Utilidad de los derivados de la tetracic1ina como inhibidores de la

Utilidad de los derivados de la tetracic1ina como inhibidores de la angiogénesis tumoral en· neoplasias del sistema nervioso. Estudio experimental sobre
un tumor neuroectodérmico indiferenciado
J. Vaquero; M. Zurita; S. Coca y S. Oya.
Unidad de Investigación en Neurociencias de la Fundación Mapfre-Medicina. Laboratorio de Neuro-oncología experimental del Servicio de Neurocirugía del Hospital Universitario Clínica Puerta de HielTo. Madrid.
Resumen
KEY WüRDS: Tetracycline. Minocycline. Experimental
brain tumor. Tumor angiogenesis.
Se ha realizado un estudio experimental sobre un
modelo de tumor neuroectodérmico indiferenciado,
con el propósito de conocer el posible efecto antitumoIntroducción
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ral de un derivado
de la tetraciclina (minociclina) con
capacidad para inducir una inhibición de la angiogéEn los últimos años se están ensayando múltiples esnesis tumoral. La administración intratumoral de mitrategias para tratar de controlar el crecimiento de los tunociclina sobre el tumor experimental IL-7, durante 4
mores malignos. Puesto que el crecimiento de estos tumosemanas, no modificó el crecimiento del tumor ni su
res está condicionado en gran parte por la neoformación
de vasos sanguíneos en el seno del tumor l -4, una de dichas
patrón de angiogénesis. Estos resultados sugieren la escasa utilidfld de líneas de investigación que traten de
estrategias consiste en la utilización de fármacos capaces
controlar él crecimiento de neoplasias indiferenciadas
de inhibir la angiogénesis turnaraIS. Por otra parte, es codel Sistema Nervioso basándose en una supuesta inhinocido que los tumores malignos del Sistema Nervioso y
en particular los gliomas de alto grado, presentan una rica
bición de la angiogénesis tumoral inducida por derivavascularización, lo que teóricamente les hace susceptibles
dos de la tetraciclina.
de ser tratados mediante inhibidores de la angiogénesis.
PALABRAS CLAVE: Tetraciclina. Minociclina. Tumor
En esta línea de investigación, se han publicado recientecerebral experimental. Angiogénesis tumoral.
mente evidencias experimentales a favor de que ciertos
derivados de la tetraciclina, con efecto antiangiogénico,
pueden ser útiles para controlar el crecimiento de tumores
Effects of tetracycline derivates as inhibitors of
del sistema nerviosoI 3.1 4 •
tumor angiogenesis (C.N.S.). Experimental study
Teniendo en cuenta la disponibilidad de un tumor muon an undifferentiated neuroectodermal tumor
rino con características de tumor neuroectodérmico primitivo y capaz de crecer en el espacio subcutáneo de ratas
l2
singénicas
, nos hemos planteado la realización de un esSummary
tudio experimental sobre dicho tumor, para tratar de comAn experimental study on a model of undifferentiaprobar la posible eficacia de la administración intralesioted neuroectodermal tumor has been accomplished in
nal de un derivado de la tetraciclina (minociclina) con coorder to know the possible antitumor effect of a tenocido efecto antiangiogénico.
tracycline derivative (minocycline), with capacity to induce an inhibition of the tumor angiogenesis. The inMaterial y métodos
tratumoral administration of minocycline on the experimental tumor IL-7, during 4 weeks, it did not modify
Para la realización del presente trabajo experimental
the growth of the tumor neither its pattern of angiogehemos utilizado el tumor IL-7_ Se trata de una línea tumonesis. These results suggest the scarce usefulness of reral estable, obtenida a partir de un tumor indiferenciado
search that try of controlling the growth of undiffereninducido por etilnitrosourea en la rata Wistar y capaz de
tiated neoplasias of the Nervous System by means of a
mantenerse en criopreservación, con características de nesupposed inQibition of tumor angiogenesis induced by
oplasia neuroectodérmica indiferenciada. El tumor crece
tetracycline derivatives.
en el 100% de los casos tras su implante, en forma de pequeños bloques de tejido, sobre el espacio subcutáneo de
Neurocirugía 1997; 8: 178-182.
ratas singénicas recién nacidas".
