Publikationsserver der Universitätsbibliothek Marburg

Titel:Der verstärkende Effekt einer Laserphotochemotherapie mit Cisplatin oder Zolendronsäure bei Knochen- und Knochentumorzellen in-vitro.
Autor:Saydali, Akram
Weitere Beteiligte: Draenert, Florian G. (Prof. Dr. med. Dr. med. dent.)
Veröffentlicht:2017
URI:https://archiv.ub.uni-marburg.de/diss/z2017/0792
URN: urn:nbn:de:hebis:04-z2017-07924
DOI: https://doi.org/10.17192/z2017.0792
DDC: Medizin
Titel (trans.):The enhancing effect of a laser photochemotherapy with cisplatin or zolendronic acid in bone and bone tumor cells in-vitro.
Publikationsdatum:2017-12-20
Lizenz:https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/

Dokument

Schlagwörter:
Cisplatin, Zolendronsäure, Laserphotochemotherapie, Knochenkrankheit

Zusammenfassung:
Heutzutage findet eine alleinige Laserstrahlung (Low-Level-Lasertherapie) als lokal-konservative Therapie medizinische Anwendung, indem sie zur Förderung der Wundheilung und Verringerung der Entzündungen führt. Dies wird versucht durch eine direkte biostimulative Wirkung der Laserstrahlung auf die Mitochondrien zur erklären. Diesen Prozess bezeichnet man als Photobiomodulation. Die photodynamische Therapie (PDT) beruht auf einer kombinierten Nutzung von einem Photosensibilisator und der Laserstrahlung. In der Dermatologie wird sie zur Behandlung von Hautveränderungen eingesetzt. Darüber hinaus wird sie in der Zahnmedizin bei Endodontitiden, Parodontitiden und Periimplantitiden als antimikrobielle photodynamische Therapie verwendet. Diese Studie untersucht die Wirkung einer Kombination von LLLT mit einem Chemotherapeutikum (Cisplatin oder Zolendronsäure) in-vitro auf den zellulären Metabolismus. Dazu wurden primäre humane Osteoblasten und Knochen-Tumorzellen (Saos-2 Zelllinie) mit zunehmenden Konzentrationen von Cisplatin oder Zolendronsäure inkubiert und dann mit Diodenlaser (670 nm, 2 Minuten, 100mW/cm^2) bestrahlt. Danach erfolgte entweder eine Zellviabilitäts-messung mittels XTT-Assay oder eine histologische Untersuchung durch eine H.E.-Färbung. Im Vergleich zur nicht bestrahlten Kontrollgruppe erhöht eine alleinige Laserbestrahlung den Metabolismus der beiden Zelllinien. Nach Vorbehandlung mit Cisplatin oder Zolendronsäure war eine strahlenbedingte Toxizitätszunahme im Vergleich zur nicht bestrahlten Kontrolle erkennbar. Die Osteoblasten zeigten eine geringere Photosensibilität für Cisplatin im Vergleich zur Saos-2 Tumorzelllinie. Im Vergleich zu einer alleinigen Vorbehandlung mit Cisplatin reduzierte sich die Bioviabilität der beiden Zelllinien durch eine gleichzeitige Laserbestrahlung. Nur bei den höchsten Konzentrationen von Zolendronsäure erfolgte die strahleninduzierte Toxizitätszunahme bei den beiden Zellen. In der histologischen Untersuchung spiegelten sich diese Ergebnisse wieder. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass eine LLLT zu einer Toxizitätszunahme von einem lokal applizierten Chemotherapeutikum führen kann. Daraus könnten sich neue Therapieansätze für Knochentumoren und -Zysten im Mund-, Kiefer- und Gesichtsbereich entwickeln.

