la electroterapia como una alternativa para el...

UNIVERSIDAD DE ORIENTE

Centro Nacional de Electromagnetismo Aplicado Grupo de Bioelectricidad.

Departamento de Bioingeniería y Equipos

LA ELECTROTERAPIA COMO UNA ALTERNATIVA PARA EL

TRATAMIENTO DE TUMORES MALIGNOS: ENSAYOS

PRECLÍNICOS

Tesis presentada en opción al grado científico de Doctor en Ciencias Biológicas

Santiago de Cuba 2003

Autor: Lic. Luis Enrique Bergues Cabrales. Profesor Asistente Tutor: Dra.C. Liliana María Gómez Luna Profesora Auxiliar. Universidad de Oriente. Consultante: Dr.C. José Luis Marín Flores Profesor Titular A. Universidad de Sonora, Hermosillo, México

DEDICATORIA

A mi mamá, mi familia, mis amigos y mi esposa: mis

cuatro puntos cardinales.

A la memoria de mi padre

Para mi hija Laritza: mi brújula.

AGRADECIMIENTOS

Realmente la realización de esta investigación ha contado con el apoyo decisivo y la

colaboración de muchas personas e instituciones. Sin embargo, deseo agradecerles a

aquellos que apoyaron la materialización de la misma.

En primera instancia, a mis padres Ana Irma y César que en todo momento han estado a mi

lado, me inculcaron la disciplina, responsabilidad, respeto a los compañeros y el hacer bien

a los demás. A mis hermanos Jesús e Idelisa, esposa Maraelys Morales y familia Aride

Cabrales, Margarita Reyes, José Martín González, María González, Xiomara de los Ríos,

Nelvis Morales, Maidel González, Guillermo Ibañez, Ana Pupo, José Angel Morales, Gudelia

Velásquez que siempre me han apoyado. A mi hija Laritza que siempre ha sido mi mayor

estímulo y a mis sobrinos Alejandro, Ana Elisa y Ana Elizabeth que tantos momentos

hermosos me han brindado.

En segundo lugar, al excelente grupo de investigación multidisciplinario que con su

inteligencia, tenacidad y unidad permitió la realización de esta investigación, la cual se

realizó por primera vez en nuestro país. Ellos son: Lic. Rodolfo Pérez, Lic. Héctor Camué.

Lic. Richard Hinojosa, Lic. Liban Montes de Oca, Tec. Yarmila Mojena, Tec. Kenia Caballero,

Tec. Yarmdra Mesa, Lic. Ramón Ropero, Dra. Magalys Suárez, Dr. Demetrio Segura. MSc.

Vivían Tamayo, Dra. Miriam Fariñas, Dra. Odalis de la Guardia, Dra. María Cristina

Céspedes, Dr. Manuel Verdecía, Dra. Tamara Rubio, Dra. Sandra Fernández, Dr. Miguel

O'Farril y Dra. Soraida Acosta.

Agradezco de manera especial a mi tutora Dra.C. Liliana Gómez, consultante Dr.C. José L.

Marín Flores (de México); Dr.C. José Luis García Cuevas, viceministro del MES; Dr.C. Juan

Boris Reyes, Vicerrector Economía de la (JO; Elvira Basulto; Eugenio García; Líe. Fidel Guilart;

Ing. Jorge Luis García; Ing. Alcibiades Lara; Dr.C. Orlando Carreras, director del Oncológico;

Dr.C. Rolando Pérez, subdirector del C1M; Dra.C. Olga Soma, directora del C1EB; MSc.

Miriam de los Ríos; MSc. Luisa Cosme, directora de la Cámara de Comercio; Elena Rosario

Martínez; Tania Alfonso. Del mismo modo a Dr. Raúl Sánchez; Ing. Victor Vargas; Marlene

Sarmiento, de Servicios Generales de la UO; Lic. Eva Romeus, de la Oficina Cubana de

Propiedad Industrial; Lic. Ceila Robert, correctora de estilo, y su familia; Lic. Yordanka

Massó y Eddy Velásquez y su familia. También a los estudiantes Andrés Ramírez y Rubén

Bresler; y a los compañeros del Hotel Ulloa (Ciudad Habana) Moraima Remis, Alejandro

Duque, Margarita Espinosa y Arianna Peña, por todo el apoyo decisivo que me dieron, sin

el cual la Tesis no hubiese sido posible.

Deseo agradecer a otros compañeros que estuvieron siempre al tanto de esta investigación

de una forma u otra la apoyaron:

Cauro Nacional de Electromagnetismo Aplicado. MSc. Mónica Berenguer, MSc. Roberto Viltres,

Tec. Lucía Contreras, MSc. Elizabeth Isaac, MSc. Albis Ferrer, MSc. Yilán Fung. Silfra

Rodríguez, Yudeisi García, Jorge Lorente, Dagoberto Torres, Pedro Sierra, Ing. José

Castillo. Ing. Leonardo Viesa, Ing. José Tristá e lng. Arístides Berenguer.

Centro de Biofísica Médica: Lic. Evelio González, Dr.C. Alejandro Bordelois, Lic. Héctor

Sánchez, Dr.C. Adolfo Fernández y Lic. Aimara Vera.

(ITM.4 territorial. Dra.C. Dra. María Margarita Hernández y Lic. Liliana Cortés.

Salud Pública: Dr. Juan Carlos Rodríguez, Lic. Rogelio Wanton, Dr.C. Darcia Aranda, Dr.

Cesar Dilú y Dra.C. N i 1 i a Escobar.

Universidad de Oriente: Dr.C. Pedro Beatón, Dr.C. Emilio Suárez, Dra.C Juana Lidia Coello,

Lic. Marianela Constanten, Dr.C. José Ariosa, Lic. Dania Terán, Dr.C. Fidel Guerrero. Dr.C.

José Anglada, Ing. Luis Méndez, Lic. Eduardo Roca y Lic. Jorge Luis Rodríguez.

BIOECO: MSc. Alina Morell, MSc. Arturo Salmerón, Lic. Yaquelín Pardo y Lic. Arianna

González.

LAB EX: MSc. Susana Batista de LABEX.

A los investigadores extranjeros Drs. Damijan Miklavcic (Eslovenia), Gregor Sérsa

(Eslovenia), María de Jesús Azanza (España), Lluis Mir (Francia), Ben Greenebaum (EELL),

Robert Plonsey (EEUU), Demetrio Sodis (México), Antón Lipovka (México), Napoleón

Hernández (Colombia) por todo el apoyo a la investigación.

Al C ENPAI.AB e INOR de Ciudad Habana.

SÍNTESIS

En esta investigación, desarrollada por primera vez en nuestro país, se propone a la

Electroterapia con corriente eléctrica directa de bajo nivel (CED) corno una modalidad

terapéutica prometedora para el tratamiento de tumores malignos. Para tal fin se propuso

construir electroestimuladores de CED. evaluar la efectividad antitumoral y los efectos

adversos de este agente físico, modificar la ecuación de Gompertz para describir el

crecimiento de estos tumores, y formular un modelo biofísico que relacione parámetros

bioeléctricos y crecimiento de los mismos. Se tuvo en cuenta el esquema terapéutico

(intensidad de la CED y tiempo de aplicación a esta, número y disposición de los electrodos,

tipo de terapia, frecuencia de repetición de la terapia), tumores de Ehrlich y fibrosarcoma

Sa-37, y los hospederos BALB/c y C57BL/6. Se realizaron los correspondientes estudios

histopatológicos, hematológicos y químicos de la sangre, según sus Procedimientos

Operativos de Trabajo establecidos para cada caso. Se concluyó que: 1) El

electroestimulador cumple con la norma de seguridad eléctrica y los requisitos necesarios

para su uso en el tratamiento de tumores malignos 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.

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 eléctrica

aplicada al tumor maligno. 4) La configuración de electrodos insertada en la base

perpendicular al eje mayor del tumor maligno es la más efectiva. 5) La necrosis es el

proceso fundamental de muerte celular. 6) El modelo de Gompertz modificado describe el

comportamiento de los tumores controles y tratados con CED y 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 vista eléctrico y los más sensibles a la acción citotóxica de la CED.

INDICE

Introducción 1 Capítulo 1: Aspectos Teóricos 5 Aspectos generales del cáncer 5 1.1.1 Tumores malignos: un enforque celular y molecular 6 1.1.2 Modelo de Gompertz 11 1.1.3 Modalidades terapéuticas para el tratamiento den cáncer 13 1.2 El uso terapéutico de la corriente eléctrica directaen la medicina: 14

Antecedentes históricos 1.2.1 El uso directo de la corriente eléctrica directa en el tratamiento de tumores 17 1.2.2 Los modelos matemáticos su importancia para el diseño de una terapia 21

CAPÍTULO 2: MÉTODOS EXPERIMENTALES Y TEÓRICO 22

2.1 Características generales de la investigación 22 2.2 Metódica 22 2.3 Obtención de la información 26 2.4 Criterios estadísticos 26 2.5 Diseño y construcción de un electoestimulador de CED para validar su uso 27 en el tratamiento de tumores malignos en ensayos preclínicos 2.6 Evaluación de los diferentes esquemas de tratamiento en ratones BALB/e 30 y C57BL/6 portadores de tumores malignos de Ehrlich y fibrosarcoma Sa-37 para optimizar el efecto terapéutico de la CED. 2.6.1 Estudio de la variabilidad natural de crecimiento de los tumores fibrosarcoma 31 Sa-37 y Ehrlich en ratones BALB/c y C57BL/6 2.6.2 Estudio del efecto antitumoral de la CED sobre el tumor de Ehrlich al utilizar 32 las terapias catódicas y anódica con CED de 1.8 y 4.0mA durante 60 y 30 minutos respectivamente. 2.6.3 Evaluación de la efectividad de la terapia anódica con CED en dos modelos 33 de tumores experimentales 2.6.4 Evalución de la efectividad de la terapia anódica con CED en dos modelos 33 Diferentes de ratones 2.6.5 Estudio del efecto antitumoral de la CED sobre el tumor de Ehrlich utilizando 34 el esquema anódico con uno y dos anódico 2.6.6 Evaluación de la terapia anódica sobre el tumor fibrosarcoma Sa-37 con 34 Cuatro electrodos 2.6.7 Estudio del efecto antitumoral de la CED sobre el tumor de Ehrlich al utilizar 35 El esquema anódico y anódico-cátodo 2.6.8 Evaluación de la efectividad de a CED sobre el fibrosarcoma Sa-37 al utilizar 35 la terapia anódica con dos anódicos y catódico 2.6.9 Evaluación del efecto antitumoral de la CED sobre tumores de Ehrlich y 35 fibrosarcoma Sa-37 al utilizar la terapia anódico-catódico y variar la cantidad de carga eléctrica 2.6.10 Evaluación de los efectos antitumorales y adverso de la CED sobre el ratón 37 BALB/c portador de un tumor de Ehrlich al usar la terapia anódico-catódico 2.7 Introducción de modificaciones al modelo de Gompertz que permitan 37 describir las diferentes respuestas de los tumores malignos tratados con CED

2.8 Formulación de un modelo biofisico que explique el papel de los 39

potenciales bioeléctricos del tumor en su crecimiento

3.1 CAPÍTULO 3: RESULTADOS 43

Diseño y construcción del estimulador de corriente eléctrica directa 43

ONCOCED B&E-00 para el tratamiento de tumores en animales de laboratorio

3.2 Evaluación de los diferentes esquemas de tratamiento en ratones 45

BALB/c y C57BL/6 portadores de tumores malignos de Ehrlich y

fibrosarcoma Sa-37 para optimizar el efecto terapéutico de la CED

3.2.1 Estudio de la variabilidad natural de crecimiento de los tumores 45

fibrosarcoma Sa-37 y Ehrlich en ratones BALB/c y C57BL/6

3.2.2 Estudio del efecto antitumoral de la CED sobre el tumor de Ehrlich al 46

utilizar las terapias catódica y anòdica con dosis de CED de 1,8 y 4,0 mA

durante 60 y 30 minutos, respectivamente

3.2.3 Evaluación de la efectividad de la terapia anòdica con CED en dos 48

modelos de tumores experimentales

3.2.4 Evaluación de la efectividad de la terapia anòdica con CED en dos modelos 49

diferentes de ratones

3.2.5 Estudio del efecto antitumoral de la CED sobre el tumor de Ehrlich 50

utilizando el esquema anòdico con uno y dos ánodos

3.2.6 Evaluación de la terapia anòdica sobre el tumor fibrosarcoma Sa-37 51

con cuatro electrodos

3.2.7 Estudio del efecto antitumoral de la CED sobre el tumor de Ehrlich 53

al utilizar el esquema anòdico y anódico-catódico

3.2.8 Evaluación de la efectividad de la CED sobre el fibrosarcoma Sa-37 55

al utilizar la terapia anòdica con dos ánodos y un cátodo

3.2.9 Evaluación del efecto antitumoral de la CED sobre los tumores de Ehrlich 55

y fibrosarcoma Sa-37 al utilizar la terapia anódica-catódica y variar

la cantidad de carga eléctrica

3.2.10 Evaluación de los efectos antitumoral y adverso de la CED sobre el

ratón BALB/c portador de un tumor de Ehrlich al usar la terapia anódico- catódica 59

Modelo de Gompertz modificado para describir las diferentes respuestas 67

de los tumores después de tratados con CED

Formulación del modelo biofisico que explique el papel de los potenciales 72

bioeléctricos del tumor en su crecimiento

CAPÍTULO 4: DISCUSIÓN 75 4.1 Tumores malignos no tratados 75

4.2 Tumores malignos tratados con CED 80

CONCLUSIONES 96 RECOMENDACIONES REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 97 BIBLIOGRAFÍA DEL AUTOR 98 ANEXOS 121

Introducción 1

INTRODUCCIÓN

El cáncer constituye la segunda causa de muerte en Cuba y en el mundo, sólo superado

pollas enfermedades cardiovasculares. A nivel mundial estas últimas y las neoplásicas

constituyen alrededor del 38 y 30 % del total de defunciones, respectivamente. Según las

estadísticas se observa un incremento en el número de fallecimientos y la tasa de

mortalidad por cáncer en los últimos 10 años. En Cuba, esta afirmación se corrobora con

los datos mostrados en los Anuarios de la Dirección Nacional de Estadística del Ministerio

de Salud Pública (Anexo I).

El hecho de que el cáncer constituya la segunda causa de muerte en el mundo y las

modalidades terapéuticas existentes son costosas e invasivas y no hayan solucionado su

problema (pobre entendimiento de las causas y orígenes de dicha enfermedad), fueron

las dos ra/oncs para que se seleccionara a la neoplasia maligna como objeto de estudio.

El grupo de Bioelectricidad del departamento de Bioingeniería y Equipos del Centro

Nacional de Electromagnetismo Aplicado (CNEA) de la Universidad de Oriente, en estrecha

colaboración con los hospitales docentes Oncológico Conrado Benítez, Provincial

Saturnino Lora, Infantil Norte Juan de la Cruz Martínez Maceira y la Dirección Municipal

de Salud Pública de Santiago de Cuba, viene efectuando desde el año 1998

investigaciones relacionadas con la terapéutica del cáncer, en la fase preclínica, con la

utilización de la corriente eléctrica directa de baja intensidad (CED), modalidad

terapéutica conocida como Electroterapia (ET), la cual se caracteriza por ser una

alternativa eficaz, de bajo costo e invasividad mínima. Estas investigaciones se realizan

por primera vez en el país y constituyen un tema novedoso. Es importante considerar que

estudios similares en las fases preclínica y clínica, sólo se están desarrollando en países

como EE.UU., China. Japón, Francia, Alemania. Suecia y Eslovenia. A partir de estos

estudios se hizo un análisis crítico de las tendencias e insuficiencias del tratamiento de

tumores malignos con CED (método de investigación histórico-lógico) y se identificaron

diferentes razones que condujeron a suponer que la naturaleza del cáncer podría estar

relacionada con aspectos eléctricos, hecho que justifica el por qué se seleccionó la ET

como alternativa para el tratamiento de tumores malignos, y es este el campo de acción

de la investigación. Entre estas razones se mencionan que los tumores malignos son más

sensibles a la CED que el tejido sano, la conductividad de estos es mayor que la de su

Introducción 2

tejido sano circundante, la agresividad de las células cancerosas incrementa con el

aumento de su conductividad y la despolarización del tumor maligno es la principal causa

de su agresividad.

El estudio de esta problemática es precisamente el núcleo de la Tesis: se evalúan

diferentes esquemas de tratamiento en ratones BALB/c y C57BL/6 portadores de tumores

malignos de Ehrlich y fibrosarcoma Sa-37 para optimizar el efecto terapéutico de la CED,

mediante el uso del electroestimulador ONCOCED B&E-OO. Se realizaron un conjunto de

estudios en los que se tuvo en cuenta la influencia de las características histogénicas del

tumor, el tipo de organismo y el esquema terapéutico utilizado (intensidad de la CED y

tiempo de exposición a esta, frecuencia de repetición de la terapia, arreglo de electrodos

y tipo de terapia). Además, se modificó al modelo de Gompertz para explicar las

diferentes respuestas de los tumores malignos tratados con este agente físico, asimismo

se propuso un modelo biofìsico que relacione la conducta agresiva de los tumores

malignos con sus características eléctricas, para lo cual se utilizaron los métodos

científicos teórico, inilucnvo-dciliictiro, abstracto-concreto, y el análisis sistèmico estructural

funcional.

Para la realización exitosa de la tesis se desarrollaron dos Proyectos Territoriales C1TMA

y uno MES.

La solución de diversas tareas que se presentan en la Tesis, además de su indiscutible

impacto social, medioambiental y económico, tiene una importancia cardinal desde el

punto de \ista científico y tecnológico, al sentar las bases sobre las cuales podrían surgir

nuevas lineas de investigación para el tratamiento de tumores malignos.

Después de un análisis crítico de la extensa revisión bibliográfica realizada, el problema

científico identificado es el siguiente: no se ha implementado en la práctica oncológica el

U5ü de la CED como tecnología de tratamiento del cancer.

La relación, problema, objeto, objetivo conllevó a precisar el campo de acción y después

a su esencia, a la hipótesis (componente rector del Proceso de Investigación Científica).

La hipótesis formulada en esta investigación es: si existen diferencias en las respuestas de

los

Introducción 3

de tumores malignos tratados con CED, entonces debe existir una relación entre las

intensidades de corriente eléctrica externa y la intrínseca en el tumor maligno a partir de

la cual se obtienen estas respuestas.

Objetivo general

Contribuir a transformar el concepto terapéutico de la Electroterapia en una tecnología de tratamiento del cáncer a partir de Ensayos Preclínicos.

Objetivos específicos

1. Diseñar y construir un electroestimulador de CED para validar su uso en el tratamiento

de tumores malignos en ensayos preclinicos.

2. Evaluar el efecto antitumoral de la CED y sus efectos adversos en ratones BALB/c y

C57BL/6 portadores de tumores malignos de Ehrlich y fibrosarcoma Sa-37.

3. Introducir modificaciones al modelo de Gompertz que permitan describir las

diferentes respuestas de los tumores malignos tratados con CED.

4. Formular un modelo bioflsico que relacione la conducta agresiva de los tumores

malignos con sus características eléctricas.

Aportes del autor

1. Se propuso una modificación al modelo de Gompertz que describe las diferentes

respuestas de los tumores tratados con CED y el crecimiento de los tumores no

tratados, asi como revela la existencia de una transición de fase en el crecimiento del

tumor que conduce necesariamente a la respuesta parcial progresiva o completa

obtenida a partir de un determinado valor de la relación entre la intensidad de este

agente físico y la umbral fisiológica, intrínseca de cada tipo de tumor.

2. Se propuso un posible mecanismo de acción de la CED sobre el tejido tumoral que

engloba a los mencionados anteriormente.

Impacto de la investigación desde el punto de vista:

Científico: Modelo matemático de Gompertz modificado y en el mecanismo de acción

antitumoral propuesto.

Ambiental: El equipo no emite radiaciones y la terapia no resulta tóxica al organismo y el

uso de esta tampoco requiere de productos tóxicos.

Introducción 4

Económico: El costo de esta modalidad de tratamiento de tumores es inferior al de las

tradicionalmente utilizadas y es factible la construcción y mantenimiento de los equipos.

Social perspectivo: Los pacientes con cáncer y las instituciones hospitalarias que prestan

servicios especializados de Oncología contarán con una alternativa terapéutica efectiva,

manuable, de bajo costo y mínima invasividad, que le proporcionará una mejoría en su

calidad de vida.

La tesis se estructuró en cuatro capítulos: Aspectos teóricos, Métodos experimentales y

teóricos. Resultados y Discusión. Además, se exponen la Introducción, Conclusiones,

Recomendaciones y Referencias bibliográficas citadas, así como los Anexos.

La parte teórica resume las bases celulares y moleculares del cáncer, el papel de las

diferentes terapias convencionales y alternativas que se usan para el tratamiento del

cáncer; también se hace una breve exposición del desarrollo histórico del uso de la CED

en la medicina, así como el estado del arte de este uso en el tratamiento de tumores, ya

sean malignos o benignos. En la parte de Métodos experimentales y teóricos se describen

las condiciones experimentales predefinidas, los procedimientos, técnicas

experimentales y los criterios estadísticos que se tuvieron en cuenta para garantizar la

calidad de los experimentos realizados y, por ende, de los resultados obtenidos. Además,

en este acápite se muestran las Normas y Procedimientos Operativos de Trabajo (POT)

establecidos para tales fines, asi como los materiales y métodos específicos de cada

experimento. Asimismo se exponen los diferentes formulismos físicos y matemáticos

destinados para explicar los resultados experimentales obtenidos en este estudio y los

citados en la bibliografía consultada.

Los resultados en cada uno de los experimentos y de los modelos teóricos, así como la

explicación unificada de los mismos, están plasmados en las partes de Resultados y

Discusión, respectivamente.