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o-F---Fig. 1.- Volumen tumoral medio en cada uno de los grupos experimentales al finalizar las 4 semanas del tratamiento. No se observaron diferencias estadísticamente significativas.
El estudio fue realizado sobre 16 animales (ratas Wistar singénicas inmunocompetentes). A los 3 días del nacimiento se les implantó 1 rnm 3 de tumor IL-7 criopreservado, sobre el espacio subcutáneo epicraneal. A partir de los
20 días, en todos los casos se observó una tumoración palpable, con evidentes signos de crecimiento, en la zona de
implantación. A partir de ese momento se hicieron 2 grupos experimentales. Los animales del grupo «tratados»
(lO animales) recibieron, durante 4 semanas, una inyección diaria, sobre el tumor, de 100 mg. de minociclina, disuelta en suero fisiológico, con un volumen total por inyección de 1 cc. Un segundo grupo estuvo formado por
los 6 animales restantes, a los que se administró, con las
mismas pautas, únicamente suero fisiológico (animales
control).
A las 4 semanas se determinó el volumen tumoral en
cada uno de los animales, utilizando la fórmula de Houchens y cols. 6 y se procedió su sacrificio mediante sobredosificación anestésica con éter. Se recogieron muestras
de los tumores correspondientes a ambos grupos experimentales para su estudio con técnicas histológicas convencionales y para estudios inmunohistoquímicos. Sobre preparaciones histológicas teñidas con la técnica de hematoxilina-eosina, y a un aumento de 200 X, se determinó el
número de capilares en 20 campos diferentes, tomados al
Fig. 2.- Número de capilares por campo microscópico, a
200 aumentos, en los tumores de cada grupo experimental.
No se observaron diferencias estadísticamente significativas.
azar y correspondientes a 3 tumores de cada uno de los
grupos experimentales. Igualmente se determinó, sobre
100 campos microscópicos correspondientes a 4 tumores
diferentes de cada uno de los grupos experimentales, el
porcentaje de superficie ocupada por luces vasculares en
relación con la superficie total del campo. Para esta determinación se empleó un morfómetro de imágenes MIP
(Microm España, S.A.). Entre las técnicas inmunohistoquímicas, se realizaron determinaciones del índice de positividad al antígeno nuclear de proliferación celular (PCNA), expresado como porcentaje de células con marcaje
nuclear. Para esta determinación se estudiaron 3 tumores
diferentes dentro de cada grupo experimental y se analizó
un mínimo de 400 células tumorales en cada una de las
muestras. Los valores medios del volumen tumoral, del
número de capilares y del índice dePCNA correspondientes a cada uno de los grupos experimentales fueron comparados estadísticamente por medio del programa informático GraphPad InStat para Macintosh. En todos los casos, un valor de p<O,OS fue considerado como índice de
significación estadística.
Resultados
La Figura 1 muestra el volumen tumoral medio, al finalizar las 4 semanas de tratamiento, correspondiente a
cada uno de los grupos experimentales. En el grupo de
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Neurocirugía
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Fig. 3.- Porcentaje relativo de superficie vascular correspondiente a los tumores de los dos grupos experimentales. No
se observaron diferencias estadísticamente significativas.