Bibliographie / References

  1. Adami S, Zamberlan N. Adverse effects of bisphosphonates. A comparative review. Drug Saf. 1996 Mar;14(3):158-70.
  2. Ge R, Ahn JC, Shin JI, Bahk CW, He P, Chung PS. An in vitro and in vivo study of combination therapy with Photogem(R)- mediated photodynamic therapy and cisplatin on mouse cancer cells (CT-26). Photomed Laser Surg 2011; 29: 155-160.
  3. Frith JC, Rogers MJ. Antagonistic effects of different classes of bisphosphonates in osteoclasts and macrophages in vitro. J Bone Miner Res. 2003 Feb;18(2):204-12.
  4. Bassetti M, Schär D, Wicki B, Eick S, Ramseier CA, Arweiler NB, Sculean A, Salvi GE. Anti-infective therapy of peri- Oral Implants Res. 2014 Mar;25(3):279-87.
  5. Mlcouskova J, Stepankova J, Brabec V. Antitumor carboplatin is more toxic in tumor cells when photoactivated: enhanced DNA binding. J Biol Inorg Chem. 2012 Aug;17(6):891-8.
  6. Basu S, Shet T, Awasare S. Bilateral adrenal metastases and metastatic subcutaneous deposit in the chest wall from osteosarcoma of the mandible: utility of 18F-FDG-PET. Hell J Nucl Med. 2009 Jan-Apr;12(1):51-4.
  7. Farivar S, Malekshahabi T, Shiari R. Biological effects of low level laser therapy. J Lasers Med Sci. Spring. 2014;5(2):58-62.
  8. K. Bisphosphonate induced hypocalcaemia -report of six cases and review of the literature. Swiss Med Wkly. 2014 Jun 25;144:w13979.
  9. Molvik H, Khan W. Bisphosphonates and their influence on fracture healing: a systematic review. Osteoporos Int. 2015
  10. Lin JH. Bisphosphonates: a review of their pharmacokinetic properties. Bone. 1996 Feb;18(2):75-85.
  11. Mansoori LS, Catel CP, Rothman MS. Bisphosphonate treatment in polyostotic fibrous dysplasia of the cranium: case report and literature review. Endocr Pract. 2010 Sep- Oct;16(5):851-4.
  12. Andrews P and Howell S. Cellular pharmacology of cisplatin: Perspectives on mechanisms of acquired resistance. Cancer Cells. 1990; 2(2):35-43.
  13. Basu A and Krishnamurthy S. Cellular responses to Cisplatin- induced DNA damage. J Nucleic Acids 2010: 2010.
  14. Eckel F, Schmid RM. Chemotherapy in advanced biliary tract carcinoma: a pooled analysis of clinical trials. Br J Cancer.
  15. Chondroblastic osteosarcoma of the mandible: a case report with 14 years follow-up. Rev Stomatol Chir Maxillofac. 2006
  16. Ana-Maria Florea and Dietrich Büsselberg. Cisplatin as an
  17. Cummings BS, Schnellmann RG. Cisplatin-induced renal cell apoptosis: caspase 3-dependent and -independent pathways.
  18. Angiero F, Moltrasio F, Cattoretti G, Valente MG. Clinical and histopathological profile of primary or secondary osteosarcoma of the jaws. Anticancer Res. 2011 Dec;31(12):4485-9.
  19. Graeber IP, Eshraghi AA, Paiva MB, Paek WH, Castro DJ, Jovanovic S, Scherer H, Soudant J, Saxton RE. Combined intratumor cisplatinum injection and Nd:YAG laser therapy.
  20. Hersant B, SidAhmed-Mezi M, Bosc R, Meningaud JP. Current indications of low-level laser therapy in plastic surgery: a review. Photomed Laser Surg. 2015 May;33(5):283-97.
  21. Moharamzadeh K, Van Noort R, Brook IM, Scutt AM. Cytotoxicity of resin monomers on human gingival fibroblasts and HaCaT keratinocytes. Dent Mater. 2007 Jan;23(1):40-4.
  22. Kang HS, Lee JW, Kim JS. Dental sinus tracts mimicking scrofuloderma: cutaneous presentation of underlying bisphosphonate-related osteonecrosis of the jaw. Clin Exp Dermatol. 2011 Aug;36(6):624-7.
  23. Katsumi H, Kusamori K, Sakane T, Yamamoto A. Development of delivery system of bisphosphonates for the treatment of osteoporosis. Yakugaku Zasshi. 2010 Sep;130(9):1129-33.
  24. Bras J. Dissertations 25 years after the date 13. Sarcomas of the jaws. Ned Tijdschr Tandheelkd. 2007 Feb;114(2):87-92.