Capítulo 1: Aspectos teóricos 5

CAPÍTULO 1: ASPECTOS TEÓRICOS

1.1. Aspectos generales del cáncer

El cáncer se define, según el eminente oncólogo británico Rupert Willis [1], en 1952, como

un conglomerado de células con autonomía, denominado tumor, que crece de modo

incontrolado, e invade tejidos vecinos y alejados, lo cual causa grandes daños al

organismo en el que se desarrolla. Además, es la forma común de designar a todos los

tumores malignos (o neoplasias malignas).

El crecimiento del tejido canceroso compite con los tejidos normales por el suministro de

energía y sustratos nutritivos y en la misma medida, el cáncer invade al huésped y, más

aún, sus células migran desde la localización original hasta sitios más o menos distantes,

donde dan origen a tumores malignos secundarios, denominados metástasis. Esta invasión

progresiva del organismo llega a interferir en las funciones vitales, compromete la vida y

en muchas ocasiones es la que lo lleva a la muerte. Es autónomo en tanto que medra en

un paciente que está perdiendo su vitalidad, aunque es evidente que la autonomía no es

total. En última instancia, todos los cánceres dependen del huésped para su nutrición y

aporte vascular; muchos de ellos precisan, además, de un soporte endocrino. Además, la

neoplasia maligna desobedece todas las restricciones que el organismo impone al

crecimiento dentro de límites precisos en todos los tejidos circundantes.

Los cánceres pueden diseminarse a través de tres vías: transelómica (siembra directa de

cavidades orgánicas), la diseminación linfática y la diseminación hematógena y se

clasifican en diferenciados (compuestos por células que recuerdan a las células maduras

normales del tejido del cual proceden) e indiferenciados (compuestos por células de

aspecto primitivo, no especializadas). Se puede afirmar que a pesar de las excepciones,

cuanto más rápidamente crezca un tumor maligno y más anaplásico sea, menor

probabilidad tendrá de desarrollar una actividad funcional especializada, siendo de

manera general, la velocidad de crecimiento de estos, proporcional a su grado de

diferenciación, por lo que los tumores con mayor grado de malignidad crecen de forma

muy rápida, mayor es su tamaño, y mayores son las probabilidades de que metastice o

haya metastizado ya. 1.1.1. Tumores malignos: un enfoque celular y molecular

La evolución natural de la mayoría de los tumores malignos puede dividirse en cuatro

6 Capítulo 1: Aspectos teóricos

fases, transformación o cambio maligno de la célula diana, crecimiento de las células

transformadas, invasión local, y metástasis a distancia.

Si todo tumor maligno está constituido por células cancerosas, debe pensarse que su

comportamiento anormal es el reflejo de anomalías en las unidades que lo constituyen.

Pot tanto, se considera que el conocimiento de la biología del cáncer puede

circunscribirse al de la célula cancerosa. Esta célula se origina a partir de una normal

mediante un cambio denominado transformación cancerosa. De modo que, en un tejido

hasta entonces normal, una célula experimenta un cambio crucial y se transforma,

convirtiéndose en célula tumoral maligna que presenta diferencias, con respecto a la

célula normal, entre las cuales se distinguen [1-5]:

• Multiplicación incontrolada: Se multiplica a una velocidad mucho mayor que la

habitual para el tipo celular del cual se originó. Esta multiplicación no responde a los

mecanismos de control normal del organismo.

• Comportamiento invasivo: Durante su crecimiento, invade tejidos vecinos y alejados

sin respetar los límites normales entre órganos.

• Alto consumo energético: Tiene un metabolismo muy acelerado que se refleja, entre

otros, por el elevado consumo de sustratos energéticos, especialmente glucosa,

considerada como su principal combustible.

• Predominio del metabolismo anaerobio: Obtiene su energía por vías degradativas

anaerobias lo que explica, en parte, el alto consumo energético y la liberación de

productos de una oxidación incompleta, como por ejemplo, el ácido láctico.

• Alteraciones morfológicas: Estas alteraciones pueden ser muy variadas, afectan el

tamaño y la forma de la célula; es común observar mitosis multipolares y otras

anomalías.

• Modificaciones de las propiedades inmunológicas: Presentan modificaciones en los

mecanismos de reconocimiento celular que se explican por alteraciones en los

componentes de la membrana plasmática, sus manifestaciones son muy variadas. Los

cambios inmunológicos posibilitan que las células cancerosas del tumor original y de

las metástasis escapen a la vigilancia del sistema inmunológico.

• El potencial transmembrana de las células cancerosas es menor que el de las células

sanas.


• El entorno de las células tumorales malignas es ácido e hipóxico. Los niveles

intracelulares de sodio, agua y calcio, están elevados en el citosol y en las

mitocondrias de estas células en comparación con los de las células normales. Sin

embargo, los niveles intracelulares de potasio y de glucógeno, así como la síntesis de

ATP se encuentran disminuidos.

La transformación de la primera célula, otrora normal, en célula cancerosa es el evento

desencadenante de la formación de la neoplasia maligna, historia natural del cáncer que

transita, según la modelación matemática de las curvas de edad contra incidencia, por

un proceso de dos a seis pasos tanto a nivel fenotípico como genotípico, denominado

carcinogénesis. Cada uno de estos pasos está acompañado por variados cambios

morfológicos, bioquímicos y genéticos. En este proceso, la célula cancerosa, al

multiplicarse por sucesivas divisiones, mantiene su naturaleza anormal. El carácter

transformado se comporta como una característica heredable que se transmite de la

célula progenitora a las que constituyen sus descendencias. Desde luego, todas estas

alteraciones no son independientes; se supone que dependen de la alteración inicial

(primaria), que da origen al resto de las anomalías. La transmisión hereditaria del cáncer

transformado durante sucesivas divisiones celulares ha hecho pensar que esta alteración

primaria ocurre en el ácido desoxirribonucleico (ADN) nuclear, durante la transformación.

Como se sabe, el ADN es el portador de la información genética, de modo que es

plausible pensar que una alteración en la información, conduciría a un comportamiento

anormal y, por lógica, esta situación sería transmitida a la descendencia [1]. De lo anterior

se deduce que este no es un evento único y súbito, sino que es un proceso más o menos

prolongado, que atraviesa por diferentes pasos o etapas; concepción que se conoce como

teoría multifásica de la carcinogénesis [1, 4, 6], y que considera las siguientes etapas;

• Iniciación: Se produce por cambios irreversibles en el ADN por sí solos que son

incapaces de producir el desarrollo neoplásico.

• Promoción: Las células iniciadas pueden ser inducidas a proliferar por la acción de

diferentes agentes que no son cancerígenos en sí mismos. Sus efectos aun son reversibles.

• Conversión: Es la fase de expansión y crecimiento celular incontrolado. El tratamiento

en esta etapa suele ser paliativo.


• Progresión: Nuevas mutaciones en células iniciadas y promovidas conducen a que

proliferen de modo autónomo, sin la necesidad del concurso de agentes

promotores. Se considera una fase aún curable.

En la figura 1.1 se muestran algunos detalles de la patogenia molecular del cáncer con

el objetivo de dar una idea de las etapas y diferentes eventos moleculares involucrados

en la carcinogénesis, una vez que se ha inducido una lesión genética por un agente

carcinógeno [1,4, 6-11].

Tres clases amplias de carcinógenos causan el crecimiento del tumor en animales o

inducen transformación e inmortalización in vitro: los carcinógenos químicos

(hidrocarburos aromáticos policíclicos y heterocíclicos, agentes alquilantes, algunos

fármacos antineoplásicos, entre otros), los biológicos (virus) y los físicos (radiaciones

ionizantes y el ultravioleta lejano). Estos ocasionan mutaciones en el ADN y cambios

Figura 1.1, Esquema simplificado que ilustra las etapas y eventos moleculares involucrados en la carcinogénesis del cáncer [ 1].


fenotípicos en las células a través de diferentes vías, tales como: ruptura de las cadenas

en el ADN por ionización de sus moléculas, debido a la acción de la radiación ionizante;

generación de dímeros pirimídicos en el ADN, inducidos por la radiación ultravioleta;

mutaciones por alquilación o acilación de nucleótidos del ADN, inducidas por la acción

directa de carcinógenos químicos; producción de intermediarios metabólicos altamente

reactivos, inducidos por carcinógenos químicos activados metabólicamente;

enmascaramiento o sustitución de las funciones de las proteínas y de los genes de las

células normales, que trae como resultado mutaciones en estas, inducidas

fundamentalmente por carcinógenos virales, entre otros [1, 6, 8, 10].

Es bastante difícil precisar con exactitud los factores que han originado la aparición o

promoción del cáncer, ya que los estudios epidemiológicos lo consideran como una

enfermedad multifactorial; sin embargo, los carcinógenos químicos, sobre todo los de

uso industrial e insecticidas, son los de mayor incidencia, seguidos por los virus. La

génesis del cáncer es pues uno de los grandes enigmas de la Medicina y la Biología

contemporáneas, pero dentro de este sombrío panorama han comenzado a vislumbrarse

algunos elementos esperanzadores.

De forma general, gran parte de la comunidad científica internacional ha aceptado dos

teorías para explicar el desarrollo primario del cáncer: la teoría de las especies reactivas

del oxígeno (EROs) y radicales libres (RLs) y la teoría genética.

La teoría de las EROs y RLs establece que en ciertas condiciones específicas y a

concentraciones determinadas de estas especies reactivas son responsables del

envejecimiento, la aparición de diferentes patologías y de la carcinogénesis [25-30]. Se

ha sugerido que concentraciones bajas e intermedias de EROs y RLs conducen a la

progresión del cáncer; sin embargo, altas concentraciones de estas especies reactivas

conducen a su destrucción.

Se cree que el proceso de la carcinogénesis pudiera ser iniciado por el daño que inducen

las EROs y RLs en el ADN, a nivel de las bases púricas y pirimídicas, al producir bases

modificadas; ello implica el desarrollo de mutaciones y carcinogénesis, por una parte, o

la pérdida de expresión o síntesis de una proteína por daños en un gen especifico poi

otra. Esto quiere decir que el ADN, expuesto permanentemente a la agresión causada


por el estrés oxidativo, puede sufrir mutaciones por acción directa de estas especies

reactivas sobre las bases nitrogenadas, o en forma indirecta, y afectan la actividad de las

proteínas específicas que lo reparan como las polimerasas, ya sea al acelerar su

replicación (proto-oncogenes) o al inhibir esta (genes supresores) [25, 26]. Un ejemplo

que evidencia la interacción directa de las EROs y los RLs con el ADN es el radical

hidróxilo («OH), el cual interactúa con las purinas y pirimidinas de esta macromolécula.

Los RLs han sido implicados en la apoptosis y alteraciones del ADN y, por tanto,

alteraciones del ciclo celular. El peróxido de hidrógeno (H202), por ejemplo, es capaz de

alterar el ciclo celular y la morfología de las células normales humanas del epitelio bucal

cultivadas in vitro.

En condiciones fisiológicas estas especies reactivas cumplen con diferentes funciones

biológicas muy importantes, relacionadas con la producción de energía, indispensable

para la vida, el transporte de electrones, la digestión celular de productos fagocitados y

la respuesta a cualquier daño tisular [25-30],

La teoría genética, a través de las técnicas de la biología molecular, revelan que las

mutaciones críticas, supresiones o translocaciones producidas por los carcinógenos

mencionados antes ocurren en un conjunto de tumores malignos, relacionados

específicamente con los genes (figura 1.1). Dos tipos de genes han abierto una

alternativa para explicar los mecanismos de la carcinogénesis: oncogenes (o genes

causantes del cáncer) y genes oncosupresores (o supresores tumorales) [1, 6-12], Los

primeros se clasifican en oncogenes celulares y virales y la activación de estos proporciona

la clave a muchos problemas de la carcinogénesis. Hoy en día se conocen varios

oncogenes (por ejemplo, v-src, v-ras) que codifican proteínas quinasas, cuya actividad

aumentada puede trastornar el funcionamiento celular y conducir a la aparición del

cáncer. Mientras los genes oncosupresores (por ejemplo, proteína p53, en el cromosoma

17p 13) son los responsables de prevenir la neoplasia maligna o inhibir su crecimiento.

Los productos de estos genes son

Capítulo 1: Aspectos teóricos

necesarios para las funciones celulares normales, y la pérdida de dicha función da lugar

a tumores cancerosos. El gen p53, además de la apoptosis, modula funciones celulares

múltiples, tales como la transcripción del gen, síntesis y reparación del ADN, y retiene o

reprime el ciclo celular. Mutaciones en este gen pueden anular esas funciones, las cuales

conducen a alteraciones genéticas que propician el progreso del cáncer.

La transformación neoplásica es el resultado de una serie de alteraciones genéticas,

algunas de las cuales pueden dar lugar a la expresión de antígenos sobre la superficie

celular, que son considerados como extraños por el sistema inmune. Muchos tumores

inducidos experimentalmente y algunos cánceres humanos poseen antígenos capaces

de provocar una respuesta inmunitaria [1, 23, 24],

1.1.2. Modelo de Gompertz

La formación de una masa tumoral por los descendientes clónales de una célula

transformada es un proceso complejo en el que intervienen muchos factores, como la

cinética del crecimiento de las células cancerosas, la angiogénesis, la progresión y

heterogeneidad de los tumores malignos [1, 13].

El crecimiento progresivo de los tumores malignos y la velocidad de este crecimiento

dependen del exceso de producción de células en relación con la pérdida de estas. La

velocidad del crecimiento tumoral depende también de otros factores de los cuales el

más importante es la angiogénesis o densidad de microvascularización, proceso que tiene

un efecto doble en el crecimiento y propagación del cáncer, ya que por una parte aporta

elementos nutritivos y oxígeno, y por otra, las células endoteliales recién formadas

estimulan el crecimiento de las células tumorales adyacentes, mediante la secreción de

ciertos polipéptidos, como 'los factores de crecimiento. Sin la angiogénesis el tumor no

puede seguir creciendo, debido a que la hipoxia provocaría su apoptosis a través de la

activación del gen supresor p53. Por evidencias experimentales se sugiere que este gen

natural inhibe la angiogénesis a través de la estimulación de la síntesis de la molécula

antiangiogénica trombospondina-1 [1, 14-22].

Estudios recientes sugieren que las células tumorales no sólo producen factores

angiogénicos, sino que también inducen moléculas antiangiogénicas como la

11


trombospondina 1 y la proteína HIV-1 Tat o pueden inducir su producción en otras

células; por ejemplo, la angiostatina, endostatina y la vasculostatina, tres potentes

inhibidores de la angiogénesis. De esta forma queda controlado el crecimiento de los

tumores por un equilibrio entre los factores estimulantes e inhibidores de la

angiogénesis [1, 13-22],

Es bien conocido que el crecimiento de los diferentes tipos de tumores malignos no

tratados puede ser descrito a través del modelo de Gompertz [13, 222, 227, 231-

233236, 238]. La ecuación diferencial con la condición inicial VGC (t= 0) = V0 que describe

esta dependencia viene dada por:

donde VGc (t) (en mnr) describe la dependencia temporal (t, en días) del volumen del

tumor maligno no tratado y V0 (en mm^) su volumen inicial. El parámetro a (en días) es

la velocidad de crecimiento intrínseca del cáncer (relacionada a la razón de mitosis inicial

de las células tumorales) y P (en días1) puede ser interpretado como su velocidad de

retardo del crecimiento (relacionado con el proceso de antiangiogénesis [15, 16, 234]).

Una sobre-expresión de angiostatina en los tumores malignos incrementa la apoptosis

de las células cancerosas y decrece la densidad de sus vasos sanguíneos, lo cual puede

permitirle al sistema inmune, vencer la resistencia inmune del cáncer [1,8, 14, 16, 18 -

22],

Una relación explícita entre los parámetros a y ¡3 puede ser establecida si en la ecuación

(1.2) se sustituye la condición VGC (t - TD) - 2V0, dada por:

12


donde TD es el tiempo que transcurre para que el tumor duplique su volumen inicial,

denominado tiempo de doblaje del volumen del tumor promedio, el cual se obtiene de

forma directa a partir de la cinética de crecimiento de los tumores malignos no tratados.

Este tiempo a su vez está relacionado con los parámetros cinéticos que caracterizan el

crecimiento del cáncer, acorde con la ecuación de Still [13], tales como: el tiempo del

ciclo celular, la velocidad de pérdida celular, la fracción de crecimiento del tumor.

1.1.3 Modalidades terapéuticas para el tratamiento del cáncer

Todas las evidencias indican que el cáncer es un problema multicausal y multifactorial;

su aparición e instalación en el hospedero se debe a que este escapa de los mecanismos

de vigilancia del sistema inmune. Una vez que el tumor maligno ha roto el equilibrio con

dicho sistema, inicia su crecimiento progresivo, lo que constituye un proceso irreversible,

a excepción de las neoplasias malignas que aparecen y desaparecen espontáneamente.

El conocimiento de las causas y de las bases moleculares del cáncer permitirá, sin dudas

trazar acciones médicas más racionales para su profilaxis y terapéutica en un futuro

inmediato o a corto plazo. Por esta razón no es sorprendente que para el tratamiento del

cáncer haya sido necesario el diseño de varias modalidades terapéuticas.

En la actualidad las tres modalidades convencionales reconocidas para el tratamiento del

cáncer son la cirugía, la radioterapia y la quimioterapia [1,2, 13].

La cirugía es una forma de tratamiento locoregional. En la mayoría de los casos es la

forma primaria de tratamiento y a su vez la que reporta un mayor porcentaje de

curabilidad en pacientes con estadios iniciales, y conduce a buenos resultados

terapéuticos en la mayoría de los tumores malignos primarios no metastáticos.

La radioterapia es otra forma de tratamiento locoregional, uno de los dos más efectivos

para el cáncer; ha sustituido a la cirugía en el control (por períodos largos) de muchas

neoplasias malignas donde esta no se puede realizar (cerebro, esófago, entre otros).

Además, se utiliza como tratamiento paliativo de la enfermedad en estadios avanzados y

en la mejoría del estado general de los pacientes.

13


La quimioterapia es la única forma de tratamiento sistèmica que tiene el cáncer, produce

reducción tumoral y en ocasiones, la cura definitiva, es capaz de eliminar células en áreas

de metástasis.

A pesar de los éxitos obtenidos con dichas modalidades convencionales, las mismas se

caracterizan por ser costosas e invasivas, no han dado solución completa a la cura del

cáncer y no son aplicables a todos los pacientes, si se tiene en cuenta el estado

inmunohematopoyético de estos.

Cualquier estrategia alternativa sólo debe ser considerada después de que todas las

modalidades tradicionales hayan sido utilizadas. Los tratamientos alternativos para la

cura del cáncer trabajan a menudo como adyuvantes a los tradicionales; sin embargo, no

son mutuamente excluyentes, sino complementarios. Algunos tienen un soporte

científico sólido, mientras otros están en la fase inicial de experimentación. Entre estas

pueden mencionarse: Terapia gènica, en la cual los investigadores han centrado todas

sus esperanzas como la única vía para la cura total del cáncer [31]; antiangiogénica

(angiostatina, Neovastat [1,8, 14, 16, 19-22]); vacunas anticáncer dirigidas a estimular

una respuesta del sistema inmune [32, 34]; megadosis de ácido ascòrbico (Vitamina C)

[32, 33, 35, 36]; producción de melatonina para inducir apoptosis por medio de la re-

expresión del gen p53 [32, 33]; antioxidantes para combatir los radicales libres,

suministrados vía exógena o mediante suplementos vitamínicos [32, 35, 36]; y las

terapias electrónicas como la Hipertermia [38-40]; Bioresonancia para inducir la lisis

celular [32, 41]; Magnetoterapia [2, 3, 41-44]; Electroquimioterapia [45-49] y la

Electroterapia o Terapia electroquímica, que es la terapia con corriente eléctrica directa de

baja intensidad [60-215],

No obstante, en China, desde 1987 la ET se ha usado en el tratamiento de tumores

malignos y benignos. En 1998 el Comité de Expertos del Ministerio chino de Salud Pública

ha identificado a esta modalidad terapéutica como un nuevo método para el tratamiento

de diferentes tipos de cáncer por la efectividad obtenida en los estudios clínicos y en la

investigación experimental [215],

14


1.2. El uso terapéutico de la corriente eléctrica directa en la medicina: antecedentes

históricos

Gracias a la labor de los historiadores de la ciencia se conoce que la electricidad tiene sus

micos en los trabajos del filósofo griego Thales, en el año 600 a.n.e., quien descubrió

que el ambar, cuando era frotado, atraía cuerpos ligeros. Sin embargo, el comienzo de la

ciencia de la electricidad se reconoce a partir de la publicación del libro: De Magnete, por

el Dr. William Gilbert, en el año 1660 [50, 51].

En el siglo XVIII se consideró a la electricidad como un fluido, y se crearon las primeras

máquinas electrostáticas, a través de las cuales se generaban chispas. Entre los años

1737 y 1795, el alemán Hackman introdujo conceptos nuevos para el desarrollo de la

máquina eléctrica y en 1780, Luigi Galvani descubrió que la CED que circula a través de

los tejidos musculares de las ranas, podía inducir la contracción muscular. A finales del

siglo XVIII. Volta continuó los experimentos de Galvani y encontró que por los músculos

de las ranas corría un fluido eléctrico. Con los trabajos de estos dos investigadores surge

la primera fuente de CED: la pila. Estos experimentos, conjuntamente con los trabajos de

Ohm y Ampere, en los años 20 del siglo XIX, sentaron las bases de la teoría de la

electricidad, impulsándose de este modo el uso de la CED en las diferentes ramas de la

ciencia y la técnica.

La primera evidencia experimental del efecto de esta sobre un cultivo de tejidos se

remonta a 1920, cuando Ingvar demostró cómo las células in vitro reaccionaban bajo la

acción de la corriente galvánica. Este resultado fue considerado como el primer intento

para explicar el modo de acción de este ente físico sobre el tejido biológico [50, 51].