Fig. 4.- Indice de proliferación celular (peNA) obtenido
en los tumores de cada grupo experimental. No se apreciaron
diferencias estadísticamente significativas.
animales tratados el volumen tumoral medio ± desviación
standard fue de 2.2±1.6 C.c. y en el de animales control de
1.6±0.8. La media de capilares por campo microscópico a
200 aumentos fue de 10.5±3.66 en el grupo de tumores
tratados y de 9.6±2.63 en los tumores del grupo control
(Figura 2). El porcentaje de superficie ocupada por luces
vasculares respecto a la superficie total de cada campo microscópico mostró unos valores del l2.5±5.9% en los tumores tratados y del 14.25±5.3% en los tumores del grupo
control (Figura 3). Tras hacer el estudio de comparación
estadística para todos estos valores, entre tumores tratados
y tumores no tratados, no se observaron diferencias significativas. En cuanto a las determinaciones del índice de
proliferación nuClear, se obtuvieron unos valores medios
del 56.4±8.2% y 58.7±6.4%, respectivamente, para ambos
grupos (Figura 4). El análisis estadístico efectuado tampoco mostró diferencias significativas.
consecuencia de su capacidad para inhibir la síntesis proteica. Además de esta propiedad, se han publicado evidencias que muestran un efecto directo antitumoral de estos
fármacos sobre diversos modelos experimentales 9. 11 • Por lo
general, este efecto antineoplásico se ha atribuido a que
las tetraciclinas y sus derivados pueden inhibir la síntesis
proteica mitocondrial en las células tumorales, con lo que
se frena su ciclo de división en fase G 1 13. Sin embargo,
recientemente se ha descrito una nueva propiedad de estos
fármacos, consistente en su capacidad para inhibir la colagenasa de la matriz extracelular, y consecuentemente inhibir la angiogénesis colágeno-dependiente?·8. Ello ha llevado a suponer que el principal mecanismo de acción antitumoral de la tetraciclina y sus derivados podría ser a través
de lograr una inhibición de la neovascularización, efecto
que al parecer ha sido confirmado por Tamargo y cols., al
observar cómo la minociclina incorporada en polímeros
bloquea la neovascularización de la córnea del conejo sobre la que previamente se ha implantado el carcinoma
Discusión
VX2
El presente estudio ha sido diseñado para valorar la
posible eficacia antitumoral de la minociclina sobre un tumor experimental con características. anatomopatológicas
de tumor nel.lroectodérmico indiferenciado. La tetraciclina
y sus derivados son antibióticos utilizados ampliamente
por sus propiedades antimicrobianas,. que al parecer son
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9
•
Recientemente, Weingart y cols. han descrito un efecto antitumoral de la minociclina sobre el gliosarcoma murino 9 L creciendo intracerebralmente en ratas Fischer
344, a condición de que la administración de este fármaco
se realice localmente y antes de que la neoplasia tenga un
cierto tamaño. A pesar de que estos autores atribuyen el
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Neurocirugía
sobre el que se realizó nuestro estudio (unos 5 mm. de
efecto antitumoral de la minociclina a una inhibición de la
diámetro .al iniciar eltratamiento). Con este planteamienangiogénesis, no aportan datos a favor de que se hubiera
to, los resultados negativos que hemos obtenido sugieren
modificado el patrón de neovascularización en los tumoque el desarrollo de líneas de investigación neuro-oncolóres tratados 14.
gicas basadas en un posible efecto antitumoral de los deriEn el presente estudio hemos partido de la hipótesis de
vados de la tetraciclina sobre neoplasias indiferenciadas
que si la minociclina es capaz de ejercer un efecto antitudel Sistema Nervioso tiene escasa utilidad práctica y por
moral sobre tumores del sistema nervioso a través de una
otra parte, aún en el caso de que, en determinadas condiinhibición de la angiogénesis, su administración intratuciones experimentales, estos fármacos lograran una modumoral debería modificar el patrón de vascularización, lo
que podría ser detectado comparando el número y diámelacióndel crecimiento tumoral, parece dudoso que dicho
efecto pueda ser atribuido a una inhibición de la angiogétro de los capilares entre tumores tratados y no tratados.
nesis tumoral por cuanto que en los tumores tratados no
Por otra parte, la disponibilidad de un tumor experimental
parece modificarse significativamente ni el número de cacon características de tumor neuroectodérmico primitivo
pilares ni la superficie vascular.