  25. Belletti S, Uggeri J, Mergoni G, Vescovi P, Merigo E, Fornaini C, Nammour S, Manfredi M, Gatti R. Effects of 915 nm GaAs diode laser on mitochondria of human dermal fibroblasts: analysis with confocal microscopy. Lasers Med Sci. 2015
  26. Caraglia M, Santini D, Marra M, Vincenzi B, Tonini G and Budillon A. Emerging anticancer molecular mechanisms of aminobisphosphonates. Endocr Relat Cancer 2006: 13(1): 7-
  27. Misso G, Porru M, Stoppacciaro A, Castellano M, De Cicco F, Leonetti C, Santini D, Caraglia M. Evaluation of the in vitro and in vivo antiangiogenic effects of denosumab and zoledronic acid. Cancer Biol Ther. 2012 Dec;13(14):1491-500.
  28. Hatano H, Morita T, Kobayashi H, Ito T, Segawa H, Hasegawa S. Extraskeletal osteosarcoma of the jaw. Skeletal Radiol. 2005 Mar;34(3):171-5.
  29. Knut A. Grötz, Ingo J. Diel. Fortbildungsreihe Supportivtherapie, Folge 38 Osteonekrose des Kiefers unter Bisphosphonat-Langzeittherapie. Im Focus Onkologie. 2005/3: 52-55.
  30. Neidle S, Read MA. G-quadruplexes as therapeutic targets.
  31. Gerressen M, Donner A, Jundt G, Jänicke S, Smeets R, Riediger D, Ghassemi A. High-grade osteosarcoma of the maxillary sinus. A case report. Mund Kiefer Gesichtschir. 2006
  32. Li QQ, Lee RX, Liang H, Wang G, Li JM, Zhong Y, Reed E. β- inactivation of JNK. Int J Oncol. 2013 Sep;43(3):721-
  33. Brancaleon L and Moseley H. Laser and non-laser light sources for photodynamic therapy. Lasers Med Sci 2002: 17(3): 173-86.
  34. Landthaler M, Szeimies RM, Hohenleutner U. Laser therapy of skin tumors. Recent Results Cancer Res. 1995;139:417-21.
  35. Adwani D, Bhattacharya A, Adwani N, Adwani R, Sharma VW. Massive recurrent chondroblastic osteosarcoma of maxilla: a rare case report. J Clin Diagn Res. 2014 Jan;8(1):288-90.
  36. Fang Z, Jin S, Zhang C, Wang L, He Y. Misdiagnosis of osteosarcoma as cementoblastoma from an atypical mandibular swelling: A case report. Oncol Lett. 2016
  37. Forteza G, Colmenero B, López-Barea F. Osteogenic sarcoma of the maxilla and mandible. Oral Surg Oral Med Oral Pathol.
  38. Bui, and D. R. Reed. Osteosarcoma in pediatric patients and young adults: a single institution retrospective review of presentation, therapy, and outcome. Sarcoma Volume 2014 (2014), 402509.
  39. Chaudhary M and Chaudhary SD. Osteosarcoma of jaws. J
  40. Jitendra V. Kalburge, Sunil K. Sahuji, Vaishali Kalburge, and Yogesh Kini. Osteosarcoma of Mandible. J Clin Diagn Res.
  41. Arora P, Rehman F, Girish KL, Kalra M. Osteosarcoma of mandible: Detailed radiographic assessment of a case.
  42. Guadagnolo BA, Zagars GK, Raymond AK, Benjamin RS, Sturgis EM. Osteosarcoma of the jaw/craniofacial region: outcomes after multimodality treatment. Cancer. 2009 Jul 15;115(14):3262-70.
  43. Chidzonga MM, Mahomva L. Osteosarcoma of the jaws: a 23
  44. Jia S, Li B. Osteosarcoma of the jaws: case report on synchronous multicentric osteosarcomas. J Clin Diagn Res.
  45. Mardinger O, Givol N, Talmi YP, Taicher S. Osteosarcoma of the jaw. The Chaim Sheba Medical Center experience. Oral Surg Oral Med Oral Pathol Oral Radiol Endod. 2001
  46. Amini Shakib P, Foroughi R, Seyedmajidi M. Osteosarcoma of the maxilla: a rare case with unusual clinical presentation. J Dent Res Dent Clin Dent Prospects. 2013;7(3):177-81.
  47. Argon A, Doğanavşargıl B, Ünal Yıldırım F, Sezak M, Midilli R, Öztop F. Osteosarcomas of jaw: experience of a single centre.
  48. Baumhoer D, Brunner P, Eppenberger-Castori S, Smida J, Nathrath M, Jundt G. Osteosarcomas of the jaws differ from
  49. P, Zoubek A, Werner M, Winkelmann W, Kotz R. Osteosarcoma: the COSS experience. Cancer Treat Res. 2009;152:289-308.