El uso de la ET en la Medicina comienza en los años 70 del siglo XVIII con los trabajos de

Le Dru, Maunduyt de la Verenne, Bertolon y Mesmer, quienes utilizaron la terapia eléctrica

para la cura de algunas enfermedades. Maunduyt consideró que había descubierto una

relación importante entre la electricidad y la “economía” del cuerpo humano, mientras

que Le Dru profundizó en las causas del valor medicinal de la electricidad, su mecanismo

de acción y su vía rápida de acción a través de los nervios. Por otra parte, Bertolon intentó

establecer un esquema de clasificación de algunas enfermedades que se acompañaban

de un estado eléctrico negativo y otras de un estado positivo. Esta “taxonomía condujo a

una serie de importantes conclusiones terapéuticas [51].


A partir de estos trabajos pioneros y hasta la actualidad, la ET, se ha utilizado en la cura

de heridas crónicas de la piel [52-54]; en el tratamiento de desórdenes neurológicos

como la epilepsia, y la ansiedad, así como para la regeneración de nervios [55, 56], el

tratamiento de afecciones óseas como: fracturas, artritis, pseudoartrosis [56-59], entre

otras. La mayor aplicación de la ET con CED de baja intensidad en la medicina ha sido

en el campo de la Oncología; muestra de ello es el creciente número de estudios

realizados in vitro, en animales y en humanos [60-215].

En 1776, Eason propuso por primera vez que la electricidad podía tener un papel

importante en el tratamiento del cáncer [51], y no fue hasta 1949 que Burr señalo la

'existencia de un potencial eléctrico diferente entre los procesos de crecimiento normal

y anormal, específicamente en el tracto genital temenino [60].

Reis y Henninger demostraron en 1953 el efecto antitumoral de la C ED en el tumoi di.

Ansen y concluyeron que esta podía ser utilizada en el tratamiento de las neoplasias

malignas [61]. Poco después, en 1959, Humphrey propuso por primera vez una

aproximación biofísica para explicar la marcada regresión de los tumores malignos

cuando sobre sus superficies se aplicaba CED [62].

Los primeros fundamentos científicos y tecnológicos relacionados con el uso de la C ED

en el tratamiento de los tumores malignos, en lo que se venía trabajando desde 1949,

se establecen en las décadas de los 60 y 70; los trabajos pioneros de aquel entonces

fueron los de Schauble y Habal [63-69], quienes explicaron que la regresión de las

neoplasias malignas se debía a las fuerzas bioeléctricas inducidas en estos. A partir de

esos resultados positivos, las investigaciones sobre la utilidad de la CED de baja

intensidad en el tratamiento del cáncer, así como el desarrollo tecnológico asociado a

estas, han tenido un vertiginoso desarrollo, en las dos últimas décadas, lo que explica

el creciente número de estudios in vitro [88, 103, 115, 118, 119, 126, 156] e in vivo [60-

87, 89-102, 104-114, 116. 117, 120-125, 127-155, 157-215] sobre el efecto

antitumoral de la CED (Anexo II).

El primer trabajo que evidencia el uso clínico de la CED en el tratamiento de neoplasias

malignas en humanos se remonta a'1978, cuando el Dr. Nordestrom trató a pacientes

con cáncer de pulmón y explicó que su efecto antitumoral se debía a los productos


tóxicos provenientes de las reacciones electroquímicas inducidas en este, por lo que

basó sus explicaciones en la acción citotóxica de la CED [174], A partir de entonces, el

uso de la misma se ha extendido a otros tipos de tumores malignos humanos; pulmón,

hígado, entre otros [175-215],

A pesar de las numerosas investigaciones realizadas, el trabajo más completo que ha sido

citado en humanos ha sido el de Xin [215], en el cual se recoge la experiencia del

tratamiento de tumores con CED en 8 240 pacientes, procedentes de 186 hospitales en

China. Los resultados de este estudio mostraron que la ET puede ser empleada no sólo

para tratar aquellos pacientes con tumores malignos que no son operables o no

responden a la radio y/o quimioterapia, sino también en el tratamiento de tumores

benignos con resultados satisfactorios. Xin encontró, además, que la efectividad del

tratamiento de los tumores benignos es mayor a la de los tumores malignos; este mismo

resultado fue obtenido en los tumores superficiales en relación con los tumores

viscerales. Asimismo, la efectividad terapéutica de la CED en pacientes con tumores

malignos de estadios 1 y II (90,7 %) es significativamente superior que si se aplica en

estadios III y IV (68,8 %). En ese trabajo se sugiere que la ET debe ser combinada con la

radioterapia y/o quimioterapia o inmunoterapia para aumentar su efectividad en el

tratamiento, no sólo de neoplasias malignas primarias, sino de las metástasis.

1.2.1 El uso terapéutico de la corriente eléctrica directa en el tratamiento de tumores

Estas investigaciones han estado encaminadas fundamentalmente en dos direcciones: 1)

a la evaluación de la efectividad antitumoral de la CED y de los efectos adversos inducidos

en el organismo por la acción citotóxica de esta, y 2) a la explicación de sus posibles

mecanismos de acción sobre el tejido neoplásico maligno.


Los resultados de la primera tendencia demuestran que: 1) este agente físico puede ser

utilizado satisfactoriamente en el tratamiento local de tumores sólidos malignos y

benignos debido a su efectividad antitumoral marcada y efectos adversos mínimos en el

organismo; 2) la efectividad antitumoral de la CED depende de la posición de los

electrodos [176], de la carga eléctrica que se les suministra [73, 74, 76, 80, 81, 99, 101,

104, 124, 131, 144, 176, 191] y se hace más marcada cuando se combina con la

quimioterapia [85, 108, 113, 129, 145, 150, 151, 154, 155, 170, 171, 179, 183, 189,

193], inmunoterapia [77, 78, 86, 87], radioterapia [112, 145, 154, 163, 179, 182, 186,

193], hipertermia [114], láser [152], campo magnético [151] y con soluciones iónicas

[125]; 3) activación del sistema inmune de los organismos portadores de tumores

tratados con CED [86, 87, 90, 95 - 98, 122, 130, 160, 185],

El marcado efecto antitumoral de la CED ha sido explicado por la apoptosis de las células

cancerosas [169]; en contraste a este resultado, otros investigadores han citado a la

necrosis como la forma de muerte celular debido a la acción citotóxica de este agente

físico [66, 68, •70, 72-89, 92-94, 111, 114-121], En el primer caso, no se discute si la

muerte programada de las células cancerosas es consecuencia directa de la acción de

este agente externo o de la necrosis prolongada en el tiempo resultante de la acción de

la CED; además, en este trabajo tampoco se hace una discusión acerca de cómo este

agente citotóxico induce este tipo de muerte celular. A diferencia de este caso, en el

segundo se han propuesto varios mecanismos de acción, entre los cuales se pueden

mencionar:

• La inducción de fuerzas bioeléctricas en el tumor [63-68, 109],

• Cambios en el potencial bioeléctrico [61].

• Cambios en el pH del tumor, alrededor de los electrodos, y en la temperatura de

éste [70, 73, 75, 224], • Cambios en la potencial transmembrana de las células tumorales [69],

• Ionización del tejido tumoral [80, 81],

• Producción de sustancias tóxicas, provenientes de las reacciones electroquímicas

[72, 74-76, 79, 84, 92,93, 108, 114, 125, 163, 174, 176-179, 188-191, 194-198],

• Deposición del material del electrodo en el tumor, debido a la aplicación de la CED

[72],


• Estimulación del sistema inmune [86, 87, 90, 95-98, 122, 130, 160, 171, 185],

• Extracción de agua del tejido por electro-osmosis [136],

La cantidad de mecanismos antitumorales de la CED propuestos evidencia que no existe

un consenso entre los investigadores, aunque la inmensa mayoría de ellos creen que son

los productos tóxicos, provenientes de las reacciones electroquímicas, los responsables

de la destrucción de los tumores. Sin embargo, estos por si solo no

explican la rápida destrucción

de los tumores inmediatamente después de aplicada la CED ni la necrosis extensiva en el

tiempo.

El hecho que el tejido tumoral maligno sea más electronegativo que su tejido sano

circundante no conlleva necesariamente a concluir que las fuerzas bioeléctricas sean las

responsables de la regresión de los tumores malignos, según los resultados

experimentales de Schauble y Habal [63-69]; además, estos trabajos carecen de un

modelo biofísico que sustente esta conclusión. Por otro lado, Telló y col. [109]

propusieron un modelo conductor de la neoplasia maligna que explica que estas fuerzas

bioeléctricas juegan el papel antitumoral fundamental; sin embargo, en este modelo solo

considera las conductividades de ambos tejidos y no sus pennitividades; tampoco en este

se tiene en cuenta el potencial finito en el centro del tumor maligno, medido por Miklavcic

y col [82], En este último trabajo no se encontraron diferencias significativas entre los

biopotenciales eléctricos de los tumores antes y después del tratamiento con CED,

resultado que contradice al citado por Burr [61]. Estos resultados no explican la

destrucción tumoral extensiva y evidencian la contradicción acerca del papel de estos

biopotenciales en el crecimiento de los tumores tratados y controles, la cual puede ser

resuelta a través de la formulación de un modelo biofísico que tenga en cuenta estos

resultados experimentales y/o la realización de un mapa eléctrico del tumor maligno,

incluyendo el del tejido sano circundante.

El cambio en el potencial transmembrana fue explicado por Vodovnik [69] por la

inducción en esta de una corriente eléctrica no lineal que provoca una repolarización del

tejido, alrededor del cátodo, y una depolarización alrededor del ánodo; sin embargo, en

este trabajo no se hace una discusión de un modelo biofísico que explique tales


resultados ni tampoco a partir de estos se puede explicar la destrucción de los tumores

en el tiempo.

Un hecho interesante que se puede observar en estos resultados es que la efectividad

antitumoral de la CED incrementa linealmente con el aumento de la cantidad de carga

eléctrica suministrada a los tumores; sin embargo, estos estudios no establecen el rango

de intensidad de corriente eléctrica, por tipo de tumor maligno, para el cual se alcance la

máxima destrucción del tumor y el daño mínimo al organismo.

En algunos de estos estudios se demuestra que en los organismos inmunocompetentes

la efectividad antitumoral de la CED fue mayor que la obtenida en los inmunodeficientes,

resultado que indica que el sistema inmune puede estar involucrado en la destrucción de

los tumores malignos [95, 171]; sin embargo, en estos estudios no se hace una discusión

del papel de este sistema inmediatamente después de aplicada la terapia. Por otro lado,

otios autores [95-98, 122] han explicado este hecho por el proceso de

isquemia/reperfusión observado en los tumores tratados con CED; no obstante, en estos

estudios no se hace una discusión de las posibles causas que inducen un proceso de tal

naturaleza. También estos resultados no explican la destrucción marcada que se

observan en los primeros momentos después de la terapia.

El consenso de la inmensa mayoría de los autores es que las reacciones electroquímicas

alrededor de los electrodos es el mecanismo de acción; sin embargo, los productos que

se inducen alrededor de estos no son capaces de inducir una necrosis extensiva en el

tiempo y por todo el tumor, a excepción de los que pudieran estar involucrados en el

mecanismo similar al de ionización propuesto por Zhu y col [80, 81], pero en este trabajo

no se especifican cuales son estos productos ni se propone una posible explicación a

dicho mecanismo.


Estos resultados se obtuvieron con la utilización de diferentes modelos biológicos

(ratones, ratas, el hombre); así como en algunos tipos de tumores malignos

experimentales (Ehrlich, fibrosarcomas, Sarcomas, Melanoma B16, SV-40, Adeno-12,

AML-4, Morris Hepatoma, 3924-A) y han sido corroborados por diferentes técnicas

hematológicas e inmunológicas [74, 77, 78, 86, 87, 90, 95, 98, 99, 190, 191, 194],

histopatológicas [70, 71, 73, 85, 109, 188, 190, 191, 194] y mediante técnicas de

imaginología tales como: Resonancia Magnética Nuclear de Imágenes (RMNI) [70, 73,

104, 106, 107, 117], Espectroscopia de Resonancia Magnética Nuclear [70],

Espectroscopia Infrarroja Cercana [95-98, 122], Bioimpedancia Eléctrica [216-219] y

Bioimpedancia Magnética [220], En el caso de los ensayos en humanos se ha

experimentado con tumores viscerales y superficiales, excepto en los de la sangre y los

ascíticos.

Respecto a las variables propias de la terapia, se han utilizado diferentes dosis de CED

(intensidad y tiempo de aplicación), número y posición de electrodos, tipos de terapia

(anódica, catódica, y de campo), número de veces que se repite el estímulo eléctrico y si

este agente físico se aplica sólo o combinado con las modalidades terapéuticas

convencionales para el tratamiento del cáncer [13, 31-49],


1.2.1. Los modelos matemáticos: su importancia para el diseño de una terapia

Diferentes modelos matemáticos han sido desarrollados para el entendimiento de

diversos sucesos que ocurren en el cáncer. Estos modelos se han dirigido

fundamentalmente en las siguientes direcciones: 1) a la obtención de parámetros

cinéticos y fisiológicos, propios de las neoplasias malignas, a través de la cinética de

crecimiento de estas [227-234]; 2) a la evaluación de la efectividad antitumoral de la CED

[222, 224]; 3) a la optimización de la configuración de electrodos usados en la ET [225,

226]; 4) al cálculo de los parámetros eléctricos de los tumores malignos [162, 221, 223,

225] y de la potencia que se disipa en estos después de aplicada la CED [223, 225, 226];

y 5) el entendimiento de otros procesos de origen eléctrico y mecánicos inducidos en el

cáncer, una vez aplicada la CED [47, 91. 109, 110, 221,223,224],

En el primer caso, los modelos matemáticos revelan que el modelo de Gompertz es el

más factible para describir el crecimiento de los tumores no tratados [222, 227, 233];

mientras que en el segundo caso, Miklavcic y col. [222] demostraron que la inclusión de

un término cuadrático en esta ecuación describió de forma adecuada los datos

experimentales de crecimiento de los tumores tratados con CED sola o combinada con

bleomicina y también reveló la existencia de dos procesos antitumorales cada uno con

una constante de tiempo; sin embargo, este modelo no muestra explícitamente los

parámetros de la terapia externa ni relaciona estos con los cinéticos del tumor, además,

de que tampoco describe las diferentes respuestas de los tumores malignos tratados con

este agente físico.

A partir de los restantes resultados teóricos tampoco se relaciona ninguno de los

parámetros eléctricos y cinéticos del tumor con los de la terapia ni se puede establecer

un procedimiento terapéutico que involucre el posicionamiento, número y orientación de

los electrodos, así como la intensidad y tiempo de aplicación de la CED.

A pesar de todas las bondades a las que se ha hecho referencia, cabe preguntar por qué

la ET con CED de baja intensidad no se ha establecido como terapia definitiva. Luego de

una revisión crítica exhaustiva realizada de los resultados citados por la literatura

especializada, se encontró que:

• El mecanismo de acción es pobremente entendido y es poco entendido el papel del

21


sistema inmune después de aplicada la CED.

• No existe un modelo matemático que describa explícitamente las diferentes

respuestas de los tumores después de aplicada la CED y que a su vez relacione los

parámetros cinéticos del tumor con el esquema terapéutico.

• Ausencia de modelos biofísicos que expliquen el papel del potencial bioeléctrico y de

otros parámetros físicos en el crecimiento de los tumores tratados con CED.

• No se conoce experimental ni teóricamente el rango de dosis de CED, para el cual cada

tipo de tumor se destruye completamente con el mínimo daño al organismo.

• En la mayoría de los trabajos citados sólo se estudian las variables relacionadas con

el volumen tumoral sin tener en cuenta otras variables biofísicas y bioquímicas que

pueden resultar de interés.

• No se presenta un diseño experimental óptimo que involucre el posicionamiento y

número de electrodos ni, una caracterización eléctrica de los tumores.

• No existe una tecnología de tratamiento establecida para el cáncer.

Es por ello que la siguiente investigación, realizada por primera vez en nuestro país, ha

estado encaminada a proponer diferentes estudios experimentales y teóricos que tributen

a crear las bases para transformar el concepto de terapia eléctrica en el de tecnología de

tratamiento de tumores malignos y benignos con CED, a través del uso de un

electroestimulador de corriente y voltaje ONCOCED B&E-OO.

22

PARTE 2: Métodos Experimentales y Teóricos 23

CAPÍTULO 2: MÉTODOS EXPERIMENTALES Y TEÓRICOS

2.1. Características generales de la investigación

Se realizó una investigación que permita contribuir a transformar el concepto terapéutico

de la Electroterapia en una tecnología de tratamiento del cáncer a partir de Ensayo

Preclínico, a través de la construcción de un electroestimulador, evaluación de los

diferentes esquemas de tratamiento con CED y la formulación de modelo matemáticos y

biofisicos que expliquen los resultados experimentales y contribuyan al objetivo general

de la Tesis.

Cabe señalar, como regla general, que tres réplicas fueron hechas para cada tipo de

experimento, manteniendo las mismas condiciones experimentales, para garantizar así

la fiabilidad de los resultados. En todos los casos se analizó cuidadosamente el diseño y

desarrollo de cada experiencia, cumpliendo con la regla de las 3R (reducción,

reproducibilidad y repetitividad) que rigen las buenas prácticas metodológicas.

2.2. Metódica

• Las condiciones higiénicas tanto de los locales, materiales utilizados y animales de

laboratorio se garantizaron con la limpieza y desinfección cada 7 días, siguiendo el

procedimiento recomendado en las Normas ISO 10993-2 [237], ISO 10993-11 [238]

e ISO 10993-12 [239] para tales experiencias.

• Las cepas de tumores de Ehrlich y fibrosarcoma Sa-37 fueron utilizadas como

modelos experimentales y suministradas por el Instituto Nacional de Oncología y

Radiobiología (INOR) y el Centro de Inmunología Molecular (CIM), respectivamente.


Estas fueron transportadas en termos especiales con nitrógeno líquido y conservadas

en cultivo en el departamento de investigaciones del Hospital Conrado Benítez, de

Santiago de Cuba, siguiendo el Procedimiento Operativo de Trabajo (POT)-OOl. A las

cepas se les realizó un control microbiològico, según el procedimiento descrito en las

Normas ISO 10993-11 [238] e ISO 10993-12 [239],

En cada uno de los experimentos, el volumen de los tumores se calculó aplicando la

fórmula del volumen de un elipsoide:


Para ello se realizaron mediciones diarias de los tres diámetros perpendiculares del tumor (a, b y c), con un pie de rey de 0,05 mm de precisión.

En este estudio fue determinado el porcentaje de regresión (PR) en cada grupo tratado a

través de la expresión citada por dada por Miklavcic y col, (101), dada por:

donde V, (0) y Vx (0) son los volúmenes iniciales en t = 0 de los grupos control y tratados,

respectivamente; V, (t) y Vx(t) son los volúmenes de estos grupos en un tiempo t después

de la terapia.

Los tumores sólidos de Ehrlich y fibrosarcoma Sa-37 fueron preparados a partir de sus

formas ascíticas e iniciados en la región dorsolateral derecha por inoculación subcutánea

de 5x106 y lxlO3 células viables, respectivamente. La viabilidad celular en ambos tipos

de tumores fue del 95 % y se determinó siguiendo el procedimiento descrito en las

Buenas prácticas preclínicas (POT-002), que rige en el departamento de investigaciones

del Hospital Conrado Benítez, de Santiago de Cuba.

Los biomodelos experimentales utilizados son las líneas inmunocompetentes e

isogénicas C57BL/6 y BALB/c [235, 236], las cuales fueron suministradas por el Centro

Nacional para la Producción de Animales de Laboratorio (CENPALAB) y Laboratorio de

Animales y Biomodelos Experimentales (LABEX). La transportación de los mismos se

realizó según la Norma de Calidad establecida por las instituciones proveedoras y se

conservaron en cajas plásticas dentro de un local climatizado, en un rango de

temperatura entre 20 ± 3 °C, y una humedad relativa entre el 62 y el 65 %. A estas líneas

de ratones se les realizó un control microbiológico, según la Norma de Calidad

establecida por las instituciones proveedoras, verificado mediante el Certificado de Salud

emitido por las mismas (Anexo III). La eutanasia o sacrificio de los animales se hizo con

un mínimo de sufrimiento físico y mental de estos, según lo establecido en la norma ISO

10993-11 [238],

Cabe señalar que cada uno de los experimentos se realizó de acuerdo con la

disponibilidad de animales y de aquí la heterogeneidad en el número; sin embargo este

PARTE 2: Métodos Experimentales y Teóricos

26

hecho no influyó en la calidad de los resultados obtenidos. Además, la repetición de

cada uno de los experimentos (tres réplicas), bajo las mismas condiciones

experimentales, arrojaron resultados similares, no encontrándose diferencias

significativas entre estos. Se hace necesario señalar que el número de animales

usados en cada experimento es mayor a la cantidad de animales (de 3 a 8) que se

emplean en los estudios actuales, según el código de ética establecido para el uso de

los animales de laboratorio [237], Este hecho pudo permitir que en este trabajo el

número de animales en cada experimento fuera homogenizado; sin embargo, se optó

por presentar el número real de animales usados en cada caso.

• Los hallazgos histopatológicos del tumor maligno y de los órganos dianas (corazón,

pulmón, hígado, bazo, riñón) se realizaron siguiendo los procedimientos plasmados

en el POT-003 establecido en el departamento de Anatomía Patológica del Hospital

Oncológico Conrado Benítez y el citado por Ham [254],

• Los parámetros hematológicos (hemoglobina y el conteo diferencial completo) se

determinaron a través de los métodos descritos por Colina y col. [255] y según los

procedimientos plasmados en los POT-OOl y POT-003 estandarizados en el

Laboratorio de Hematología Central del Hospital Provincial Saturnino Lora.

• Los parámetros bioquímicos de la sangre (iones sodio y potasio) fueron determinados

por el método de análisis químico de fotometría de emisión, descritos por Colina y

col. (1989) [255] y según la Norma Cubana 20-06-24-1987, establecida por el Comité

Estatal de Normalización de Cuba, y por el laboratorio clínico del Hospital Conrado

Benítez.