nos permitía estudiar el posible efecto antineoplásico de la
minociclina sobre dicho tumor, en busca de resultados positivos que nos pudieran llevar a plantear, en su momento,
Conclusiones
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su posible utilidad en clínica humana sobre tumores anáComo consecuencia del presente estudio experimental, y
logos, tales como el meduloblastoma y potencialmente sode la revisión efectuada acerca de la posible utilidad de debre otros tumores indiferenciados, como los glioblastorivados de la tetraciclina sobre tumores del sistema nerviomas. Los resultados que hemos obtenido señalan que la
so, creemos oportuno destacar las siguientes conclusiones:
administración intratumoral de minociclina sobre nuestro
1) Existen aportaciones previas de la literatura que
modelo de tumor neuroectodérmico indiferenciado, al menos con los parámetros experimentales utilizados, no momuestran un efecto antitumoral de la tetraciclina y sus dedifica el ritmo de crecimiento de esta neoplasia, puesto
rivados sobre determinadas neoplasias. Entre los principales mecanismos de acción se ha señalado que estos fármaque al finalizar el periodo de estudio no se apreciaron dicos pueden modular el crecimiento tumoral por medio de
ferencias estadísticamente significativas entre ambos gruuna inhibición de la angiogénesis colágeno-dependiente.
pos experimentales, tanto en lo que respecta al índice de
2) En el caso de tumores del Sistema Nervioso se ha
proliferación celular, medido por el marcaje del antígeno
publicado recientemente un estudio experimental sobre el
PCNA, como en lo que respecta al volumen tumoral. Al
gliosarcoma 9L que señala cómo la administración intraanalizar indirectamente la angiogénesis tumoral, tanto por
el número de capilares presentes en el tumor como por su
tumoral de minociclina puede modular el crecimiento del
tumor, siempre que se administre localmente y antes de
superficie relativa, tampoco hemos encontrado diferencias
los 5 días tras la implantación intracraneal del gliosarcosignificativas entre los dos grupos experimentales, por lo
que debemos concluir que el tratamiento realizado no moma en ratas Fischer 344.
3) La experiencia obtenida con el presente estudio exdifica el patrón de angiogénesis en nuestro tumor. Cabe
perimental, consistente en la administración intratumoral
plantearse si la administración intralesional de la minocide minociclina, a dosis de 100 mg/día, durante 4 semanas,
clina en nuestro modelo experimental hubiera sido eficaz
sobre el tumor IL-7, no ha permitido confirmar que esta
si se hubiera iniciado el tratamiento en el momento de la
forma de tratamiento modifique el crecimiento tumoral ni
implantación del tumor y no cuando éste mostró signos de
su patrón de vascularización.
progresión, dado que en el estudio de Weingart y cols. 14 , el
4) Estos resultados sugieren la escasa aplicación prácefecto antitumoral de la minociclina sobre el gliosarcoma
tica de protocolos terapéuticos que traten de modular el
9L sólo se obtuvo cuando el tratamiento se inició antes de
crecimiento de tumores indiferenciados del sistema nerlos 5 días tras la inoculación intracerebral del tumor. Opivioso por medio de derivados de la tetraciclina.
namos a este respecto que, tratando de encontrar líneas de
investigación aplicables a la clínica humana, se debería realizar el estudio sobre tumores ya establecidos y mostranBibliografía
do signos de progresión, puesto que esas son las características que muestran habitualmente los tumores a los que
1. Folkrnan, J.: Tumor angiogenesis. In: Holland 1., et al.;
nos enfrentamos. Por otra parte, cualquier citorreducción
Cancer Medicine, Philadelphia, 1993; págs.: 153-170.
quirúrgica difícilmente podría obtener en clínica humana
2. Folkrnan, J.: What is the evidence that tumors are angiogenesis dependent? J. Natl. Cancer Inst. 1990; 82: 4-6.
y sobre tumores malignos indiferenciados del sistema ner3. Fo1kman, J., K1agsbrun, M.: Angiogenic factors.
vioso, una disminución del volumen tumoral lo suficienteScience 1987; 235: 442-447.
mente importante como para alcanzar el volumen inicial
181
Utilidad de los derivados de la tetraciclina como inhibidores de la angiogénesis tumoral en neoplasias del sistema nervioso ...