  50. Jones RH, Vasey PA. Part II: testicular cancer--management of advanced disease. Lancet Oncol. 2003 Dec;4(12):738-47.
  51. Basset-Seguin N. PDT panoramic view. Principle, photosensitizers, light sources and validated indications in dermatology. Ann Dermatol Venereol. 2013 Nov;140 Suppl 2:223-8.
  52. M. de Oliveira. Phenotiazinium Dyes as Photosensitizers (PS)
  53. Bednarski PJ, Mackay FS, Sadler PJ. Photoactivatable platinum complexes. Anticancer Agents Med Chem. 2007
  54. Gomer CJ, Ferrario A, Luna M, Rucker N, Wong S. Photodynamic therapy: combined modality approaches targeting the tumor microenvironment. Lasers Surg Med. 2006
  55. Gursoy H, Ozcakir-Tomruk C, Tanalp J, Yilmaz S. Photodynamic therapy in dentistry: a literature review. Clin Oral Investig. 2013 May;17(4):1113-25.
  56. Kostovic K, Pastar Z, Ceovic R, Mokos ZB, Buzina DS and Stanimirovic A. Photodynamic therapy in dermatology: current treatments and implications. Coll Antropol 2012: 36(4): 1477-
  57. Avci P, Erdem SS, Hamblin MR. Photodynamic therapy: one step ahead with self-assembled nanoparticles. J Biomed Nanotechnol. 2014 Sep;10(9):1937-52.
  58. Mansfield R, Bown S, McEwan J. Photodynamic therapy: shedding light on restenosis. Heart. 2001 Dec;86(6):612-8.
  59. Levy JG. Photosensitizers in photodynamic therapy. Semin Oncol. 1994 Dec;21(6 Suppl 15):4-10.
  60. Agrawal T, Gupta GK, Rai V, Carroll JD, Hamblin MR. Pre- conditioning with low-level laser (light) therapy: light before the storm. Dose Response. 2014 Sep 22;12(4):619-49.
  61. Coxon FP, Helfrich MH, Van't Hof R, Sebti S, Ralston SH, Hamilton A, Rogers MJ. Protein geranylgeranylation is required for osteoclast formation, function, and survival: inhibition by bisphosphonates and GGTI-298. J Bone Miner Res. 2000 Aug;15(8):1467-76.
  62. Go RS, Adjei AA. Review of the comparative pharmacology and clinical activity of cisplatin and carboplatin.J Clin Oncol.
  63. K. Sharma, Margaret A. Naeser and Michael R. Hamblin. Role of Low-Level Laser Therapy in Neurorehabilitation. PM R.
  64. Algur E, Macklis RM, Häfeli UO. Synergistic cytotoxic effects of
  65. Galea AM, Murray V. The anti-tumour agent, cisplatin, and its clinically ineffective isomer, transplatin, produce unique gene expression profiles in human cells. Cancer Inform. 2008;6:315-
  66. Jagdev SP, Coleman RE, Shipman CM, Rostami-H A, Croucher PI. The bisphosphonate, zoledronic acid, induces apoptosis of breast cancer cells: evidence for synergy with paclitaxel. Br J Cancer. 2001 Apr 20;84(8):1126-34.
  67. Açil Y, Möller B, Niehoff P, Rachko K, Gassling V, Wiltfang J, Simon MJ. The cytotoxic effects of three different bisphosphonates in-vitro on human gingival fibroblasts, osteoblasts and osteogenic sarcoma cells. J Craniomaxillofac Surg. 2012 Dec;40(8):e229-35.
  68. Asta Juzeniene, Johan Moana. The history of PDT in Norway. Photodiagnosis and Photodynamic Therapy (Impact Factor: 2.01). 06/2007; 4(2):80-87.
  69. Chung H, Dai T, Sharma SK, Huang YY, Carroll JD, Hamblin MR. The nuts and bolts of low-level laser (light) therapy. Ann Biomed Eng. 2012 Feb;40(2):516-33.
  70. Moan J, Berg K. The photodegradation of porphyrins in cells
  71. Gong JG, Costanzo A, Yang HQ, Melino G, Kaelin WG Jr, Levrero M, Wang JY. The tyrosine kinase c-Abl regulates p73 in apoptotic response to cisplatin-induced DNA damage.
  72. Brabec V. Transplatin is cytotoxic when photoactivated: enhanced formation of DNA cross-links. J Med Chem. 2006
  73. Zoledronic acid inhibits human osteoblast activities.


* Das Dokument ist im Internet frei zugänglich - Hinweise zu den Nutzungsrechten