Como regla general los gráficos de volumen del tumor en el tiempo citado en esta

investigación fueron ajustados con poligonales para establecer las tendencias

temporales y mostrar las diferencias cualitativas que existen entre los crecimientos de

los tumores no tratados y tratados con CED. Sin embargo, para un análisis cuantitativo

se usó el criterio de la bondad de ajuste ( r~ ) y el “Splain cubic que permite un ajuste

suave de las curvas de crecimiento del volumen del tumor antes y después de aplicada

la CED.


2.3. Obtención de la información

La información fue recogida en cuadernos de datos, según el procedimiento descrito en

las Buenas prácticas preclínicas (POT-002), que rige en el departamento de

investigaciones del Hospital Conrado Benítez, de Santiago de Cuba. Los resultados

finales del procesamiento de la misma fueron plasmados en tablas y gráficos; estos

últimos se obtuvieron a través del uso del software Matlab®, lenguaje de computación

técnica Versión 5.3.0.10183 (Rll), 1999.

2.4. Criterios estadísticos

En cada uno de los grupos experimentales se calculó el promedio y el error estándar de

la media (ES) de las variables bajo estudio. El ES se calculó aplicando la fórmula,

donde DS es la desviación estándar y n el número de muestras.

Para el análisis estadístico de los diferentes resultados se utilizó el paquete estadístico en

soporte electrónico SPSS 9,0 para Windows (1999), y para el fundamento teórico de cada

uno de los criterios estadísticos utilizados se consultó el trabajo de Sigarroa [253].

• Criterio estadístico no paramétrico de suma de rango de Wilcoxon-Munn-Whitney de

una cola, para un nivel de significación a = 0,05: Comparación de los volúmenes y

porcentajes de necrosis de los tumores tratados con CED y sus respectivos controles.

• Criterio de Kaplan y Meier [256], para un nivel de significación a = 0,05: Análisis de

sobrevida de los animales tratados con respecto a los controles.

• Criterio estadístico de McNemar, para un nivel de significación a = 0,05: Comparación

de los principales hallazgos anatomopatológicos en órganos y zona peritumoral de

los animales de los grupos tratados y controles.

• Criterio estadístico t-Student, para un nivel de significación a = 0,05: Comparación

de las variables hematológicas de los animales tratados con CED y las de los

controles.

2.5. Diseño y construcción de un electroestimulador de CED para validar su uso en el

tratamiento de tumores malignos en ensayos preclínieos

Para diseñar y construir un electroestimulador de CED se hizo una revisión de patentes

en tres Bases de Datos: C1BEPAT 1 y II; APS y CAPS de Estados Unidos y ACCESS de la


Oficina Europea de Patentes [241-251] y se tuvo en cuenta la Norma de Seguridad

Eléctrica para equipos médicos EN60601-1 [252],

En las figuras 2.1a y 2.1b se muestran el electroestimulador ONCOCED B&E-00 y su

diagrama en bloques, respectivamente (Anexo IV). En la figura 2.1b, la línea discontinua

representa el conmutador (o interruptor) que independiza los regímenes de CED o voltaje

de directa, lo que permite que el electroestimulador pueda ser utilizado indistintamente

para la terapia de tumores. En esta figura E| y 0| representan la entrada y salida del

electroestimulador como fuente de corriente; sin embargo, Ev y Ov indican su entrada y

salida como fuente de voltaje. L-Ii y V|-V2 son los interruptores que permiten el

funcionamiento del bloque de corriente o de voltaje, respectivamente.

La variación paso a paso de la CED o del voltaje de directa, desde cero hasta el valor

establecido para la terapia, se logra a través de dos selectores independientes. Esta

variación paso a paso, con dos minutos de espera entre paso, evita la presencia de

transientes de corriente o de voltaje y el calentamiento del tejido, fenómenos que

pueden influir en los experimentos y por ende, en la interpretación de los resultados. El

rango de la corriente es de 0 a 20 mA, con paso de 1 mA, mientras que el del voltaje es

de 1 a 10 V. con un paso de 1 V.

Una vez establecido el nivel de corriente o de voltaje, el diseño del electroestimulador

permite que este se mantenga constante durante el tiempo de aplicación de la terapia,

siempre y cuando no exceda los 20 mA o 10 V, respectivamente. Para valores de voltaje

mayores que 10 V se cita la muerte masiva de los animales, resultado que ha sido

previamente explicado por Chou y col. [76]. Por encima de 20 mA no se garantiza una

estabilidad del nivel de CED establecido, debido a la limitación del regulador de voltaje

LM317. A pesar de esta limitación, los valores de CED hasta 20 mA, son suficientes para

la realización de los diferentes experimentos.

En la figura 2.1b se muestra que el equipo es conectado a la línea de corriente alterna

(AC) de 110 ± 10 V y frecuencia 60 ± 1 Hz. A la entrada de este existe un filtro de línea

que elimina todo tipo de ruido que peijudique la operación especifica del equipo. La

salida del filtro se conecta a un transformador cuyas funciones son el desacople eléctrico

entre la linea de alimentación y el circuito (aislamiento galvánico) y adecuar la fuente de

alimentación al voltaje especificado (de 110 a 35 V). Esta última función permite que se


genere la corriente

0 el voltaje de directa que se utilizará en el tratamiento, según sea el modo de trabajo El

transformador garantiza el cumplimiento de la protección eléctrica para el animal bajo

tratamiento y para el operario, según la Norma de seguridad eléctrica para equipos

médicos EN60601-1 [252],

A la salida del transformador es acoplado el circuito de generación de corriente o voltaje,

el cual cuenta con dos reguladores LM317, el primero conectado en configuración de

regulador de corriente y el segundo conectado como regulador de voltaje. Ambos son

conectados en cascada a través del interruptor de selección de modo de trabajo y la

salida de regulador de corriente alimenta la entrada del de voltaje.

En régimen de corriente, el equipo mantiene constante la corriente que circula por la

muestra a expensas de la variación del voltaje debido a las variaciones de impedancia

pollas reacciones electroquímicas inducidas en el organismo. En régimen de voltaje, se

fija una corriente máxima establecida previamente y el equipo mantiene constante el

voltaje a expensas de las variaciones de la corriente eléctrica por la razón antes

mencionada.

Entre otras características del electroestimulador se pueden mencionar: es un equipo no

automático, estable y de bajo ruido; rango de salida ajustable entre 1,2 y 40 V; capacidad

de corriente de salida garantizada hasta 1,5 A; rango de temperatura entre 0 y 125 °C (1 %

de variación de los parámetros con una variación de temperatura en todo el rango de

operación), completa protección contra sobrecarga y limitación de corriente; dimensiones

13x25x8 cm, peso 5 ± 0,5 kg; y potencia máxima de consumo 5 W. Además, es un equipo

capaz de gobernar variaciones de impedancia grandes en el tejido, en el orden de los kilos

ohms, debido a las reacciones electroquímicas inducidas en el tumor por la acción de la

CED.

El hecho de que este equipo no sea automatizado impuso que el voltaje y la corriente se

controlen constantemente, durante el tiempo de tratamiento, a través de un voltímetro y

un amperímetro conectados externos al equipo (figura 2.2, Anexo IV).

A partir del electroestimulador prototipo se diseñaron cinco más, con el objetivo de

reducir el tiempo de duración de los experimentos, debido al número de animales

usados en cada uno. Los electroestimuladores trabajaron en régimen de corriente

eléctrica directa en todos los casos.


La caracterización eléctrica de los seis electroestimuladores se hizo uno a uno a través

de la característica volt-ampere, se usó una caja de resistencia patrón certificada por el

Sistema de Calidad de la Oficina Territorial de Normalización (OTN) de Santiago de Cuba.

El análisis estadístico de los resultados se hizo según el criterio de bondad de ajuste (r).

A cada electroestimulador se le acopla un portaelectrodos que contiene como mínimo

2 electrodos hasta un máximo 8. Para el monitoreo continuo del voltaje y la corriente

durante la terapia a los equipos se les acopló un voltímetro y un amperímetro,

respectivamente (figura 2.2). Todos fueron calibrados y certificados por la OTN, así

como los cronómetros manuales utilizados en el control de la duración de los

tratamientos en las instalaciones experimentales.

Los electrodos empleados fueron comprados a la firma Medicotest (Dinamarca) y

suministrados al grupo de investigación por los investigadores del Departamento de

Biofísica de la Universidad de Antioquia, Medellín, Colombia. A través de los mismos se

le suministró al tumor la corriente o el voltaje de directa proveniente de cada

electroestimulador. Están constituidos por un material inerte, cuya composición es

Platino- Iridio (Pt-Ir 90/10). El diámetro y longitud de los electrodos es de 0,7 mm de

diámetro y 20 mm de longitud, respectivamente.

De forma general, todos los electrodos fueron limpiados y esterilizados en alcohol antes

de usarse. Después insertados, los electrodos fueron conectados a la fuente de C ED.

Uno de los extremos de cada electrodo tiene forma puntiaguda y es insertado en el

tumor, mientras el otro es conectado al electroestimulador a través de conductores

eléctricos (figura 2.2).

2.6. Evaluación de los diferentes esquemas de tratamiento en ratones BALB/c \

C57BL/6 portadores de tumores malignos de Ehrlich y fibrosarcoma Sa-37 para

optimizar el efecto terapéutico de la CED

Los grupos experimentales fueron conformados al alzar y divididos en grupos controles,

con ratones a los que no se les suministró CED, y grupos tratados, compuestos poi

ratones tratados con CED. En todos estos estudios, los animales de los diferentes grupos

fueron mantenidos bajo las mismas condiciones experimentales. Cabe señalar, como

regla general, que cada uno de estos estudios se realizó de acuerdo con un protocolo de


investigación previamente diseñado.

Para demostrar la efectividad de la CED se tuvo en cuenta al tumor (tipo, característica

histogénica y volumen inicial) en su hospedero y esquema terapéutico usado (intensidad

de la CED y tiempo de exposición a esta, tipo de terapia y número de veces que se repite,

cantidad y posicionamiento de los electrodos). La evaluación de la misma se hizo a través

del estudio de los diferentes hallazgos peritumorales y tumorales (volumen y porcentaje

de necrosis de los tumores y el cálculo de parámetros cinéticos que caracterizan el

crecimiento de estos). Por otro lado, para cuantificar los efectos adversos de la CED en

el organismo se midieron algunos parámetros hematológicos (recuento diferencial

completo, hemoglobina, hematocrito) y bioquímicos de la sangre (iones sodio y potasio);

se realizó, además, el estudio histológico de los órganos dianas, tales como: corazón,

hígado, bazo, pulmón y riñón.

Diferentes tipos de terapias de CED fueron utilizados en este trabajo, tales como: anódica

(ánodo insertado en el tumor y el cátodo insertado subcutáneamente, a una distancia de

8 a 10 mm del borde del tumor), catódica (cátodo insertado en el tumor y el ánodo

insertado subcutáneamente, a una distancia de 8 a 10 mm del borde del tumor) y

anódico-catódica (ánodos y cátodos insertados en el tumor). El criterio de selección de

las terapias anódica y catódica se realizó teniendo en cuenta los resultados citados en la

literatura previamente consultada [69-75, 77, 78, 85-87, 90, 96, 101, 108, 150]; sin

embargo, la terapia anódico-catódica fue seleccionada, según los resultados obtenidos

con estas terapias y los publicados en estudios previos [76, 80,81, 145, 176, 208].

Antes de evaluar la efectividad de la CED fue imprescindible realizar el estudio de la \

ariabilidad o dispersión natural de estos dos tipos diferentes de tumores en los

organismos antes mencionados con el fin de delimitar si la dispersión encontrada en los

tumores tratados es debida a esta variabilidad o a la acción de este agente físico.

Por otra parte, la variabilidad de los volúmenes de los tumores utilizados en esta

investigación se debe a dos razones fundamentales: 1) la selección del número de

electrodos depende del tamaño del tumor y 2) la necesidad de evaluar la efectividad de

la CED en tumores con volúmenes diferentes, al variar otros parámetros además del

número de electrodos.


2.6.1. Estudio de la variabilidad natural de crecimiento de los tumores fibrosarcoma

Sa-37 y Ehrlich en ratones BALB/c y C57BL/6

Un primer experimento fue realizado para estudiar la variabilidad de crecimiento del

tumor de Ehrlich en los ratones BALB/c y C57BL/6; además, fue diseñado un segundo

ensayo para el estudio de la variabilidad del tumor fibrosarcoma Sa-37 en ratones

BALB/c y C57BL/6. En cada experimento el número total de animales utilizado fue 40

(20 por cada tipo de hospedero). La medición del volumen de los tumores comenzó

cuando estos fueron palpables (aproximadamente 50 mm3).

Un tercer experimento fue diseñado para comparar los volúmenes de cada tumor

medidos con un pie de rey y a través de pruebas confirmativas por anatomía patológica,

con la finalidad de garantizar la credibilidad de las mediciones realizadas. En este caso,

el tumor de Ehrlich fue utilizado como modelo experimental y se inoculó en 40 ratones

BALB/c. Después que los tumores fueron palpables se formaron 4 grupos

experimentales, cada uno con 10 ratones, correspondientes a cuatro volúmenes iniciales

de aproximadamente. 80, 400, 1 000 y 2 000 mm3. Después de medido el volumen del

tumor cada ratón fue sacrificado, obteniéndose en cada caso el tumor aislado, al cual

también se le calculó su volumen por estudios de anatomía patológica, a través de la

medición de sus ties ejes principales con una regla que tiene 1 mm de error.

2.6.2. Estudio del efecto antitumoral de la CED sobre el tumor de Ehrlieh al utilizar las

terapias catódica y anódica con dosis de CED de 1,8 y 4,0 mA durante 60 y 30

minutos, respectivamente

Este estudio se hizo para evaluar la efectividad de la CED en el ratón BALB/c portador del

tumor de Ehrlieh con dosis diferentes.

La terapia de un solo estímulo se suministró a los tumores cuando estos alcanzaron un

volumen de 140,5 mm3 aproximadamente (día cero). Se establecieron de forma aleatoria

tres grupos experimentales para cada tipo de terapia, cada uno con 10 ratones: grupo

control sin tratamiento (GC), grupo tratado con dosis de 1,8 mA durante 60 min (GT1) y

grupo tratado con dosis de 4,0 mA durante 30 min (GT2). La dosis de 4,0 mA fue utilizada

teniendo en cuenta los criterios y recomendaciones de Griffin y col. [70, 73, 74], quienes

demostraron que la efectividad de los tumores aumenta linealmente con el incremento

de la carga eléctrica.


El porcentaje de destrucción del tumor fue cuantificado a través del análisis de necrosis

en tres grupos experimentales formados al azar para cada tipo de terapia. En el caso de

la terapia catódica se trabajó con un grupo control de 16 ratones sin tratamiento (GC),

un grupo de 19 ratones tratados con dosis de 1,8 mA durante 60 min (GT1), y un grupo

de 20 ratones tratados con dosis de 4,0 mA durante 30 min (GT2). Se sacrificaron de 3

a 5 animales por grupo experimental a las 24; 48; 72 y 96 horas, después de aplicada la

ET catódica de un solo estímulo.

En el caso de la terapia anódica los tres grupos experimentales se conformaron con 20

ratones cada uno: grupo control sin tratamiento (GC-1), grupo tratado con dosis de 1,8

mA durante 60 min (GT1-1) y grupo tratado con dosis de 4,0 mA durante 30 min (GT1-

2). Después de aplicada la ET anódica de un solo estímulo se sacrificaron 5 animales por

grupo experimental a las 24; 48; 72 y 96 horas, los cuales fueron escogidos al azar.

2.6.3. Evaluación de la efectividad de la terapia anódica con CED en dos modelos de

tumores experimentales

Para evaluar la influencia del tipo de tumor en la efectividad de la CED, en el mismo

hospedero, se utilizaron ratones C57BL/6 portadores de tumores Ehrlich y fibrosarcoma

Sa-37 a los cuales se suministró CED a través de dos electrodos de Pt-Ir para evaluar las

sensibilidades de estos tumores a la acción de este agente físico.

La terapia de un solo estímulo se suministró a los tumores cuando estos alcanzaron un

volumen de 100 mm aproximadamente (día cero). Se establecieron de forma aleatoria

dos grupos experimentales por cada tipo de tumor, cada uno con 10 ratones. Para el

tumor de Ehrlich un grupo control sin tratamiento (GC1) y un grupo tratado con 5,0 mA

durante 30 min (GT1). Para el tumor fibrosarcoma Sa-37 un grupo control sin tratamiento

(GC2) y un grupo tratado con 5,0 mA durante 30 min (GT2).

2.6.4. Evaluación de la efectividad de la terapia anódica con CED en dos modelos

diferentes de ratones

Este estudio fue realizado con el objetivo de dilucidar el papel del organismo portador

de un mismo tipo de tumor en la efectividad de la CED. Para esto se utilizaron ratones

BALB/c y C57BL/6 como organismos y el tumor fibrosarcoma Sa-37 como modelo de

experimentación. La CED fue suministrada a los tumores a través de tres electrodos de


Pt-Ir: dos ánodos insertados en el tumor y el cátodo insertado subcutáneamente en el

tejido sano circundante a este.

La terapia de un solo estímulo se suministró a los tumores cuando éstos alcanzaron un

volumen de 100 mnr aproximadamente (día cero). Se establecieron de forma aleatoria

tres grupos experimentales por cada tipo de hospedero, cada uno con 15 ratones. Para

el hospedero C57BL/6 un grupo control sin tratamiento (GC1), grupo tratado con 1,8 mA

durante 60 min (GT1-1) y grupo tratado con 5,0 mA durante 30 min (GT1-2). Para el

hospedero BALB/c un grupo control sin tratamiento (GC2), grupo tratado con 1,8 mA

durante 60 min (GT2-1) y grupo tratado con 5,0 mA durante 30 min (GT2-2).

2.6.5. Estudio del efecto antitumoral de la CED sobre el tumor de Ehrlich utilizando

el esquema anòdico con uno y dos ánodos

Se utilizaron ratones BALB/c como hospedero, y el tumor de Ehrlich como modelo de

experimentación. La CED fue suministrada a los tumores a través de electrodos de Pt-Ir

de 0,7 mm de diámetro y 20 mm de longitud. Se utilizaron dos esquemas terapéuticos

anódicos: uno con el ánodo insertado en el tumor y otro con dos ánodos insertados en

el tumor. En ambos casos el cátodo se insertó subcutáneamente en el tejido sano

circundante al tumor.

La terapia de un solo estímulo comenzó cuando los tumores alcanzaron un volumen

aproximado de 44 mm3 (día cero). Se establecieron de forma aleatoria tres grupos

experimentales, cada uno con 13 animales: grupo control sin tratamiento (GC), grupo

tratado con esquema anòdico convencional (un ánodo insertado en el tumor) y dosis de

5,0 mA durante 30 min (GT1); grupo tratado con esquema anòdico con dos ánodos

insertados en el tumor y la misma dosis de CED (GT2).

2.6.6. Evaluación de la terapia anòdica sobre el tumor fibrosarcoma Sa-37 con cuatro

electrodos

Se utilizó el esquema terapéutico anòdico con tres ánodos insertados en el tumor y un

cátodo subcutáneamente en la parte exterior de su periferia. La terapia de un solo

estímulo de CED se suministró a los tumores cuando estos alcanzaron un volumen de

40 mm3 aproximadamente (día cero), usando electrodos de Pt-lr. Se establecieron de

forma aleatoria dos grupos experimentales, cada uno con 10 ratones: grupo control sin


tratamiento (GC) y grupo tratado con 5,0 mA durante 30 min (GT). En este estudio se

utilizó al ratón C57BL/6 como hospedero portador del tumor fibrosarcoma Sa-37.

Para verificar los resultados, en este estudio también se observaron las alteraciones

inducidas en este tipo de tumor por la acción de la CED para la dosis antes mencionada.

Para esto, se mantuvieron las mismas condiciones experimentales mencionadas en el

párrafo anterior, pero con otros dos grupos experimentales formados aleatoriamente.

Para la determinación del porcentaje de necrosis en los tumores no tratados y tratados

con CED, -1 animales fueron sacrificados a las 24; 48; 72; 96 y 120 horas post-

tratamiento.

A través del método de la Resonancia Magnética Nuclear de Imágenes fueron observados

los patrones de necrosis en los tumores de los GT y GC.

2.6.7. Estudio del efecto antitumoral de la CED sobre el tumor de Ehrlich al utilizar el

esquema anòdico y anódico-catódica

Con el fin de incrementar la electividad de la CED obtenida con el esquema anòdico, en

este estudio se utilizó el esquema anódico-catódica.

La CED fue suministrada a los ratones BALB/c portadores del tumor de Ehrlich a través

de dos electrodos de Pt-Ir. La terapia de un solo estímulo comenzó cuando los tumores

alcanzaron un volumen de 38 mm aproximadamente (día cero). Se establecieron de

forma aleatoria cuatro grupos experimentales, cada uno con 15 animales: grupo control

sin tratamiento (GC), grupo tratado con esquema anòdico y dosis de 1,8 mA durante 60

min (GT1); grupo tratado con esquema anòdico y dosis de 1,8 mA durante 60 min (GT2)

y grupo tratado con esquema anódico-catódica y dosis de 5,0 mA durante 30 min (GT3).

2.6.8. Evaluación de la efectividad de la CED sobre el fibrosarcoma Sa-37 al utilizar la

terapia anòdica con dos ánodos y un cátodo

Se utilizó el esquema terapéutico anòdico con dos ánodos insertados en el tumor y un

cátodo subcutáneo en la parte exterior de su periferia. La terapia de un solo estímulo de

CED se suministró a los tumores cuando estos alcanzaron un volumen de 40 mm

aproximadamente (día cero) usando electrodos de Pt-Ir. Se establecieron de forma

aleatoria tres grupos experimentales, cada uno con 15 ratones: grupo control sin

tratamiento (GC), grupo tratado con 1,8 mA durante 60 min (GT1) y grupo tratado con


36

5,0 mA durante 30 min (GT2). En este estudio se utilizó al ratón C57BL/6 como

hospedero portador del tumor fibrosarcoma Sa-37.

