hyperthermie

A combination of iron-oxide nanoparticles and an alternating magnetic field, which together generate heat, have activated an immune system response to tumors in mice according to an accepted manuscript by Dartmouth-Hitchcock Norris Cotton Center researchers in the journal Nanomedicine: Nanotechnology, Biology and Medicine released online on February 24, 2014.

“The study demonstrates that controlled heating of one tumor can stimulate an immune response that attacks another tumor that has not had the heat treatment,” said Steve Fiering, PhD, Norris Cotton Cancer Center researcher and professor of Microbiology and Immunology, and of Genetics at the Geisel School of Medicine at Dartmouth. “This is one way to try to train the immune system to attack metastatic tumors that may not be recognized yet.”

Researchers injected iron-oxide nanoparticles into the tumor and then activated those agents with magnetic energy. Researchers were able to activate antigen-presenting dendritic cells in the body’s immune system. Dendritic cells somewhat serve as “quarterbacks” for body’s immune system by calling for quick coordinated protection against an attack. The “quarterback” cells show the defensive “killer” T cells (CD8+ cells) who to attack and these cells then directly attack tumor cells and send out an alert system to engage other cells in the fight against the cancer. The combination of these two aspects of the immune response reduce risk of recurrence and discourage spreading or metastasis of the cancer. This result was observed in sites close to the primary tumor as well as distant sites. In the experiments conducted as part of this study the primary tumor resisted regrowth for one month following overheating.

The magnetic hyperthermia system used was developed by co-author P. Jack Hoopes, DVM, PhD co-director of Norris Cotton Cancer Center’s Nanotechnology Working Group. “It enables very precise control of the heating to keep the temperature at a uniform 43 degrees C for as long as desired,” said Fiering. “This precise control was the key to optimal immune stimulation.”

The experiment included mouse colon and, melanoma cancers. Tumors responded to the heat by growing more slowly or disappearing completely. A higher temperature was better at eliminating primary tumors that were heat treated, but did not activate the immune system as well to find and attack metastatic tumors. Treatment of larger primary tumors generated a stronger immune response.

In the effort to develop better cancer treatments, the challenge is to find ways to cure metastatic disease. “The use of the immune system through cancer immunotherapy is a very exciting field currently and promises to contribute significantly to elimination of metastatic tumors,” said Fiering. “The approach demonstrated is a good new option to be combined with other immunotherapy strategies for cancer therapy.”

Standard cancer care involves surgery, but surgeons have few tools to guarantee the removal of every cancer cell, especially when there is unrecognized metastases in other anatomic locations. An approach like local hyperthermia one day might be used to kick start the immune system to ward off any cancer cells not removed by surgery to increase the chances of treatment success.


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Une combinaison de nanoparticules d'oxyde de fer et un champ magnétique alternatif , qui génèrent ensemble de la chaleur , ont activé une réponse du système immunitaire aux tumeurs chez la souris selon un article des chercheurs de Dartmouth-Hitchcock Norris Cotton Centre dans la revue nanomédecine : les nanotechnologies , la biologie et la Médecine publié en ligne le 24 Février 2014.

" L'étude démontre que le chauffage contrôlé d'un tumeur peut stimuler une réponse immunitaire qui attaque une autre tumeur qui n'a pas eu le traitement thermique », a déclaré Steve Fiering , PhD , Norris Cotton Cancer Center chercheur et professeur de microbiologie et d'immunologie , et de génétique à l'École de médecine de Geisel Dartmouth . «C'est une façon d'essayer de former le système immunitaire à attaquer les tumeurs métastatiques qui peuvent ne pas être encore reconnus."

Les chercheurs ont injecté des nanoparticules d'oxyde de fer dans la tumeur et ensuite activés ces agents d'énergie magnétique. Les chercheurs ont été capables d'activer les cellules dendritiques présentatrices de l'antigène dans le système immunitaire du corps. Les cellules dendritiques servent un peu de " quarts " pour le système immunitaire de l'organisme en appelant à une protection rapide contre une attaque coordonnée . Les cellules « quart » indiquent aux cellules de défense "killer " T ( CD8 cellules +) à qui s'attaquer et ces cellules attaquent ensuite directement les cellules tumorales et envoient un système d'alerte à engager d'autres cellules dans la lutte contre le cancer. La combinaison de ces deux aspects de la réponse immunitaire sert à réduire le risque de récidive et de décourager la diffusion ou la métastase du cancer. Ce résultat a été observé dans des sites proches de la tumeur primaire, ainsi que des sites éloignés. Dans les expériences menées dans le cadre de cette étude, la tumeur primaire a résisté à la repousse d'un mois suivant la surchauffe .

Le système d'hyperthermie magnétique utilisé a été développé par le co-auteur P. Jack Hoopes , DVM , PhD co-directeur du Groupe de travail de nanotechnologie Norris Cotton Cancer Center . " Il permet un contrôle très précis de l'échauffement de maintenir la température à un uniforme 43 degrés C pendant aussi longtemps que souhaité , " ledit Fiering . " Ce contrôle précis était la clé de la stimulation immunitaire optimale . "

L' expérience comprenait des cancers du colon de la souris des mélanome. Les tumeurs ont répondu à la chaleur par une croissance plus lente ou une disparition complète. Une température plus élevée a servi à mieux éliminer les tumeurs primaires qui ont subi un traitement thermique, mais ça n'a pas activé le système immunitaire pour trouver et attaquer les tumeurs métastatiques. Le traitement des tumeurs primaires dont la taille est plus grande a généré une plus forte réponse immunitaire .