Neurocirugía
against primary and metastatic disease. Cancer Res. 1992;
4. Folkman, M.J.: Antiangiogenesis. In: De Vita, V.T.,
52: 6702-6704.
HelIman, S., Rosenberg, S.A. (Eds): Biologic Therapy of
11. Van den Bogert, c., Dontje, B.HJ., Kroon, AM.:
Cancer. Philadelphia. J.B. Lippincott, 1991; págs.: 743-753.
5. Guerin, C., Tamargo, RJ., Olivi, A., Brem, H.: Brain
Arrest of in vivo growth of a solid Leydig-celI tumor by prolonged inhibition of mitochondrial protein synthesis. Cancer
tumor angiogenesis: Drug delivery kand new inhibitors. In
Maragoudakis ME (ed): Angiogenesis in Health and Disease,
Res. 1983; 43: 2247-2251.
12. Vaquero, J., Oya, S., Coca, S., Zurita, M.: ExperiNew York, Plenum Press, 1992; págs.: 265-273.
mental induction of primitive neuroectodermal tumours in
6. Houchens, D.P., Ovejera, AA, Bauker, A.D.: The therapy of human tumors in athymic (nude) mice. In: Houchens
rats: A reappraissement of the ENU-model of neurocarcinogenesis. Acta Neurochir (Wien) 1994; 131: 294-301.
D.O., and Ovejera, A.A. (eds). Proceedings of the Symposium on the use of athymic (nude) mice in Cancer Research.
13. Weingart, J., Brem, H.: Minocycline, an angiogenesis
inhibitor, when delivered interstitialIy acts synergistically
Gustav Fischer, New York, 1978; págs.: 267-280.
7. Maragoudakis, M., Sarmonika, M., Panoutsacopoulou,
with carmustine (BCNU) to prolong survival in an intracranial 9L gliosarcoma model. Proc. Am. Assoc. Cancer. Res.
M.: Antiangiogenic action of heparin plus cortisone is associated with decreased colIagenous protein synthesis in the
1993; 34: 303 (Abstract).
14. Weingart, J.D., Sipos, E.P., Brem, H.: The role of michick chorioalIantoic membrane system. J. Pharmacol. Exp.
nocycline in the treatment of intracranial 9L glioma. J. NeuTher. 1989; 251: 679-682.
Documento descargado
de http://www.revistaneurocirugia.com
el 19/11/2016.
Copia para
uso82:
personal,
se prohíbe la transmisión de este documento por cualquier m
8. Maragoudakis,
M.E., Sarmonika,
M., Panoutsacopou635-640.
rosurg.
1995;
lou, M.: Inhibition of basement membrane biosynthesis prevents angiogenesis. J. Pharmacol. Exp. Ther. 1988; 244: 729Vaquero, J.; Zurita, M.; Coca, S.; Oya, S.: Utilidad de los
733.
derivados de la tetraciclina como inhibidores de la angio9. Tamargo, RJ" Bok, R.A., Brem, H.: Angiogenesis ingénesis tumoral en neoplasias del sistema nervioso. Estuhibition by minocycline. Cancer Res. 1991; 51: 672-675.
dio experimental sobre un tumor neuroectodérmico indi10. Teicher, B.A, Sotomayor, E.A., Huang, Z.D.: Anferenciado. Neurocirugía 1997; 8: 178-182.
tiangiogenic agents potentiate cytotoxic cancer therapies
182