2.6.9. Evaluación del efecto antitumoral de la CED sobre los tumores de Ehrlich \

fibrosarcoma Sa-37 al utilizar la terapia anódico-catódica y variar la cantidad de

carga eléctrica

La CED fue suministrada a los tumores de Ehrlich. Se usaron varios electrodos: dos

ánodos y dos cátodos insertados en la base perpendicular al eje largo del tumor con una

distancia de 3 mm entre ellos. Los cátodos y ánodos fueron conectados en secuencia

alterna. Este arreglo de multi-electrodos fue propuesto teniendo en cuenta los resultados

citados por Chou y col. [76]. Asimismo, se varió la intensidad de la corriente y la carga

eléctrica Q que se le suministró a los tumores, teniendo en cuenta los criterios y

recomendaciones de Zhu \ col. [80,81, 114],

El estudio fue realizado en 40 ratones BALB/c portadores del tumor de Ehilich (grupo 1)

y en otros 40 ratones portadores del tumor fibrosarcoma Sa-37 (grupo 2). Ambos

grupos fueron aleatoriamente divididos en cuatros subgrupos cada uno con 10

animales. Para el írupo 1 los subgrupos formados fueron: subgrupo control (GC1),

subgrupo tratado con carga eléctrica de 36 C/cm3 (18 C en 0,5 cm3) y 6,7 mA durante

45 min (GT1-1), subgrupo tratado con 63 C/cm3 (31,5 C en 0,5 cm3) y 11,7 mA durante

45 min (GT1-2) y subgrupo tratado con 92 C/cm3 (46 C en 0,5 cm3) y 17,0 mA durante

45 min (GT1-3). Para el grupo 2 los subgrupos formados fueron: subgrupo control

(GC2), subgrupo tratado con carga eléctrica de 36 C/cm3 (18 C en 0,5 cm3) y 6,7 mA

durante 45 min (GT2-1), subgrupo tratado con 63 C/cm3 (31,5 C en 0,5 cm3) y 11,7 mA

durante 45 min (GT2-2) y subgrupo tratado con 80 C/cm3 (40 C en 0,5 cm3) y 14,8 mA

durante 45 min (GT2-3). También, la dosis de 100 C/cm-' (50 C en 0,5 cm3) y 18,5 mA

durante 45 min fue deliberada en 6 tumores de Ehrlich y 6 tumores fibrosarcoma Sa-

37. Otros valores de Q en el rango de 5,5 a 110 C/cnr’ fueron usados para el tratamiento

de ambos tumores, y se mantuvieron constantes tanto el tiempo de tratamiento (45 min)

como su volumen inicial (0,5 cm3). Cuando los tumores alcanzaron aproximadamente

0,5 cm3, un solo estímulo de CED fue aplicado a los ratones BALB/c (día cero). La

corriente fue monitoreada continuamente y fue poco a poco incrementada por dos


minutos hasta la intensidad deseada, la cual fue fijada durante el tratamiento. El voltaje

fue monitoreado de forma continua y este varió entre 5 y 25 V acorde con el cambio de

la resistencia del tejido durante la aplicación de la CED. La carga eléctrica total fue

calculada en tiempo real. Después de una sola aplicación de la CED, el tratamiento fue

detenido. En este caso, la corriente fue disminuida paso por paso durante dos minutes

hasta que su intensidad fue cero.

En el grupo control, cuatro electrodos fueron insertados en la base de los tumores sin

aplicar ninguna CED (0 mA).

La razón de sobrevida de los ratones portadores de ambos tipos de tumores fueron

determinadas para cada grupo experimental y esta (en %) fue definida como la razón

entre el número de animales vivos y el número total de animales.

2.6.10. Evaluación de los efectos antitumoral y adverso de la CED sobre el ratón

BALB/c portador de un tumor de Ehrlich al usar la terapia anódico-catódica

La CED fue suministrada a los tumores a través de dos electrodos de Pt-Ir, en el caso de

la terapia anódica, y cuatro electrodos (un ánodo en el centro del tumor y tres cátodos

insertados en la periferia del tumor) en el caso del esquema anódico-catódica.

Para ambos tipos de terapia, la CED de un solo estímulo fue suministrada a los tumores

cuando alcanzaron un volumen inicial aproximado de 850,1 mm3 (día cero). Se

establecieron de forma aleatoria tres grupos experimentales, cada uno con 15 animales:

grupo control sano o control negativo sin tratamiento (GCN); grupo control enfermo o

control positivo sin tratamiento (GCP) y grupo tratado con dosis de 4,0 mA durante 30

min (GT). Los animales del GCN y GCP fueron mantenidos bajo las mismas condiciones

experimentales que los animales de GT. La efectividad de la terapia fue demostrada a

través del volumen y porcentaje de necrosis en los tumores no tratados y tratados con

CED. Una vez corroborada la eficacia de la CED se procedió al estudio de los efectos

adversos de este agente físico en el organismo. Para esto se realizaron un conjunto de

determinaciones cualitativas y cuantitativas en ratones BALB/c portadores del tumor de

Ehrlich, tales como: hallazgos anatomopatológicos peritumorales y en los órganos dianas

y variables hematológicas y bioquímicas de la sangre.


2.7. Introducción de modificaciones al modelo de Gompertz que permitan describir las

diferentes respuestas de los tumores malignos tratados con CED

Para introducir una modificación a la ecuación de Gompertz (ecuaciones 1.1 y 1.2) se

tuvo en cuenta, además del propio modelo, las diferentes respuestas de los tumores

tratados con CED obtenidas en este estudio y las citadas por otros investigadores [60-

215], tales como: progresión de la enfermedad, no cambio, respuesta parcial y respuesta

completa.

Los resultados experimentales en esta investigación y la estrecha relación de la regresión

del tumor con la cantidad de carga eléctrica que se le suministra [73, 74, 76, 80. 81, 99,

39

101, 104, 124, 131, 144, 191] condujeron a la posible existencia de una intensidad de

corriente eléctrica fisiológica, intrínseca del tumor, la cual en una primera aproximación

se considera como uniformemente distribuida por todo su volumen, denominada j0, se

asume en una primera aproximación que el tumor es homogéneo desde el punto de vista

eléctrico. Además, se supuso que la respuesta del tumor tratado con CED pudiera estar

dada por la relación entre la intensidad de CED que se le suministra a este, denominada

i y su i„. También, se incluyó un término que caracteriza la acción citotóxica de la CED

dependiente de la relación de i e i0 y de un factor exponencial descendiente en el tiempo

con una razón y (en días'1). La ecuación diferencial propuesta, con la condición inicial V(t

= 0) = Vo, es:

donde Vqt (t) (en mm3) describe la dependencia temporal (t, en días) del volumen del

tumor maligno tratado con CED y V0 (en mm3) su volumen inicial. El parámetro a (en días

1)

es la velocidad de crecimiento intrínseca del cáncer (relacionada con la razón de mitosís

inicial de las células tumorales) y /? (en días’1) puede ser interpretado como su velocidad

de retardo del crecimiento (relacionado con el proceso de antiangiogénesis [15, 16, 234]).

El parámetro y (en días ') representa la velocidad del proceso antitumoral inducido en el

tumor maligno por la CED; mientras que ai y a^ son parámetros adimensionales

meramente eléctricos que establecen la relación existente entre i (en mA) e i0 (en mA).

En analogía a las ecuaciones 1.1 y 1.2, las ecuaciones 2.3 y 2.4 pueden ser escritas de las formas siguientes:



donde a (en días) y B (en días ') son las velocidades de crecimiento y de retardo del

tumor maligno tratado con CED, respectivamente.

A partir de la cinética de crecimiento de los tumores malignos tratados con CED es posible

determinar el tiempo de doblaje promedio del volumen del tumor tratado con CED (TD),

es decir, el tiempo que transcurre para que el tumor duplique su volumen inicial.

Remplazando en la ecuación (2.4) la condición V G T ( t = T D) = 2V 0 , es obtenida la

ecuación siguiente:

A diferencia de la ecuación 1.3, la expresión 2.11 permite expresar explícitamente los

parámetros a y ( 3 como una función de los parámetros y y TD, que dependen de las

características histogénicas del tumor, tipo de hospedero y del esquema terapéutico

usado. Este último es determinado directamente de la dependencia de VQTW del tumor

tratado con CED.

2.8. Formulación de un modelo biofísico que explique el papel de los potenciales


Para formular el modelo biofísico que explique el papel de los potenciales bioeléctricos y

de otros parámetros del tumor se tuvo en cuenta el modelo matemático antes mencionado

y los resultados del tópico 2.6.9, así como los diferentes resultados experimentales

citados por otros investigadores.


Es conocido que el tejido biológico no puede ser considerado un conductor homogéneo

como han propuesto Van De Gras and Rhees [258], Miklavcic y col. [22.i], Smith y col.

[259] y Foster y Schwan [260], la solución de este problema real es difícil de obtener ya

que los métodos analíticos son más complicados debido a que involucran geometría

arbitraria, propiedades del material (heterogeneidad y anisotropía) y las condiciones de

frontera. Por esta razón, una simplificación grosera de la geometría del tumor maligno

fue propuesta en este estudio, y se usó el modelo de capas esféricas, el cual tiene algunos

inconvenientes porque los tumores experimentales y los humanos no son generalmente

esféricos y están lejos de tener propiedades eléctricas isótropas y homogéneas.

Sobre la base de resultados experimentales previamente citados por varios autores [63-

68, 82, 257] se considera al tumor sólido, en una primera aproximación, como una esfera

conductora, cargada negativamente con N compartimientos no intersecantes, cada uno

caracterizado por su radio Rk, conductividad Gk y pennitividad 8k (k =1, 2, ..., N). Cada

compartimiento sucesivo está encerrado uno en el otro y cada uno es considerado como

un conductor homogéneo e isótropo. Exterior a la esfera está el compartimiento k = N+l

que representa al tejido sano circundante al tumor también caracterizado por su

conductividad GN+I y permitividad eN+i (figura 2.3a).

La superficie Sk. k+i (k = 1, N) es la frontera que separa los compartimientos interno y

externo Rk y R^+i y en cada una existe tanto una densidad de carga superficial Ck.k+i

como un potencial negativo finito Vk.k+1 (k = 1, N). También, en el centro de la esfera

existe un potencial negativo finito (Vo). Acorde con los resultados reportados por

Miklavcic y col. [82], Vo es el potencial bioeléctrico más negativo y la negatividad de los

restantes potenciales bioeléctricos decrece con el incremento de Rk. Esas consideraciones

permiten calcular la distribución de potenciales-bioeléctricos en cada compartimiento por

la siguiente ecuación:

V k ( r ) = A k r + B k , (k = 1 ... N) (2.12)

Los coeficientes Ak y Bk pueden ser determinados a partir de las condiciones de frontera:

V k ( r = 0) = V n y V k ( r = R k) = V I U], dando


Sustituyendo las ecuaciones (2.13) y (2.14) en la ecuación (2.12) da

donde r (en mm) es la distancia desde el origen al punto donde el potencial está siendo calculado, AV^k+1(en mV) es la diferencia entre los potenciales bioeléctricos negativos en cada superficie Sk, k+1 y su centro, ARk.k+i (en mm) es la diferencia entre los radios de dos compartimientos consecutivos R|< y Rk+i, VFt",+l (en mV/mm) representa la heterogeneidad eléctrica del tumor sólido.

La existencia de esos potenciales bioeléctricos estacionarios en cada compartimiento

interior de la esfera (ecuación 2.15) significa que en cada uno también existe un campo

eléctrico inherente a este Ek (en mV/mm) el cual puede ser obtenido a partir del gradiente

de Vk (Ek = -VVk(r)), dando

La densidad de corriente primaria en cada compartimiento interior al tumor (Jk,

en mA/mm2) está asociada con la suma de los potenciales bioeléctricos producidos por

las células tumorales activas distribuidas en cada uno y esta produce una

densidad de corriente óhmica debido a las propiedades del volumen

conductor. Substituyendo la ecuación 2.16 en la ley de Ohm puede ser determinada Jk,

dada por:

Vk (ecuación 2.15) resulta de la acumulación de cargas eléctricas en cada Sk. k+i y como

resultado de este hecho una densidad de carga superficial se establece, denominada

<Tk.k-i (k = 1, ..., N). El vector unitario n. k+i denota la normal en cada Sk. k+i• Por

convenio, esta está orientada desde el compartimiento exterior al interior (figura 2.3a) ya

que el flujo de nutriente, oxígeno y energía ocurre desde el tejido sano circundante al

interior del tumor sólido.

Una consideración importante es la condición de frontera de las cantidades campo

eléctrico y densidad de corriente en la superficie donde las magnitudes eléctricas

conductividad y


permitividad varían discontinuamente. Se conoce bien que la componente normal de la

densidad de corriente es continua a través de la frontera de la esfera. Esto significa que

G.E, = G, (k = 1, .... N) (218)

La discontinuidad de la componente normal del vector desplazamiento debido a Gk-i.k requiere que

Combinando las ecuaciones (2.18) y (2.19) y usando la ecuación (2.16) es posible

calcular Gk-i,k por la expresión siguiente

lLa densidad de carga superficia en la frontera tumor-tejido sano es obtenida de la ecuación

(2.20) para k = N, denominada aN,N+|. El caso particular de un compartimiento (k = 1)

corresponde a un tumor sólido homogéneo desde el punto de vista eléctrico, caracterizado

por su radio R|, conductividad G| y permitividad Si y rodeado por su correspondiente tejido

sano caracterizado también por su conductividad G2 y permitividad s2 (figura 2.3b).

Figura 2.3. Modelo eléctrico establecido para el tumor maligno sólido, a) Tumor maligno no

homogéneo con N compartimientos, b) 1 umor maligno homogéneo de un compartimiento. En ambas

figuras exterior a la

neoplasia maligna está el tejido sano, n es el vector normal dirigido del tejido sano al centro del tumor.

i

Capítulo 3: Resultados 45

CAPÍTULO 3: RESULTADOS

3.1. Diseño y construcción del estimulador de corriente eléctrica directa ONCOCEI) B&E-Oü

para el tratamiento de tumores en animales de laboratorio

Una vez diseñados y construidos los seis electroestimuladores (tópico 2.1.4). la

caracterización de cada uno, en régimen de tuente de corriente o de voltaje, se hizo usando

una caja de resistencia patrón, certificada por la OTN. En la tabla 3.1 (Anexo IV) se muestra

los resultados obtenidos de la caracterización de cada electroestimulador tanto en régimen

de comente como de voltaje.

La caracterización del electroestimulador en régimen de corriente, se hizo a través de!

análisis del gráfico logarítmico ln ( 1) vs. ln(R„1¡n), donde 1 es la intensidad de la corriente

(en mA) y R„m es la resistencia de carga máxima (en KQ), de lo que resulta una ecuación lineal

de la forma ln(/) = A + B ln(/?nux), en la cual los parámetros A = ln(U) y B son el intercepto y

la pendiente de la recta, respectivamente. Los resultados mostrados en la tabla 3.1

demuestran esta dependencia lineal con pendiente negativa como predice la Ley de Ohm.

Por otro lado, la caracterización del electroestimulador como fuente de voltaje se hizo a

través del estudio del comportamiento de U vs. Rmin, donde U es la variación del voltaje (en

V) y Rmm (en Q) es la resistencia de la carga mínima, y la dependencia lineal es de la forma U

= lio + / Rnm. En este régimen cada uno de estos equipos satisfizo la Ley de Ohm; sin

embargo, fue observado que el parámetro A no es estrictamente igual a cero (U, % 0,1 V).

como predice la teoría, resultado que fue explicado por la limitación de la electrónica de

estos equipos para voltajes por debajo de 2 V (tabla 3.1).

F.1 nivel de voltaje do 0,1 V fue suministrado al tumor para evaluar sus efectos en la cinética

de crecimiento de este, y no se encontraron diferencias significativas (P > 0,05) con respecto

a los observados en los tumores no tratados, aspecto que desde el punto de vista terapéutico

permite asumir que este valor sea considerado cero, como predice la teoría.

Las diferencias no significativas (P > 0,05) encontradas entre estos seis electroestimuladores

(tabla 3.1) pueden ser debidas a la variabilidad natural entre los componentes de un mismo

tipo; sin embargo, los resultados obtenidos con ellos indican que estos pueden ser

considerados “similares” y por ende ser usados en el tratamiento de tumores experimentales

en animales de laboratorio en régimen de voltaje o corriente de directa.

Capitulo 3: Resultados 46

En la finura 3.1 (Anexo IV) se muestra la característica volt-ampere (I vs. U) de uno de los

seis electroestimuladores en régimen de corriente. Este mismo lesultado fue obtenido paia

el resto.

En el Anexo V se muestra la Certificación Técnica, emitida por la OTN, para el

electroestimulador ONCOCED B&E-00 usado en el tratamiento de tumores experimentales

en animales de Laboratorio, según la Norma de Calidad ISO 9002, que avala la caracterización

técnica realizada. Los resultados obtenidos del diseño y construcción mostraron que este es

de bajo peso y costo (50,00 USD y 1 057.23 pesos MN), factible desde el punto de vista de

su construcción, reproducción y mantenimiento.

A partir de este equipo se propuso un prototipo de electroestimulador automático,

autónomo, con la posibilidad de conectarse a la PC a través del puerto serie, denominado

ONCOCED B&E-01, que será usado en un futuro en humanos para el tratamiento de tumores

superficiales y viscerales. La implementación de este equipo en la Clínica permitirá que por

vez primera la Electroterapia con CED de bajo nivel pueda utilizarse como terapia dinámica

ya que se haría de forma simultánea un seguimiento de los parámetros eléctricos que

caracterizan al tumor antes, durante y después del tratamiento con CED, lo que constituye

un tipo de terapia novedosa. El seguimiento de estos parámetros permitirá predecir el

comportamiento de los tumores desde el mismo momento en que esta se esté aplicando v

el criterio de parada del tratamiento. Además, la introducción de este equipo en el Sistema

Nacional de Salud Pública'permitirá también que por primera vez se aplique en el país esta

modalidad terapéutica.

3.2. Evaluación de los diferentes esquemas de tratamiento en ratones BALB/c > C57BL/6

portadores de tumores malignos de Ehrlich y flbrosarcoma Sa-37 para optimizar el

efecto terapéutico de la CED

3.2.1. Estudio de la variabilidad natural de crecimiento de los tumores flbrosarcoma Sa-37

\ Ehrlich en ratones BALB/c y C57BL/6 Se encontraron diferencias significativas (P = 0,02)

entre los volúmenes promedios, en el tiempo, del tumor maligno de Ehrlich en los

hospederos BALB/c y C57BL/6, y fue más pronunciado el crecimiento del volumen para el

tumor inoculado en el hospedero C57BL/6. Resultados similares también fueron observados

para el tumor maligno flbrosarcoma Sa-37 en ambos hospederos. También se observó que

el crecimiento del tumor flbrosarcoma Sa-37 es más rápido que el del tumor de Ehrlich,


aspecto que indica que este es más agresivo que el de Ehrlich.

La tabla 3.2 muestra los volúmenes de tumores de Ehrlich calculados (ecuación 2.1) a través

de la medición de sus tres ejes con un pie de rey y por estudios de anatomía patológica. Los

resultados muestran que las diferencias entre ambas vías fueron no significativas (P > 0,05)

para volúmenes de tumores pequeños (80 mnr) y medianos (400 mnr') (tópico 2.6.1), hecho

que explica que el grosor de la epidermis, la capa de pelo de los animales y el instrumento

no influyeron. Sin embargo, para volúmenes de tumores grandes (mayor a 1 000 mnr), se

encontraron diferencias significativas (P = 0,028) entre ambos métodos de medición, lo que

se debe a la difícil definición de los tres ejes del tumor debido a la forma irregular que estos

adoptan, perdiéndose el sentido del elipsoide, lo cual sugiere que para este rango de

volumen no es factible el uso del pie de rey sino el empleado por anatomía patológica. Esta

razón impuso que la generalidad de los experimentos se realizara con volúmenes menores

a 850 mnr'; se garantiza de esta forma un ahorro considerable de recursos y de tiempo, así

como un mejor aprovechamiento de estos animales.

ti conocimiento de la variabilidad natural de crecimiento de los diferentes tipos de tumores

en hospederos diferentes permite dilucidar si los efectos de la CED en los tumores son debido

a la acción de este agente físico y/o a la variabilidad natural de los tumores.

3.2.2. Estudio del efecto antitumoral de la CED sobre el tumor de Ehrlich al utilizar las

terapias catódica y anódica con dosis de CED de 1,8 y 4,0 mA durante 60 y 30 minutos,

respectivamente

La figura 3.2 muestra el crecimiento del volumen del tumor maligno de Ehrlich en tres grupos

experimentales (tópico 2.6.2). En las tablas 3.3 y 3.4 se exponen los porcentajes de necrosis

de este tumor tratado con terapia catódica y anódica, respectivamente, a las 24; 48 >72

horas postratamiento.

Además se puede observar una disminución significativa (P = 0,008) de los volúmenes de

Volumen (mm )*

Pie de rey Anatomía patológica

80.7 ± 5.2 77,0 ± 3,2

403,1 ±9.2 392,5 ± 8,6

1 010,3 ± 40.3 980.2 ± 32,1

2 015.2 ± 103,9 1 950.7 ±81,4

Por grupo experimental (n = 10) se reporta el valor promedio aei voiumcn y c, cu,

{£Sl


los tumores tratados con CED catódica de un solo estímulo con respecto al grupo control,

electo que fue más acentuado para 4,0 mA. En el grupo tratado con dosis de 4,0 mA durante

30 min fueron desechados 2 animales por tener Tenia y murieron antes de aplicarles la

terapia con este agente extemo. La presencia de este parásito fue posteriormente verificada

por el Laboratorio Provincial de Veterinaria de Santiago de Cuba, según las Normas Cubanas

NC-803 (1985). NC-763 (1984) y NC-863 (1987) relacionadas con la técnica de necropsia,

método de inclusión y cortes de tejidos, y métodos de coloración para estudio de tejidos,

respectivamente.

