren, Immunsuppression, insbesondere der natürlichen Killerzellen und zytotoxischen T-Zellen, wird das Tumorwachstum und die Ausbildung von Mikrometastasen begünstigt. Über die vermehrte Freisetzung von Katecholaminen, Glukokortikoiden und Prostaglandinen wird der neurohumerale Stresslevel des Organismus erhöht. Inwieweit perioperativ genutzte Medikamente das Wachstums- und Metastasierungsverhalten von Tumorzellen beeinflussen, ist noch unklar. Deswegen wurde in dieser Studie der Effekt der volatilen Anästhetika Sevofluran und Desfluran auf den Zellzyklus und die Apoptose von SW480 Kolonkarzinomzellen in vitro untersucht.
MATERIAL UND METHODEN:
Die Tumorzellen wurden für 3 oder 6 Stunden mit Sevofluran (1 oder 2,5 Volumenprozent) oder Desfluran (6 oder 12 Volumenprozent) inkubiert. Die Zellzyklusverteilung wurde nach 24, 48 und 72 Stunden Erholungszeit durchflusszytometrisch erfasst. Die Analyse des Apoptoseverhaltens erfolgte nach 0-48 Stunden Erholungszeit durch Behandlung mit Annexin V und Propidiumjodid via Durchflusszytometrie. Um den getriggerten Apoptosesignalweg erfassen zu können, wurden Western Blot Analysen der Caspasen 3, 8, 9 sowie Procaspase 9 durchgeführt.
ERGEBNISSE:
Die Ergebnisse dieser Studie zeigen, dass sowohl Sevofluran als auch Desfluran leichte Veränderungen in der Zellzyklusverteilung verursachen können.
Desfluran erzielte keine relevanten Wirkungen auf die Apoptoserate von SW480 Zellen, wohingegen Sevofluran zwar einen reversiblen, aber signifikanten apoptosesteigernden Effekt auf die Kolonkarzinomzellen, direkt nach der Inkubation aufwies.
SCHLUSSFOLGERUNG:
Somit zeigten sich insgesamt nur leichte Veränderungen der Zellzyklusverteilung und Apoptoserate von SW480 Kolonkarzinomzellen nach der Inkubation mit Sevofluran und Desfluran in klinisch relevanten Dosierungen und Expositionszeiten.
Aufgrund der widersprüchlichen Ergebnisse der verschiedenen präklinischen Studien ist eine Empfehlung für die Verwendung eines bestimmten Anästhesieverfahrens oder Substanzklasse in der klinischen Praxis noch nicht möglich.
Weitere Studien an verschiedenen Tumorentitäten sind notwendig, um den Einfluss der volatilen Anästhetika auf Wachstum und Ausbreitung maligner Erkrankungen abschließend zu klären. Die Ergebnisse der in-vitro-Studien sollten an geeigneten in-vivo-Modellen weiterentwickelt und überprüft werden.

Übersetzung der Zusammenfassung (Englisch)

BACKGROUND/AIM: For patients undergoing cancer surgery, the risk for cancer progression is enhanced during the perioperative period. To what extent the type of anesthetic can affect the metastatic process and finally the outcome of patients with cancer is under debate. For this reason, the aim of this study was to investigate the effects of the volatile anesthetics sevoflurane and desflurane on ...

Übersetzung der Zusammenfassung (Englisch)

BACKGROUND/AIM:
For patients undergoing cancer surgery, the risk for cancer progression is enhanced during the perioperative period. To what extent the type of anesthetic can affect the metastatic process and finally the outcome of patients with cancer is under debate. For this reason, the aim of this study was to investigate the effects of the volatile anesthetics sevoflurane and desflurane on colon cancer cells in vitro.
MATERIALS AND METHODS:
SW480 colon carcinoma cells were exposed for 3 or 6 h to sevoflurane (1 or 2.5 vol%) or desflurane (6 or 12 vol%). Cell cycle distribution was analyzed by flow cytometry after a 24-72 h recovery and apoptosis was detected by annexin V staining after a 0-48 h recovery. For evaluation of the apoptotic pathway Western Blot analysis of Caspase 3,8,9 an Procaspase 9 were used.
RESULTS:
Treatment with sevoflurane or desflurane caused only slight changes in cell-cycle distribution and apoptosis rate. Sevoflurane showed a reversible, but significant proapoptotic effect on colon carcinoma cells, directly after incubation.
CONCLUSION:
At clinically relevant concentrations, sevoflurane and desflurane had only slight effects on SW480 colon cancer cells in vitro.
A recommendation for using a specific anaesthesiologic treatment can't be given yet because of the contradicting results of the different preclinical studies. More studies with different tumor types are necessary to fully elucidate the effect of volatile anesthetics on distribution and growth of malignant affections.

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