Los resultados de la figura 3.2 son corroborados con los mostrados en la tabla 3.3. en la

cual se pone de manifiesto que los porcentajes de necrosis en los grupos tratados fueron

significativamente mayores comparados con los del grupo control, particularmente en el

grupo que se aplicó electroterapia de 4,0 mA, aspecto demostrado con el uso de la terapia

catódica. Resultados similares fueron observados cuando la terapia anódica fue utilizada

(tabla.>.4). Los estudios anatomopatológicos revelaron que en los tumores tratados se

obscrxó alrededor del electrodo (cátodo en el caso de la terapia catódica o ánodo en el caso

de la anòdica) una gran área necròtica extensiva en el tiempo, mientras que en el tejido

sano circundante al tumoi también se observó alrededor del electrodo (ánodo en el caso

de la terapia catódica o cátodo en el caso de la anòdica) una pequeña área de necrosis,

no extensiva en el tiempo. Si embargo, el área de necrosis observada en los grupos

controles

fue central.

Se observó que la regresión de los tumores tratados para estas dos dosis de CED fue

mayor en el caso de la terapia anòdica que en el caso de la catódica, hecho que fue

corroborado con los estudios anatomopatológicos (tablas 3.3 y 3.4).


Tabla 3.4. Porcentajes de necrosis del tumor de Ehrlich en el grupo control GC-1, un

grupo tratado con terapia anódica de 1,8 mA durante 60 minutos, GT1-1 y otro grupo

tratado con terapia anódica de 4,0 mA durante 30 minutos, GTI-2, a las 24; 48 y 72

horas

Tabla 3.3. Porcentajes de necrosis del tumor de Ehrlich en el grupo control GC, un grupo

tratado con terapia catódica de 1,8 mA durante 60 minutos, GT1 y otro grupo tratado con

terapia catódica de 4,0 mA durante 30 minutos, GT2, a las 24; 48 y 72 horas

postratamiento Grupos experimentales Porcentaje de necrosis (%)

24 h postratamiento 48 h postratamiento 72 h postratamiento GC 24 ± 5 (n = 5) 28 ± 5 (n = 4) 30 ± 8 (n = 4)

GTI 77 ± 4 (n = 5) 62 ± 8 (n = 5) 60 ± 19 ( n = 5 )

P, =0.004* P, = 0.008* " O

II

o

o

*

GT2 86 ± 6 (n 5 ) 88 ± 4 (n = 5) 92 t 4 (n 5)

P: 0.004* P: - 0.008* p. O.OOS*

P-, - 0.028** P-, = 0.028** P, 0.000**

*1’ \ P; indican las probabilidades obtenidas con el criterio estadístico no paramétrico de suma de

rango de Wilcoxon-Mann-H'liitney de una cola, al comparar los grupos GTI y GT2 con respecto al

GC. respectivamente.

**P-, indica la probabilidad obtenida con el criterio estadístico no paramétrico de suma de rango de

Wikoxon- Mann-HIurney de una cola, al comparar los grupos GT2 y GTI.

Grupos experimentales Porcentaje de necrosis (%)

24 h postratamiento 48 h postratamiento 72 h postratamiento GC-1 20 ± 4 (n = 5) 25 ± 5 (n = 5) 28 ± 8 (n 5)

G 1 1-1 80 ± 6 (n = 5) 85 ± 6 (n = 5) 87 ± 10 (n 5)

P, 0.004* P, =0.008* P, - 0,008*

GTI-2 90 ± 7 ( n = 5 ) 93 ± 8 (n = 5) 95 ± 10 (n 5)

P: = 0,004* P, = 0.004* P2 = 0.004*

y P: indican las probabilidades obtenidas del criterio estadístico no paramétrico de suma de rango

de l'l 'i Icoxo n - Mam i-Whitnev de una cola, al comparar los grupos GT 1-1 y GT1-2 con respecto

al (i( .

respectivamente.


3.2.3. Evaluación de la efectividad de la terapia anódica con CED en dos modelos de

tumores experimentales

L.a figura 3.3 muestra los crecimientos de los volúmenes de los tumores de Ehrlich y

fibrosarcoma Sa-37 tratados con CED respecto a sus controles (tópico 2.6.3). En esta figura

se puede observar que el crecimiento del fibrosarcoma Sa-37 no tratado (GC2) es mayor que

el de Ehrlich (GC1); además, que después del tratamiento con CED los tumores del GT1 y GT2

disminuyeron significativamente (P = 0,004) sus volúmenes cuando son comparados con

GC1 y GC2, respectivamente. También fue observado que el crecimiento del tumor en el GT2

tuvo un retardado significativo (P = 0,02) en relación al de GT1. Los tiempos de doblaje del

volumen de los tumores (TD) se calcularon a partir de la cinética de crecimiento, y fueron

2,50 días para el. GCl, 1,31 días para el GC2, 9,23 días para el GT1 y 16.51 días para el GT2.

Estos valores indican que el TD en el GT1 fue 3,7 veces mayor que en el GC 1, sin embargo,

este tiempo de doblaje en el GT2 fue 12,6 veces mayor que en el GC2. Asimismo, el TD en

GT2 fue 1,7 veces mayor que en el GT1. También, la figura 3.3 ie\ c 1 a que ambos tipos

de tumores tratados con CED después de sus regresiones mostraron un leciecimiento,

menos pronunciado para el tumor fibrosarcoma Sa-37, según experiencias previas

realizadas en el grupo de investigación.


3.2.4. Evaluación de la efectividad de la terapia anódica con CED en dos modelos diferentes

de ratones

La figura 3.4 muestra la efectividad de la CED en los organismos BALB/c y C57BL/6

portadores del tumor fibrosarcoma Sa-37 comparado con sus respectivos grupos controles

(tópico 2.6.4). Estos resultados revelan que existió un retardo significativo (P = 0,02) en el

crecimiento del tumor fibrosarcoma Sa-37 en los ratones C57BL/6 (GT1-1 y GT1-2) en

relación con el de los ratones BALB/c (GT2-1 y GT2-2) para las dos dosis de CED utilizadas.

Después que la CED fue suministrada a los tumores de GT1-1, GT1-2, GT2-1 y GT2-2, se

observó que sus volúmenes disminuyeron significativamente (P = 0,004) con respecto a sus

Figura 3.3. Crecimiento del volumen del tumor. GC1 y GT1 son los grupos control y tratado con

terapia anodica de 5.0 mA durante 30 minutos correspondiente al tumor de Ehrlich. GC2 y GT2 son

los grupos control y tratado con terapia anódica de 5,0 mA durante 30 minutos correspondiente al

tumor fibrosarcoma Sa-37. Cada punto experimental representa el promedio y el error estándar de

la media (representado por la barra).


respectivos grupos controles (GC1 y GC2), en los cuales se observó siempre un crecimiento

de sus volúmenes, el más rápido fue el hospedero C57BL/6. También se obtuvieron

diferencias significativas (P = 0,028) entre los volúmenes de los grupos tratados, para las

mismas dosis de CED y para los diferentes valores de estas, que más marcada para los

ratones BALB/c.

3.2.5. Estudio del efecto antitumora! de la CED sobre el tumor de Ehrlich utilizando el

esquema anódico con uno y dos ánodos

La figura 3.5 muestra el crecimiento del volumen del tumor de Ehrlich en tres grupos

experimentales (tópico 2.6.5). Además, que el crecimiento de los tumores del GC (grupo no

tratado con CED) es similar al descrito por el modelo de Gompertz [227-233], a partir de este

se obtuvo el valor del TD del tumor de Ehrlich que fue 2,28 días. Después de aplicada la CED.

los tumores de los GT1 y GT2 mostraron una disminución de sus volúmenes y un aumento

del TD significativos (P < 0,05), con respecto a los controles. Los TD para los grupos GT1 y

GT2 fueron 3,97 y 7,92 días, respectivamente. La disminución del volumen tumoral

observada en los dos grupos experimentales fue más acentuada para el GT2, en el cual se

utilizó la configuración de dos electrodos dentro del tumor. Los tumores que menos rápido

proliferaron después de aplicada la CED fueron aquellos que presentaron mayor TD, en este

caso los del GT2.

Figura 3.4. Crecimiento del volumen del tumor fibrosarcoma Sa-37. GC1, GT1-1 y GT1-2 so n los

grupos control, tratado con terapia anódica de 1,8 mA durante 60 minutos y 5,0 mA durante 30 mi nutos

correspondiente al organismo C57BL/6. GC2, GT2-1 y GT2-2 son los grupos control, tratado s con

teiapia anódica de 1.8 mA durante 60 minutos y de 5.0 mA durante 30 minutos correspondient e al

organismo BAl B c . Cada punto experimental representa el promedio y el error estándar de la med ia

(representado por la barra).


3.2.6. Evaluación de la terapia anódica sobre el tumor fibrosarcoma Sa-37 con cuatro

electrodos

En la figura 3.6 se presenta la comparación de las curvas de crecimiento del tumor fibrosarcoma Sa-

37 no tratado y tratado con CED (tópico 2.6.6). Se puede observar que después de aplicada la CED. los

tumores del GT mostraron una disminución significativa de sus volúmenes con relación con los del GC

(P = 0,002). De las curvas de crecimiento se obtuvieron los TD: 2,6 días para los tumores del GC y 13,0

días para el GT. El tiempo de doblaje de los tumores tratados con CED resultó ser 5 veces mayor que

el de los no tratados.

Figura 3.6. Crecimiento del volumen del tumor fibrosarcoma Sa-37: un grupo control, GC y grupo

tratado con esquema anódico de 5,0 mA durante 30 min, GT2. Cada punto expeiimental lepresenta

ti promedio y el error estándar de la media (representado por la barra).

Figura 3.5. C recimiento del volumen del tumor

de Ehrlich: grupo control. GC, tratado con

esquema anódico de 5.0 mA durante 30 min, GI I

y tratado con esquema anódico con dos ánodos

insertados en el tumor de 5.0 mA durante 30 min.

GT2. Cada punto experimental representa el

promedio y el error estándar de la media

(representado por la barra).

— GC (: l - 10) • C’T (n = 10)

54 Capítulo 3: Resultados

La tabla 3.5 muestra los porcentajes de necrosis del tumor fibrosarcoma Sa-37 pertenecientes a

los grupos control, GC (n = 3) y tratado, GT (n = 3). Los resultados de esta tabla demuestran que

los porcentajes de necrosis de los tumores del GT fueron significativamente mayores (P = 0,02) que

para los tumores del GC, después de suministrada la CED.

La figura 3.7 presenta la necrosis de los tumores control (figura 3.7a) y tratado con 5,0 mA durante

30 min (Figura 3.7b). En estas se observan que la necrosis en los tumores no tratados lúe aleatoria

en todo el tumor; sin embargo, la necrosis de los tumores tratados con

este agente tísico tue extensiva en el tiempo, resultados que aparecen reflejados en la tabla 3.5.

En todos los tumores del GT se observó la presencia de una respuesta inflamatoria aguda, no presente

en ninguno de los tumores del GC. Asimismo hubo infiltración peritumoral de linfocitos y células

plasmáticas; sin embargo, no se encontraron diferencias significativas (P > 0,05) en los resultados

obtenidos al compararlos. El grado de intensidad de este hallazgo peritumoral, en ambos grupos

experimentales, fue moderado (++) a las 24; 48; 72; 96 y 120 horas postratamiento. En todos los

tumores del GT se observó congestión vascular e infiltrado de polimorfonuclear neutrófilo, pero estos

hallazgos peritumorales no fueron vistos en ninguno de los tumores del GC. El grado de intensidad de

los mismos fue severo (+++) a las 24; 48; 72 y 96 horas después de aplicada la CED; sin embargo,

después de las 120 horas postratamiento fue moderado (++). Se encontraron diferencias significativas

entre los resultados de estos hallazgos peritumorales de los grupos control y tratado (P = 0,02).

Tabla 3.5. Porcentaje de necrosis del tumor fibrosarcoma SA-37, en porciento, de

los grupos control (GC) y tratado (GT) con 5,0 mA durante 30 minutos, a las 24;

48; 72; 96 y 120 horas

postratamiento _________________________ _____________________

________________________________________ Tiempo postratannento (horas) GC GT

' 24 24 ± 2 (n = 3) 80 ± 7 (n = 3)

48 26 ± 3 (n = 3) 87 ± 6 (n 3) 72 28 ± 4 (n = 3) 90 ± 6 (n = 3) 96 29 ± 5 (n = 3) 93 ± 5 (n = 3)

120 31 ± 6 (n = 3) 86 ± 4 (n = 3)


3.2.7. Estudio del efecto antitumoral de la CED sobre el tumor de Ehrlich al utilizar el

esquema anódico y anódico-catódico

La figura 3.8 muestra el crecimiento del volumen del tumor de Ehrlich en cuatio grupos experimentales

(tópico 2.6.7). En los tumores tratados hubo una disminución significativa en el volumen (P = 0,028)

en relación con los tumores no tratados, y fue más marcada en el

Figura 3.7. Patrón de necrosis de los tumores: (a) correspondiente al grupo control y (b) correspondiente

al grupo tratado a las 96 horas después de aplicada la electroterapia anódica con CED de 5,0 mA

durante 30 minutos.


grupo tratado con 5,0 mA durante 30 min (GT3). Los valores medios y errores estándar del TD se

determinaron a partir de las cinéticas de crecimiento de los tumores, fueron 2,74 ± 0,17; 5.30 ± 0,18;

5,37 ± 1,30 y 12,55 ± 0,47 días, para GC, GT1, CT2 y CT3, respectivamente. Un incremento

significativo del TD para los tres grupos tratados (P < 0,05) en relación al GC se observó, y más

marcado en el GT3. A partir de las cinéticas Je crecimiento de los tumores tratados también se obtuvo

el porcentaje de regresión (PR) (ecuación 2.2), en comparación con GC, que fue para el GT1 de 15,8 %

y para el GT2 de 20,8 %, mientras que para el GT3 de 67,8 %. Este PR explica el porcentaje de

disminución del volumen de los tumores tratados después de aplicada la CED con respecto a su

volumen inicial, instante en que fue aplicado este agente físico.

En la figura 3.8 se puede observar que no existen diferencias significativas (P > 0,05) entre las

cinéticas de crecimiento de los grupos GT1 y GT2; sin embargo, si las hubo (P < 0,05) entre los

porcentajes de regresión de estos grupos experimentales. Un recrecimiento del volumen de los

tumores ocurrió en los tres grupos tratados después de la regresión de los mismos debido a la acción

de la CED. El recrecimiento más lento fue en el GT3.

Figura 3.8 Crecimiento del volumen del tumor de Ehrlich: grupo control, GC, grupo tratado con

esquema anódieo y dosis de 1.8 mA durante 60 min, GT1, grupo tratado con esquema anódico y

dosis de 1,8 mA durante 60 min. GT2 y otro grupo tratado con esquema anódico-catódico y dosis

de 5,0 mA durante 30 min, GT3. Cada punto experimental representa el promedio y el error

estándar de la media (representado por la barra).

Capítulo 3: Resultados

3.2.8. Evaluación de la efectividad de la CED sobre el fibrosarcoma Sa-37 al utilizar la

terapia anódica con dos ánodos y un cátodo

La figura 3.9 muestra el crecimiento del volumen del tumor fibrosarcoma Sa-37 en tres grupos

experimentales (tópico 2.6.8). En esta se evidencia que los tumores del GC tuvieron siempre un

aumento creciente de sus volúmenes. A partir de la cinética de crecimiento del tumor fibrosarcoma

Sa-37 fue calculado el valor del TD, 2,57 días. Sin embargo, después de aplicada la CED, los tumores

de los GT1 y GT2 mostraron una disminución significativa (P = 0,016) de sus volúmenes en relación

con los controles; luego crecieron. Esta disminución del volumen tumoral fue más acentuada para el

GT2. A partir de los datos experimentales de los grupos GT1 y GT2 se obtuvo que sus TD fueron 7,89

y 13,0 días, respectivamente.

Figura 3.9. Crecimiento del volumen del tumor de Ehrlich: un grupo control, GC. un grupo tratado con

esquema anódico de 1,8 mA durante 60 min, GT1 y grupo tratado con esquema anódico con dos

ánodos insertados en el tumor de 5,0 mA durante 30 min, GT2. Cada punto experimental representa

el promedio y el error estándar de la media (representado por la barra).

3.2.9. Evaluación del efecto antitumoral de la CED sobre los tumores de Ehrlich y

tlbrosarcoma Sa-37 al utilizar la terapia anódica-catódica y variar la cantidad de

carga eléctrica

La figura 3.10 muestra la comparación de los crecimientos de los volúmenes de los tumoies de Ehrlich

y tlbrosarcoma Sa-37 tratados con diferentes cantidades de carga eléctrica en relación con sus grupos

controles (tópico 2.6.9).

En las tablas 3.6 y 3.7 se representan los tiempos de doblaje promedio, TD (en días), y los porcentajes

o

57


de regresión, PR (%), de los tumores de Ehrlich y fibrosarcoma Sa 37 divididos en sus correspondientes

grupos experimentales.

Como se muestra en la tabla 3.6 y en la figura 3.10, los tumores de Ehrlich en ratones tratados con

CED fueron inhibidos significativamente comparados con los tumores de los ratones no tratados (P =

0,02). Esta inhibición del crecimiento del tumor seguido del tratamiento con CED fue observado en

cada ratón. Efecto similar del tratamiento con CED se produjo en los ratones portadores del tumor

fibrosarcoma Sa-37, pero resultó una inhibición significativa del crecimiento del tumor (P - 0,008). Es

decir, la sensibilidad a la C ED de ambos tipos de tumores aumentó con el incremento de la cantidad

de carga eléctrica aplicada, y el tumor fibrosarcoma Sa-37 fue más sensible que el tumor de Ehrlich

bajo la misma cantidad de carga eléctrica.

La regresión completa del tumor de Ehrlich fue observada 25 días después del tratamiento con 92

C/cm3; sin embargo, para el tumor fibrosarcoma Sa-37 esta fue observada 15 días después del

tratamiento con 80 C/cm3.

58


Tabla 3.6. Tiempo de doblaje medio de los tumores de Ehrlich y fibrosarcoma Sa 37

Tabla 3.7. Porcentaje de regresión de los tumores de Ehrlich y fibrosarcoma Sa 37 tratados con CED

En la figura 3.1 1 se representan las razones de sobrevida de los ratones portadores de los tumores

de Ehrlich y fibrosarcoma Sa 37 divididos en sus correspondientes grupos experimentales

mencionados anteriormente. Para ambos tipos de tumores las razones de sobrevida de los ratones

tratados con CED fueron significativamente mayores al ser comparadas con aquellas de sus

respectivos controles. En esta figura también fue observado que las razones de sobrevida fueron 80

% (8/10) para el tumor de Ehrlich (GT1-3) y 90 % (l) 10) para el tumor fibrosarcoma Sa-37 (GT2-3).

Los ratones curados fueron sacrificados a los 100 días postratamiento. Antes del sacrificio, los

animales estuvieron activos y en buenas condiciones físicas con el peso corpoial adecuado; tuvieron

además buena conducta y apariencia normal. Después del saciihcio, los hallazgos histopatológicos

Tumor Ehrlich Tumor fibrosarcoma Sa-37

GC1 GT1-1 GT1-2 GT1-3 GC2 GT2-1 GT2-2 GT2-3

TD1 2.4 ± 0,3

6,8 ± 0,7

16.9 ± 2.4

X ' 1,6 ±0,2

11,2 ± 1,3

23,6 ±3.8

r. ’

Tl\, - TD,., 2,9 7.1 x' " 7,0 14.9 Y '

Coeficiente de

regresión

Tumor de Ehrlich Tumor fibrosarcoma Sa-37

GT1-1 GT1-2 GT1-3 GT2-1 GT2-2 GT2-3

PR (%) -- 69,4 85,9 100 74,1 89,9 100

59


de los tumores en cada uno de esos ratones mostraron necrosis completa. La serología y hallazgos

histológicos de los órganos no revelaron anormalidades. La muerte de un ratón un día después del

tratamiento con CED fue observada en el GTl-. yTambién fue observada la muerte de un ratón a los

25 días postratamiento en el G T1-3 y 50 dias en GT2-3. inmediatamente después del tratamiento

con CED. hubo alta mortalidad de los ratones portadores de ambos tipos de tumores para los que

recibieron una cantidad de

carsa eléctrica mayor a 100 C/cm.

La alta mortalidad observada en los animales tratados con cantidades de carga eléctrica por encima

de 100 C/cm3 pudiera ser explicada por el desbalance de electrol.tos en el suero, resultante de la

carga metabólica generada por la ruptura de los productos tumorales. Esta explicación fue dada por

Griff.n y col. [74], Cabe señalar como aspecto importante que la muerte observada en dos an.males

tratados con CED a los 25 y 50 días postratam.ento, se debe fundamentalmente al canibalismo

mostrado por estos animales, probablemente estimulado por la sangre presente en el tumor después

del tratamiento con CED, lo cual corresponde a una conducta relativamente normal [70, 73, 74, 235,

236], También; se reportó la muerte de un animal, en uno de los grupos tratados, un día después del

tratamiento con CED, hecho que fue explicado porque la inserción de los electrodos en el tumor

maligno indujo daños en los pulmones debido a la cercanía del cáncer a este órgano por el proceso

de inoculación, aspecto que fue confirmado en los estudios histopatológicos.

60


3.2.10. Evaluación de los efectos antitumoral y adverso de la CEO sobre el ratón BAL

Be portador de un tumor de Fhrlich al usar la terapia anódica-catódica

1. a tabla J.S muestia los volúmenes de los tumores de los grupos control positivo (GCP) v tratado con

CED anòdica de 4,0 mA durante 30 min (GT) (tópico 2.6.10). En esta se observa que después de

suministrada la CED a los tumores del GT disminuyen significativa (P = 0,02) de los volúmenes del

tumor comparados con los del GCP.

Cuatro animales murieron después de la terapia. La muerte de un animal a las 24 h postratamiento

fue explicada porque el tumor se extendió hacia su cabeza y la terapia indujo severos daños en los

pulmones, lo cual fue corroborado por los estudios de necropsia y anatomía patológica establecidas

en el Laboratorio Provincial de Veterinaria de Santiago de Cuba, según las Normas Cubanas NC-803

(1985), NC-763 (1984) y NC-863 (1987). Los restantes animales murieron debido al canibalismo de

estos animales, aspecto que es frecuente entre ellos [235, 236].

En la tabla 3.9 se presentan los porcentajes de necrosis de los tumores pertenecientes a los grupos

experimentales mencionados anteriormente (tópico 2.6.10). En esta tabla se puede observar que los

porcentajes de necrosis del GT, a las 24; 48 y 72 horas postratamiento, difirieron significativamente

de aquellos del GCP. Estos altos porcentajes de necrosis explican la disminución de los volúmenes del

tumor, resultado que se muestra en la tabla 3.8. > en la figura 3.12. se observa la extensa área de

necrosis en los tumores tratados con

Tabla 3.8. Volumen del tumor* Grupos

experimentales Dia cero Volumen del tumor

24 h postratamiento 48 h postratamiento 72 h postratamiento

GCP 850,4 ± 3,7 910,0 ±8.2 1 038 ± 13,5 1 317 ± 17,9

(n = 27) (n = 9) (n = 9) (n = 9) GT 849,8 ± 5,5 383,2 ±4,5a 333,6 ± 5,2a 174,2 ± 3,1a

(n = 27) (n = 8)1 (n = 7)2 (n = 8)1

* Data expresada como el volumen medio ± error estándar de la media; n es el número de muestra

estudiada. a I'est de Wilconson-Mann-Whitney muestra las diferencias estadísticamente

significativas entre los volúmenes del tumor a las 24; 48 y 72 horas postratamiento (P = 0,001).

Un animal murió después del tratamiento con CED.

'Dos animales murieron después del tratamiento con CED.

61


62

CED. En los tumores del GCP, el área necrótica estuvo fundamentalmente en sus centros; sin

embargo, algunos focos de necrosis estaban por todo el tumor, según se muestra en la figura 3.13.

En la figura 3.13a se muestra una fotografía de un tumor de Ehrlich inoculado en un ratón BALB/c

antes y después de aplicada la CED.

Tabla 3.9, Porcentaje de necrosis del tumor de Ehrlich

Figura 3.12 Vista panorámica del tumor de Ehrlich (x32). a) 48 horas postratamiento con CED y b)

96 horas despues de aplicado este agente fisico. En ambas figuras se observa un aumento del área

de necrosis ( + ).

Grupos Porcentaje de necrosis

Experimentales 24 h postratarruento 48 h postratamiento 72 h postratamiento

GCP 20 ±3 (n = 9) 23 ±6 (n = 9) 31+8 (n = 9)

GT 54 ± 3a (n = 8)1 61 ± 4a (n = l)1 79 ±5“ (n = 8)1

* Data expresada como el volumen medio ± error estándar de la media; n es el número de

muestra estudiada.

Test de Wilconson-Mann-Whitney muestra las diferencias estadísticamente significativas

entre los volúmenes del rumor a las 24; 48 y 72 horas postratamiento (P = 0,001).

un animal murió después del tratamiento con CED.

' Dos animales murieron después del tratamiento con CED.

Figura 3.13. Vista panorámica del tumor de Ehrlich no tratarla (x32). El símbolo + representa el área de necrosis central.

Capítulo 3 Resultados

Figura 3.13a: Fotografía con una cámara digital de un tumor de Ehrlich

inoculado en un ratón BALB/c antes del tratamiento (a) y a las 48 (h) y

96(c) horas desnués de anlicada la CE.D


En la tabla 3.10 se muestran los pesos de los órganos de los animales del grupo control negativo

(GCN), aparentemente sanos, del grupo control positivo (GCP) y del grupo tratado, GT a las 24; 48

y 72 horas postratamiento. No se encontraron diferencias significativas (P > 0,05) en los pesos

del corazón ni del pulmón m del riñón; sin embargo, hubo diferencias significativas (P < 0,05) en

los pesos del hígado y del bazo de los animales del GT y GCP con respecto a los del GCN. También,

existieron diferencias significativas entre los pesos del hígado y del bazo del GT y del GCP.

Tabla 3.10. Comparación de los pesos de los diferentes órganos dianas entre los grupos control

negativo (GCN), control positivo (GCP) y tratado con terapia anódica de 4,0 mA durante 30 min (GT) a las 24; 48 y 72 horas postratamiento* ________________________________

Peso (g) en el GT

En los hallazgos anatomo-patológicos del pulmón no se encontraron diferencias significativas (P >

0,05) entre los animales de los GT y GCP; sin embargo, se observó que la alteración más frecuente

en estos fue la congestión, la cual fue explicada por la forma de sacrificio de los animales (vía

yugular). No había metástasis ni edema en los animales del GC P y GT; sin embargo, la hemorragia

intralveolar fue más frecuente en los animales del GCP que en los del GT, aunque no se encontraron

diferencias significativas (P > 0,05). La hemorragia intraparenquimatosa fue más común en los

animales del GCP y también se observó en algunos animales del GT, no encontrándose diferencias

significativas (P > 0,05).

Órganos Peso (g) en el

GCN Peso (g) en el 1

GCP 24 h

postratamie

nto

48 h

postratamiento 72 h

postratamiento

C orazón 0,16 ±0,02 0,12 ±0,02 0,14 ±0,03 0,17 ±0,01 0,15 ±0,03

(n = 10) (n=10) (n = 8)' (n = 7)2 (n = 8)' Pulmón 0.16 ±0,06 0,23 ± 0,07 0,17 ±0,03 0,21 ±0,05 0,25 ±0,10

(n = 10) (a* 10) (n = 8)' (n = 7)2 (n = 8)' Hígado 1.29 ±0,10 1,48 ±0,1 lb 1,60 ± 0,26a 2,30 ± 0,21a 2,13 ± 0,17a

(n- 10) (n = 10) (n = 8)' (n =7)2 (n = 8)' Bazo 0,10 ±0,02 0,28 ± 0,05 b 0,20 ± 0,09 0,34 ± 0,10a 0,30 ± 0,09a

(n- 10) (n = 10) (n = 8)' (n=7)2 (n = 8)' Riñón 0,19 ±0,04 0,18 ±0,03 0,09 ± 0,02 0,26 ± 0,01a 0,25 ± 0,05a

(n = 10) (n“ 10) (n = 8)' (n = 7)2 (n = 8)'

* Los datos son expresados como el peso promedio ± error estándar de la media; n, número de la

muestra estudiada. J

Test de t- Student que muestra las diferencias estadísticamente significativas (P < 0,05) entre los

pesos de los órganos en los GCN y GT. n

Test de t- Student que muestra las diferencias estadísticamente significativas (P < 0,05) entre los

pesos de los óiganos en los GCN y GCP.


también fue observado en el higado en los animales del GT, en relación con los del GCP, una

congestión leve significativa (P < 0,05) a las 24 horas post-tratamiento, no así para las 48 y 72 horas

después de aplicada la CED. No se encontraron diferencias significativas (P > 0,05) en la necrosis

hepatocelular focal, metamorfosis grasa y tumefacción celular de los hígados de los animales de los

GT y GCP. Diferencias significativas (P = 0,016) fueron observadas en el infiltrado linfoplasmocitario

(linfocitos y células plasmáticas) del espacio de porta, entre los hígados de los animales en los

diferentes grupos experimentales. Esto fue más frecuente en los del GCP, que en los del GT.

La alteración morfológica observada en el bazo fue la congestión, la cual apareció en todos los

animales del GCP y en algunos animales del GT a las 48 y 72 horas postratamiento, no encontrándose

diferencias significativas (P > 0,05). No obstante, a las 24 horas después de aplicada la terapia no

hubo congestión en los animales del GT, pero si en la mayoría de los animales del GCP,

encontrándose diferencias significativas (P = 0,02) entre estos grupos experimentales. En los

animales del GCP y GT no se observó hemorragia intraparenquimatosa.

En la tabla 3.11 se exponen los hallazgos peritumorales del grupo control positivo y tratado a las 24;

48 y 72 horas postratamiento: en todos los tumores del GCP y GT se observó infiltrado

linfoplasmocitario, sin diferencias significativas entre ambos grupos (P > 0,05). En la figura 3.14 se

muestra dicho infiltrado.

La infiltración neutrofílica y de monocitos, así como la congestión vascular estuvieron en todos los

animales del GT y en ninguno de los del GCP. Los grados de intensidades de esos hallazgos

peritumorales fueron severos en el GT, según resultados que se exponen en la tabla 3.11 y en la

figura 3.15. La infiltración de monocitos fue leve a las 24 horas postratamiento y moderada a las 48

y 72 horas después de aplicada la CED (tabla 3.1 1). F.n los hallazgos peritumorales entre el GT y

GCP se encontraron diferencias significativas (P = 0,02). Además, en estos tumores, se observó un

proceso inflamatorio agudo, de moderado a severo, y una gran área de necrosis, alrededor del ánodo

(figuias J.15 y 3.16),

también, edema intersticial en todos los tumores tratados durante los ti es días de observación.

En los tumores no tratados, esta área fue observada de forma aleatoria en todo el tumor.

Tabla 3.11. Hallazgos patológicos peritumorales en los grupos control positivo (GCP) y tratado con

terapia anòdica de 4,0 mA durante 30 min (GT) a las 24, 48 y 72 horas


Test de Me Nemar muestra las diferencias estadísticamente significativas en los hallazgos

peritumorales a las 24. 4S y 72 horas postratamiento.: aP = 0,004 y bP = 0.008.

Un animal murió después del tratamiento con CED.

Dos animales murieron después del tratamiento con CED.

Nota: Los signos +, ++ y +++, representan los grados de intensidad de alteraciones encontradas: ninguno, ligera, moderada y severa, respectivamente.

Alteraciones encontradas

Grupos Número de ratones (% del total) en diferentes grados de

alteración c

+ ++ +++

Infiltrado hnt'oplasmoeitario

GCP (n = 9)

GT. 24 h (n = 8)1

GT. 48 h (n = 7)’

GT. 72 h (n = 8)1

0(0,0) 0(0,0) 0(0,0) 0(0,0)

0(0,0) 0(0,0) 0(0,0) 0(0,0)

9(100,0) 8

(100,0) 7 (100,0) 8 (100,0)

0 (0.0) 0 (0,0)

0(0,0) 0(0,0)

Infiltrado neutrofílico

GCP (n = 9)

GT, 24 h (n = 8)1

GT. 48 h (n = 7)2

TG, 72 h (n = 8)1

9(100,0) 0(0,0) 0 (0,0) 0(0,0)

0(0,0) 0 (0,0)

0(0,0) 0(0,0) 0(0,0) 0(0,0) 0(0,0) 0(0,0)

0(0,0) 8 (100,0)'“ 7 (100,0) h 8 ( 100,0)a

Infiltrado de

monocitos GC (n = 9) GT,

24 h (n = 8) GT,

48 h (n = 7) TG,

72 h (n =8)

9(100,0)

0(0,0) 0(0,0) 0 (0,0)

0 (0,0) 8 (100,0) a

0(0,0) 0 (0,0)

0(0,0) 0 (0,0)

7(100,0)“ 8

(100,0)“

0(0,0) 0 (0,0)

0 (0,0) 0 (0.0)

Congestión vascular GCP (n = 9)

GT, 24 h (n = 8)1

GT, 48 h (n = 7)2

GT, 72 h (n = 8)1

9(100,0) 0(0,0) 0(0,0) 0(0,0)

0(0,0) 0(0,0)

0(0,0) 0(0,0) 0 (0,0) 0(0,0)

0(0,0) 0 (0,0) 0(0,0) 8 (100,0) a 7 (100,0) b 8 (100,0)a


Figura 3.15. Infiltrado de neutrófilos (N), monocitos (M) y linfocitos (L) en tumores tratados con C

ED a las 24 horas postratamiento (x400).


En los GCN, GCP y GT fueron medidas las variables hematológicas, y no se encontraron diferencias

significativas (P > 0,05) en estas: hemoglobina; hematocrito; concentración de hemoglobina

corpuscular media; plaquetas y conteo total de leucocitos. Sin embargo, entie estos grupos si se

encontraron variaciones significativas (P < 0,05) en las variables del comeo diferencial (linfocitos,

monocitos y polimorfonuclear neutrófilo).

En la tabla 3.12 se hace una comparación de los iones sodio (Na+) y potasio (K.), así como de la

relación sodio/potasio (Na+/K7) entre los GCN, GCP y GT a las 24; 48 y 72 horas después de aplicada

la CED; en la'misma se puede observar que las concentraciones de Na*. K‘ y Na+/K+ en el GCN fueron

152 ± 2,6 mM/1; 7,3 ± 0,5 mM/1 y 20.8, respectivamente. Además, se encontraron diferencias

significativas (P < 0,05) en esos parámetros químicos entre el GCP y el GT en relación con el GCN,

24 horas después del tratamiento. En la tabla se aprecia que en el GCP los niveles de sodio son altos

y los de potasio bajos y como una consecuencia una alta razón Na+/K+. Sin embargo, fue observado

que los niveles de sodio disminuyen y los niveles de potasio se incrementan en el G I después de la

24 h postratamiento. Existieron diferencias significativas (P < 0,05) en esos parámetros químicos

entre el GCP y el GT.

Figura 3.16. Vista con un mayor aumento (xlOO) de la Respuesta Inflamatoria Aguda. CV representa

la congestión vascular y N al infiltrado de neutrótilo.


3.3. Modelo de Gompertz modificado para describir las diferentes respuestas de los

tumores después de tratados con CED

Las figuras 3.17-3.24 (Anexo VI) son las representaciones gráficas de la ecuación modificada de

Gompertz (ecuación 2.4) y muestran las diferentes respuestas de los tumores malignos tratados con

diferentes dosis de CED (casos i = 0,6; 1,8; 5,0; 7,0, 10,0, 15,0 y

25,0 mA) y el caso particular correspondiente al tumor maligno no tratado (caso i = 0 mA) a partir

de un cierto volumen inicial (V„ = 100 mnv). Las figuras 3.17-3.20 corresponden al caso de un tumor

maligno caracterizado por los parámetros i„ - 5,0 mA, oc - 0,6 días,

= 0,2 días'1 con diferentes valores del parámetro y (y = 0,016; 0,05; 0,1 y 1 días '); mientras que las

figuras 3.21-3.24 para los mismos valores de los parámetros / c representan a un tumor maligno

que el caso anterior para los parámetros a - 0,6 días, - 0,4 días1. En las figuras 3.25-3.28 y 3.29-

3.32 se representan, para los mismos valores de i, i0 y y, las respuestas de otros tumores malignos

con parámetros a - 0,3 días, 0= 0,08 días'1 y a 0= 0,3 días'1, j8 = 0,1 días'1, respectivamente.

En estas figuras se puede apreeiar que para valores de / por debajo de /, se obtiene la respuesta

progresión de la enfermedad (figuras 3.20; 3.24; 3.28 y 3.32 para i = 1,8 mA), mientras que para

/ próximo a i„ la respuesta es no cambio (figuras 3.17-3.19; 3.23;

0

3.25- 3.27; 3.30 y 3.31 para i = 1,8 mA y figuras 3.20; 3.24; 3.28 y 3.32 para i = 5,0

mA). Sin embargo, para valores de i mayores al de i0 se observa otras respuestas con

Grupos Niveles de sodio y potasio

24 h postratamiento 48 h postratamiento 72 h postratamiento

GCE (n = 9) (n = 9) (n = 9)

Na+ (mmol/L) 175,3 ±3,8 177,1 ±2,1 179,5 ±4,2 K+ (mmol/L) 4.7 ± 1,7 4.5 ± 1,9 4,0 ± 1,2

N aK . ' 37,3 39,4 44,9

GT (n = 8)' (n = 7)2 (n = 8)1 Na* (mmol/L) 165,1 ±2,3a 163,1 ± 1,5a 158,9 ± 2,2a K+ (mmol/L) 5,5 ± 0,7a 6,0 ± 1,2a 6,9 ± 0,8a

Na+/K+ 30,0 27,2 23,0

*Data expresada como valor medio error estándar de la media, n, número de muestra estudiada

Test de Student. P < 0.05.

' Un animal murió después del tratamiento con CED.: Dos animales murieron después del tratamiento con CED.


comportamientos diferentes a las mencionadas antes: respuesta parcial (figuras 3.17-3.19;

>?] _3 ~>y T, 95.3 27; 3.29-3.31 para i = 7,0 mA) y respuesta completa (figuras 3.17-3.20,

3.25- 3.32 para i > 10,0 mA y figuras 3.21-3.24 para i> 15,0 mA).

Las figuras 3.17-3.32 revelan que la ecuación 2.4 reproduce el comportamiento de los tumores

no tratados, caso correspondiente a / = 0 mA. El crecimiento de los tumores malignos tratados

con CED simulados con el mayor valor del parámetro a (figuras 3.17-3.20; 3.25-3.28) fue más

rápido que los simulados con el menor valor de este parámetro (figuras 3.21-3.24; 3.29-3.32).

Por otro lado, la simulación de la ecuación 2.4 reveló la existencia de otras dos respuestas: una

intermedia entre las respuestas de no cambio y parcial, denominada respuesta retardada, que se

caracteriza porque existe un retardo significativo del tumor tratado con respecto a su grupo

control pero no se observa una regresión del volumen tumoral. La simulación sugiere que esta

respuesta puede ocurrir como un retardo del crecimiento del tumor pero con una tendencia a

crecer en el tiempo, denominada respuesta retardada en progresión (figuras 3.17-3.19; 3.21-

3.23; 3.25-3.27; 3.29-3.31 para i = 5,0 mA, figuras 3.21; 3.22 y 3.29 para / = 1,8 mA y figuras

3.20 y 3.28 para i = 7,0 mA) o como un retardo del crecimiento del tumor, pero con una

tendencia a mantenerse estacionaria en el tiempo, denominada respuesta retardada estacionaria

(figuras 3.24 y 3.32 para i = 7,0 mA). Otra respuesta intermedia es revelada entre las respuestas

parcial y completa, denominada respuesta parcial estacionaria, en la que se observa una

disminución del volumen tumoral hasta un cierto valor asintótico diferente de cero, por debajo

del volumen inicial, y luego se mantiene constante en el tiempo (figuras 3.21-3.24 para i = 10,0

mA).

En la respuesta parcial hay un mínimo del volumen tumoral, el cual se alcanza en el punto it- •

Vm,n) y se puede determinar a través de la primera derivada de la función í, (/ ) (ecuación 2.4), de

lo que resulta la siguiente ecuación trascendente:


P e "' [a, (l - e '/’)+ a2 J+ (l - e'11' )<3, y e~r' = 0 (3.1)

Sustituyendo en la ecuación trascendente 3.1 los valores de i0, p, y e i = 7,0 mA para los cuales se

obtuvo la respuesta parcial (figuras 3.17-3.19; 3.21-3.23; 3.25-3.27; 3.29-3.31) se calcularon

sus respectivos tiempos para los cuales el volumen alcanza su mínimo (tmin). Si los valores de tm¡n

y a se sustituyen en la ecuación 2.4 se puede determinar sus respectivos valores del volumen

mínimo (Vmin). En la tabla 3.13 se muestran los pares (tmm, Vmm) calculados a través de las

ecuaciones 3.1 y 2.4, donde tmjn está dada en días y Vmm en mnr.

Tabla 3.13. Mínimo de la ecuación de Gompertz modificada (ecuación 2.4) para i = 7,0 mA e i0

= 5,0 mA y diferentes valores de los parámetros a, p y y

La tabla 3.13 revela que el mínimo de la función 2.4 es más pronunciado para: 1) el menor valor

de y (y = 0,016 días'1) si se mantienen constantes los parámetros a y p, 2) el mayor valor del

parámetro P para los valores constantes de a y y, excepto el caso de y = 1 dias, 3) el valor más

grande de ct con y constante y cualquier valor de p, con excepción de y = 1 días'1.

La efectividad antitumoral de la CED crece en la medida que el mínimo del volumen tumoral se

hace más pronunciado, aumenta con la disminución del parámetro y para valoies de i < 2 sin

embargo, para los valores de / > 2 no hay cambio en la respuesta paicial estacionaria ni en la

completa independientemente del valor de este parámetro.

En las figuras 3.33-3.36 (Anexo VI) se muestran los mapas de contorno y de superficie obtenidos

de la simulación del parámetro a, en días (ecuación 2.9) en función del

parámetro y (días) y de los días postratamiento para diferentes valoies de ex (días) y un \ alor fijo de

i (mA), respectivamente. Estas figuras revelan que el incremento del parámetro

y < dias 1 ) Minimo de la ecuación de Gompertz modificada (/ = 7,0 mA, i0 = 5,0 mA)

a = 0.6 días’1

p = 0.2 dias 1

a = 0,6 dias'1

(3 = 0.4 dias'1

a = 0,3 dias'1

P = 0,08 dias

1

a = 0.3 dias 1

P - 0.1 días 1 Yi = 0,016 (8,9; 48,7) (6,1; 54,4) (12,8; 55,6) (11,9; 58,8)

Y: = 0,05 (4,4; 66,3) (3,5; 74,1) (5,2; 76,7) (5,0; 77,7)

y, = 0.1 (2,5; 77,7) (2,2; 81,4) (2,8; 86,4) (2,7; 86,7)

Ï4 = 1 (0,3; 96,9) (0,3; 96,9) (0,3; 98,4) (0,3; 98,4)


a. para un determinado valor de i, conduce a un incremento del parámetro ot, aspecto que indica

una disminución de la efectividad antitumoral de la CED, y se evidencia de forma marcada para los

niveles de i más bajos (figuras 3.33 y 3.34). También estas figuras corroboran que el parámetro a

incrementa con el aumento del parámetro y.

Las figuras 3.37-3.39 (Anexo VI) muestran los mapas de contorno obtenidos de la simulación del

parámetro a, en días’1 (ecuación 2.9) en función del parámetro i (mA) y de los días postratamiento

para diferentes valores de a (días1) y un valor fijo del parámetro y (días). Estos mapas evidencian que

el parámetro a disminuye con el incremento del valor de i y la disminución del parámetro y. De estas

figuras es interesante destacar el cambio de forma en los contornos, observado para valores de i >

5,0 mA. Esto se corrobora de forma más clara en la figura 3.40 (Anexo VI), que muestra los mapas de

contorno obtenidos de la simulación del parámetro a, en días'1 (ecuación 2.9) en función del

parámetro i/i„ y a (dias'1) para un valor fijo del parámetro y (días1).

En las figuras 3.41 y 3.42 (Anexo VI) se muestran los mapas de contorno y de superficie obtenidos de

la simulación del parámetro P, en días’1 (ecuación 2.10) en función del parámetro / (mA) y de los días

postratamiento para diferentes valores de y (días1) y un valor fijo del parámetro P (días '),

respectivamente. De la figura 3.42 es interesante destacar los picos que aparecen en el parámetro (3*

para los valores de i entre 5,0 y 10,0 mA, hecho que ayuda a comprender sus respectivos mapas de

contornos, en los cuales se observan discontinuidades, según se muestra en la figura 3.41.

La figura. v4. i muestra los mapas de superficie obtenidos de la simulación del parámetro

(J, en días (ecuación 2.10) en función del parámetro y (días1) y de los días postratamiento

para diferentes valores de / (mA) y un valor fijo del parámetro p (días'1). En esta figura se

icsalta los pico que aparecen para i = 7,0 mA; sin embargo, para los otros valores de i no aparece tal

situación.

Los resultados mostrados en las figuras 3.17-3.43 señalan que existe una zona interesante en el

crecimiento de los tumores malignos después de aplicada la CED para' el rango de

5,0 a 10,0 mA, que lúe explorada de forma más fina, según se muestra en la figura 3.44. En esta

figura se corrobora que la electividad antitumoral de la CED crece con el incremento del valor de

i y con la disminución del parámetro y.

La figura 3.45 muestra el ajuste de los datos experimentales mostrados en la figura 3.10 para

los tumores experimentales de Ehrlich y fibrosarcoma Sa-37 al utilizar el modelo modificado de


Gompertz. Los resultados de este ajuste se muestran en las tablas 3.14 \ 3.15, respectivamente.

Tabla 3.14. Parámetros del modelo modificado de Gompertz obtenidos del ajuste de los datos

experimentales del volumen del tumor de Ehrlich en el tiempo, según la figura 3.10

Tabla 3.15. Parámetros del modelo modificado de Gompertz obtenidos del ajuste de los datos

experimentales del volumen del tumor fibrosarcoma Sa-37 en el tiempo, según la figura 3.10

Los resultados en las tablas 3.14 y 3.15 muestran la factibilidad del modelo de Gompertz para

describir el crecimiento de los tumores malignos experimentales pertenecientes a los grupos

controles y tratados con CED, aspecto que puede ser corroborado porque la bondad de ajuste (f

) es mayor a 0,98. Estas tablas revelan que el incremento de la intensidad de la CED trae consigo

una disminución del parámetro a; sin embargo, un salto se obseiva en los

parámetros [3 y y. También a partir de las mismas se puede calcular la relación —, en los o

grupos GC, GT1, GT2 y GT3 del tumor de Ehrlich cuyos resultados son 0,0; 1,54; 1,57 y

16.61. respectivamente (tabla 3.14); mientras que para los grupos pertenecientes al tumor

fibrosarcoma Sa-37 los valores de esta razón son 0,0; 1,57; 1,59 y 10,24 (tabla 3.15).

Estas respuestas del tumor tratado con CED y el caso particular del crecimiento del tumor maligno

no tratado permiten que la ecuación 2.4 sea escrita de la manera siguiente:

Grupos experimentales

Parámetros del modelo modificado de Gompertz

a (dias ')P P (días1) y (días 1 ) i o ( m A ) r

GC 0,449 ±0,015 0,247 ± 0,005 0,000 ± 0,000 0,000 ± 0,000 0,9831 ± 0.0068

GT1 3,551 ±0,018 0.189 ±0,011 0,430 ±0,010 4,255 ± 0,008 0,9892 ± 0.0011

GT2 1,491 ± 0,043 0,0173 ± 0,0009

0,248 ± 0,006 7,316 ±0,005 0,9951 ± 0.0005

GT3 0,057 ±0,018 0.279 ± 0.332 0,206 ± 0,002 1,660 ± 0,451 0,9973 ± 0.0015

Grupos Parámetros del modelo modificado de Gompertz

experimentales a (dias ')P P (días1) y (días 1 ) /„(mA) r" ------ 1

GC 0.513 ±0,027 0.262 ±0,016 0,000 ± 0,000 0,000 ± 0,000 0,9919 ± 0.0072

Gil 1,794 ±0,012 0.142 ± 0,002 0,1842 ± 0,0001

4,342 ± 0,002 0.9980 ± 0.0001

GT2 1,585 ± 0,009 0,0759 ± 0,0002

0,1066 ± 0,0004

7,4313 ± 0,0009

0,9979 ± 0,0001

GT3 0,0066 ± 0,0006 0.195 ±0,038 0,201 ±0,026 1,026 ±0,028 0.9890 ± 0.0010


En esta ecuación los casos i = 0, i «i0, i = i0, i0 < i < 2i0, i = 2i0 e i» 2i0 corresponden a las

respuestas del tumor no tratado, progresión de la enfermedad, no cambio, parcial, parcial

estacionaria y completa, respectivamente.

3.4. Formulación del modelo biófísieo que explique el papel de los potenciales


La ecuación 2.15 muestra que el biopotencial eléctrico en cualquier punto en cada

compartimiento del tumor maligno, es dependiente del gradiente de despolarización

y del biopotencial en su centro, los cuales constituyen la pendiente e intercepto del gráfico del

potencial contra r.


Un incremento del gradiente de despolarización ( c o n d u c e a que los biopotenciales

eléctricos (ecuación 2.15), el campo eléctrico (ecuación 2.16) y la densidad de corriente (ecuación

2.17) sean más negativos, así como un aumento de la densidad de carga superficial en las

fionteras de separación de los compartimientos interiores al tumor maligno y en la frontera que

separa este del tejido sano circundante (ecuación 2.20). Además, esta ecuación revela que la

magnitud eléctrica Ok-i.k (k = 1, ..., N) aumenta con la diferenciación de las conductividades y

permitividades entre los compartimientos del tumor maligno. En la frontera tumor maligno-tejido

sano, aN, N+i crece en la medida que se diferencien estas magnitudes eléctricas entre ambos

tejidos.

La ecuación 2.16 revela que la densidad de corriente también se hace más negativa no solo con

el incremento del término VKtuttl, sino también con el aumento de la conductividad en cada

compartimiento.

El caso particular de k = 1 representa a un tumor homogéneo desde el punto de vista eléctrico,

según se muestra en la figura 2.3b, y las ecuaciones 2.15-2.17 y 2.20 adoptan la siguiente forma:

donde 1 y 2 representan a los tejidos tumoral maligno y sano circundante a este, respectivamente.

Estas ecuaciones revelan que entre más se diferencien el tumor maligno de! tejido sano que le

rodea y la periferia de la neoplasia maligna de su centro mayor es la negatividad de estas

magnitudes eléctricas.

El hecho que la pendiente de la recta sea VK( (4| (tumor heterogéneo eléctricamente) y VK,", (tumor

homogéneo eléctricamente) indican que estas magnitudes pudieran ser


indicadores para la diferenciación entre los tipos de tumor maligno y estar relacionadas con la

agresividad de cada uno de estos.

La figura 3.46 representa las superficies equipotenciales de neoplasias malignas de un

compartimiento (k = 1) y tamaños de 2,5 y 5 cm de diámetros y biopotenciales en el centro de -

90 mV y - 140 mV. Esta figura muestra que la mayor contribución al término VK'’4| k> tiene la

diferencia entre los potenciales bioeléctricos negativos en cada superficie Sk. k+i y su centro () y no

el tamaño del tumor.

Capítulo 4: Discusión 78

CAPÍTULO 4: DISCUSIÓN

4.1. Tumores malignos no tratados

Cuando un tumor sólido se hace clínicamente detectable, ha cumplido ya una parte importante de

su ciclo vital y el crecimiento de este depende de sus características histogénicas y del tipo de

organismo en el cual se desarrolla [1-8, 13, 15]. Las ecuaciones de Gompertz, exponencial,

Bertalanffy y de Verhulst (logística) son las cuatro ecuaciones que describen el crecimiento de las

neoplasias malignas no tratadas más usadas [13, 222, 227]; sin embargo, el consenso de los

autores es que la ecuación de Gompertz (ecuación 2.1) es la más factible para describir el

comportamiento del cáncer [222, 227, 229. 232. 233],

Los resultados de esta investigación demuestran que la ecuación de Gompertz modificada

(ecuación 2.4 o 3.2) para el caso i = 0 mA coincide con la tradicional de Gompertz y describió de

forma satisfactoria el crecimiento de los tumores malignos no tratados de Ehrlich y fibrosarcoma

Sa-37 (figura 3.45, tablas 3.14 y 3.15). Las curvas de crecimiento de estos tumores explican que

el tumor fibrosarcoma Sa-37 es más agresivo que el Ehrlich ya que su crecimiento es más rápido,

y como resultado el tiempo de doblaje del volumen (TD) del tumor fibrosarcoma Sa-37 es más

corto que el de Ehrlich. Aunque no fue objeto de estudio de esta investigación, se conoce que el

TD corto de los tumores malignos se debe, según la ecuación de Still [13], a un tiempo de ciclo

celular corto, fracción de crecimiento alta y velocidad de pérdida celular baja.

El crecimiento de estos tumores no es ilimitado, como ha sido citado en diferentes estudios

a in vitro [1, 13], sino que el volumen de estos tiende a un valor asintótico ( Vuef ), para

valores grandes del tiempo, según se evidencia en la ecuación 2.4 para i = 0 mA. Sin embargo,

este comportamiento asintótico no se mantiene constante en el tiempo, sino que por lo general

disminuye porque al tumor no llegan la cantidad de nutrientes, oxígeno y energía necesarios, lo

que afecta marcadamente su crecimiento. Esto es probablemente debido al estado depauperado

del organismo en este estadio por los cambios irreveisibles inducidos en este por la presencia del

tumor que lo lleva a la muerte.

También en esta investigación se demostró que el crecimiento del tumor maligno no tratado no

sólo depende de sus características histogénicas sino del tipo de organismo en el cual se desarrolla,


lo que fue corroborado porque el tumor de Ehrlich mostró difeiencías en su crecimiento en los

organismos BALB/c y C57BL/6, resultado que también fue comprobado para el tumor

fibrosarcoma Sa-37 en estos dos organismos, lo que pudieia ser explicado por las diferencias que

existen en sus respuestas inmunológicas.

Es importante señalar que el tipo de respuesta inmunológica del organismo determina la velocidad

de crecimiento del tumor maligno, cualquiera que sea su naturaleza. En el caso de que se

desencadene en este una respuesta inmunológica por la presencia de la neoplasia maligna, el

crecimiento se tornaría lento [1, 23, 24]. El hecho de que el iatón C57BL/6 tenga una baja respuesta

inmunológica, comparada con la del BALB/c, explica que el crecimiento de los tumores de Ehrlich

y fibrosarcoma Sa-37 sea más rápido en el C57BL/6 (figura 3.4). La activación del sistema inmune

por la presencia del tumor se hizo evidente por el infiltrado linfoplasmocitario peritumoral

(linfocitos y células plasmáticas) observado en los estudios histológicos del tumor (tabla 3.11 y

figura 3.14).

La variabilidad natural encontrada entre los tumores no tratados de Ehrlich y fibrosarcoma Sa-37

que se desarrollaron en los organismos BALB/c y C57BL/6 puede estar condicionada por las

diferencias en sus características histogénicas (estructura, composición y capacidad de

diseminación) [1,2, 13, 15, 235, 236] y a la individualidad bioquímica de los organismos vivos, a

pesar de la "aparente homogeneidad” que existe en la población de ratones, impuesta por las

condiciones experimentales establecidas.

Ferrante y col. [15] estimaron que el crecimiento del tumor maligno no tratado se describe a través

de un modelo de Gompertz estocástico, y que su razón de crecimiento intrínseca sigue una

conducta estocástica debido a las fluctuaciones experimentadas por la variabilidad de las

condiciones de su entorno. En esta investigación el crecimiento de los tumores controles se

representó por el valor medio del volumen y su desviación estándar; sin embargo, la naturaleza

fluctuante del mismo fue observada, la que se explicó por las interacciones que ocurren en el

tumor maligno y entre este y el tejido sano que le rodea.

Las interacciones que acontecen entre el tumor maligno y el organismo pudieran ser las

consecuencias de la competencia entre estos dos sistemas biológicos por el alimento y espacio, )

de la existencia de varios procesos antagónicos, por ejemplo, uno que evade la i espuesta

inmunológica a través de múltiples mecanismos de escape (el tumor) y otro que lucha poi

destruirlo (sistema inmune). Mientras que las que ocurren en el tumor, pudieran


ser las responsables del incremento de la entropía de las células cancerosas y por ende de la

ncoplasia maligna, lo que conduce a la liberación de sus células, fenómeno denominado

cooperativo, desde esta a otras zonas del organismo, proceso conocido como metástasis.

Una posible vía para explicar las interacciones que tienen lugar en el tumor maligno puede ser a

través del modelo biofisico propuesto en el tópico 2.8, a partir del cual es posible sugerir la

existencia de una fuerza electrostática repulsiva entre las células cancerosas negativas [2] y un

núcleo cargado negativamente en la neoplasia maligna como consecuencia de la migración de las

cargas eléctricas desde la periferia de esta hacia su interior, debida a la alta densidad de carga

superficial existente en la frontera tumor maligno-tejido sano circundante (ctn.n+i) producto de un

posible desequilibrio eléctrico o electromagnético que provoca una diferenciación eléctrica

marcada entre las permitividades v conductividades del compartimiento externo del tumor sólido

(k = N) y el del tejido sano

circundante (k - N+l), caracterizada por el término N+l

entre los biopotenciales eléctricos en ambos comportamientos, representado por VK'1 wl

(ecuación 2.20). En el primer caso, se ha demostrado en tumores malignos experimentales y

humanos que sus permitividades y conductividades son mayores a las del tejido sano circundante

[259, 260]; mientras, que en el segundo se ha comprobado que los biopotenciales eléctricos del

tejido sano son positivos y los del canceroso negativos [64], Esta migración de cargas pudiera

provocar que los biopotenciales eléctricos (ecuación 2.15), el campo eléctrico (ecuación 2.16) y la

densidad de corriente interiores a la neoplasia maligna (ecuación 2.17) son negativos, lo que

corrobora su naturaleza electronegativa [64. 82], y su posible relación con las propiedades

conductoras del tumor, además de su alto contenido de agua [259, 260]. También, este proceso

de migración puede sei el responsable de que las cargas se distribuyan desde la periferia del tumor

maligno hacia su interior, de manera no homogénea por lo que indica la heterogeneidad eléctrica

del mismo,

caracterizada por el término VFt0i+l.

Debido a la estrecha relación entre los parámetros bioeléctricos y fisiológicos de un tejido [216-

220, 259, 260], también confirmada por el Bergues y col. en otros estudios a través del uso de la

Bioimpedancia eléctrica como método de medición, se puede sugem que la

asi como


heterogeneidad eléctrica del tumor maligno y la diferenciación eléctrica entre este y el tejido sano

circundante, están relacionados de forma directa con la heterogeneidad y diferenciación entre

ambos tejidos en el orden fisiológico, variables que a su vez están involucradas con la agresividad

de la neoplasia maligna. A partir de estos resultados se puede sugerir que un aumento de estos

parámetros tiae asociado un incremento de la electronegatividad y agresividad del tumor, como

ocurre en los tumores malignos indiferenciados, afirmación que concuerda con los resultados de

Sodis [2] y Smith y col. [220]. Estos elementos expuestos aqui fueron usados para sugerir que el

tumor fibrosarcoma Su-37 es mejor conductor que el Ehrlich.

La necrosis aleatoria, principalmente central, observada en el tumor maligno sólido no tratado

(figuras 3.7a y 3.13) es debida a que al tumor crecer, los vasos sanguíneos se distribuyen en su

periferia y no llegan al centro, por lo que existe un déficit de oxígeno y nutrientes [1, 14-31], Esta

también pudiera ser explicada a partir de este modelo biofísico ya que si el campo eléctrico debido

al proceso de migración de las carga negativas (ecuación 2.16) excede un cierto rango fisiológico,

entonces afecta la comunicación eléctrica entre las células cancerosas y como consecuencia la

muerte de estas. Esto puede suponer que cada tipo de tumor maligno tiene su densidad de

corriente umbral intrínseca (J„) que varía en un rango fisiológico, que caracteriza los estados más

(J0|) y menos (J ) negativos del tumor, como se muestra esquemáticamente en la figura 4.1.

Estos hechos pudieran indicar que la agresividad del cáncer está muy relacionada con el

incremento de (k = 1, ..., N), en el cual el término AFa°í+1 tiene el peso principal y

no el tamaño del tumor maligno, resultado que se muestra en la figura 3.46 para el caso de un

solo compartimiento. Esta figura explica gráficamente que las superficies equipotenciales

obtenidas de la ecuación 2.15 son negativas y su gradiente se hace más intenso en la medida que

las variaciones de los biopotenciales eléctricos en cada superficie iespecto a su centro se hacen

más negativos. También se corrobora que tumores malignos con el mismo grado de

despolarización y diferentes tamaños muestran patrones de supeiticies equipotenciales similares

(figuras 3.46 A-C y B-D); mientras que estos patrones cambian marcadamente si el tamaño de

los tumores malignos es el mismo y los biopotenciales eléctricos son diferentes en sus centros

(figuras 3.46 A-B y C-D). Estos


resultados concuerda,, con los encontrados por Sodis [2] y los observados en la oncología clínica

en los cuales se ha demostrado que la agresividad de un tumor sólido no depende precisamente

de su tamaño.

El incremento de la electronegativ.dad del tumor maligno sólido no tratado hace que este se

comporte como una tiampa eléctrica debido al exceso de carga eléctrica negativa, y por ende, lo

hace más sensible a la electricidad, hecho que debe ser aprovechado para su destiucción con el

uso de cualquier terapia eléctrica, como por ejemplo, la terapia con CED. Esto llevó a utilizar la CED

como una alternativa para el tratamiento del cáncer, por medio un electroestimulador ONCOCED

B&E-OO, en régimen de CED (tópico 2.5) con el tin de sentar las bases para el establecimiento de

procedimientos que contnbuvan a transformar el concepto de terapia en tecnología de tratamiento

Figura 4.1. Esquema que representa el rango de densidad de corriente fisiológico del tumor maligno y el papel de las terapias anódica y catódica.


4.2 Tumores malignos tratados con CED

Los resultados demuestran que el diseño del electroestimulador ONCOCED B&E-00 es factible

para el tratamiento de neoplasias malignas experimentales a nivel preclínico, en ratones, y que la

efectividad antitumoral de la CED depende de las características histogénicas y tamaño del tumor

maligno, tipo de organismo, y del esquema terapéutico utilizado (intensidad de la CED y tiempo

de exposición a esta, tipo de terapia, y número y disposición de electrodos, así como la cantidad

de veces que se repite este agente físico).

La influencia de las características histogénicas del tumor maligno en la efectividad antitumoral

de la CED fue demostrada con el hecho de que la neoplasia maligna más agresiva, en este caso

el fibrosarcoma Sa-37, resultó ser la más sensible a la acción de la CED (figuras 3.3, 3.10, 3.11 y

tablas 3.6, 3.7). Este resultado evidencia que al ser diferente estos dos tipos de tumores sus

respuestas son diferentes bajo la misma acción de la CED; sin embargo, la simulación de la

ecuación 2.4 reveló que los tumores malignos más agresivos son los que mejores responden a la

acción de este estimulo físico (figura 3.17). Las tablas 3.14 y 3.15 y la figura 3.45 evidenciaron

que el incremento de la i, hasta un cierto valor, trajo consigo un aumento de i0, más acentuado

para el fibrosarcoma Sa-37, lo que sugiere que este tumor es mejor conductor que el Ehrlich y

por ende más sensible.

Por otro lado, el hecho de que la regresión del tumor fibrosarcoma Sa-37 en el ratón BALB/c sea

mayor a la de este tumor en el C57BL/6 después de aplicada la terapia (figura 3.4, tablas 3.14 y

3.15), pudiera sugerir que la efectividad antitumoral de la CED depende de las características del

sistema inmune del organismo y que este pudo estar estimulado por la acción de este agente

físico en relación con sus controles. Esto último fue demostrado porque sólo en los ratones

tratados se observó la presencia severa de los polimorfonucleares neutrófílos (PMNs) (tablas 3.11,

figuras 3.15 y 3.16), congestión vascular (tablas 3.11 y figura 3.16) y proceso inflamatorio agudo

(figuras 3.15, 3.16), así como la existencia de leve a moderada de los monocitos (tabla 3.11, figura

3.15) y del infiltrado linfoplasmocitario (tabla 3.11 y figura 3.14). También la hiperplasia linfoide

observada en los bazos pudiera ser una de las causas del significativo aumento del peso del bazo

en los ratones tratados en relación con sus controles (tabla 3.10) y un indicador de la activación

del sistema inmune después de aplicada la CED. Estos resultados coinciden con los de Sersa y col.

[171] y Jarm y col. [95] quienes demostraron que en ratones mmunocompetentes se tuvo mayor

la electroterapia como una alternativa para el...

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