Dans le but de développer de meilleurs traitements contre le cancer, le défi consiste à trouver des moyens de guérir la maladie métastatique. " L'utilisation du système immunitaire par l'immunothérapie du cancer est un domaine très excitant actuellement et promet de contribuer de manière significative à l'élimination des tumeurs métastatiques », a déclaré Fiering . «L'approche démontré une bonne nouvelle option pour être combiné avec d'autres stratégies d'immunothérapie pour le traitement du cancer . "

Les Soins standard du cancer implique la chirurgie , mais les chirurgiens ont peu d'outils pour garantir l'élimination de toutes les cellules de cancer , surtout quand il ya des métastases non reconnus dans d'autres endroits anatomiques. Une approche locale comme l'hyperthermie pourrait un jour être utilisé pour lancer le système immunitaire à combattre les toutes les cellules cancéreuses qui n'ont pas été enlevées par la chirurgie pour augmenter les chances de réussite du traitement.

Cancer : L'hyperthermie comme nouvelle alliée

Chimiothérapie ou radiothérapie, principales thérapies anticancéreuses, sont trop souvent en butte à une résistance des cellules tumorales. Un seul moyen pour éviter cette défense, un petit coup de chaleur. C'est ce que montre une étude hollandaise publiée dans les Proceedings of the National Academy of Science.
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La plupart des traitements classiques pour lutter contre les cancers agissent à travers un mécanisme cytotoxique dont le but ultime est de détruire l'ADN des cellules tumorales, pour éviter leur prolifération et entraîner leur sénescence. Ces dernières, particulièrement malines, trouvent souvent le moyen de résister, notamment en mettant en action la machinerie de réparation de l'ADN, et particulièrement la recombinaison homologue.

C'est à cette voie que Jacob Aten et ses collègues de l'Academic Medical center d'Amsterdam ont décidé de s'attaquer. En premier lieu, ils ont constaté chez la souris, qu'une hausse de température de l'organisme de quelques degrés (de 37°C à 41°C) permettait d'inhiber le mécanisme de recombinaison homologue.

Ils ont ensuite montré que cette même hausse de température agissait directement sur les cellules cancéreuses, les rendant plus sensibles au traitement qui permet d'inhiber la protéine PARP-1, dont le rôle principal est de reconnaître les cassures de l'ADN et d'alerter la machinerie cellulaire en vue d'une réparation.

L’hyperthermie, associée à la chimiothérapie donne, selon les résultats d’une étude clinique réalisée par la Duke University, de bon résultats d’efficacité et d’innocuité pour le traitement du cancer de la vessie chez des patients ne répondant pas au traitement classique. La société BSD Medical Corporation, qui développe des systèmes de traitement non conventionnel des cancers et autres maladies, dont l’hyperthermie, avait présenté une étude clinique en ce sens, utilisant l’un de ses systèmes, au dernier congrès de l’ASCO (American Society of Clinical Oncology) à Chicago. Retour sur ce type de traitement physique qui, a semble-t-il, attiré moins l’attention des médias que les nouvelles molécules anticancéreuses ciblées.

Chez l’homme, certaines cellules normales meurent dés 41°C, et l’ensemble des lignées cellulaires sont détruites à 45°C après une durée d’exposition de deux à trois heures.
Les tissus cancéreux présentent des phénomènes de nécrose qui entraînent des troubles de leur thermorégulation et de leur métabolisme à cause du manque d’oxygène engendré par une altération de leur vascularisation. Ces cellules cancéreuses sont donc beaucoup plus sensibles à l’hyperthermie. La destruction des cancers par hyperthermie est une approche intéressante, d’autant plus que l’hyperthermie facilite ou est facilitée par certaines drogues cytotoxiques et par la radiothérapie.
Cette technique est utilisée en clinique de deux façons :

•L’hyperthermie locale. Elle est produite par ultrasons ou rayonnements électromagnétiques. L’hyperthermie interstitielle couplée à la curiethérapie permet déjà de traiter les tumeurs bronchiques, de la prostate, du col utérin ou encore les sarcomes des parties molles.
•L’hyperthermie régionale. Cette technique est actuellement en cours d’évaluation.
Elle est utilisée soit en irriguant des cavités avec des sérums chauds associés à des antimitotiques (vessie, péritoine, plèvre) pour traiter des lésions métastatiques diffuses (carcinose péritonéale des cancers de l’ovaire, des cancers digestifs), soit au cours de circulation extracorporelle dans le traitement des sarcomes et des mélanomes des membres.

Auteur
Bernard Poletto

Hyperthermia Plus Chemotherapy Improves Outlook For Sarcoma Patients
Science Daily


— Hyperthermia, combined with chemotherapy, improves the chances of healing and survival of patients with low-lying, soft tissue sarcomas. At the Annual General Meeting of the American Society of Clinical Oncology (ASCO) in Chicago, which ended last week, GSF scientist Prof. Dr Rolf D. Issels presented the results of the first, randomised, worldwide phase III study in which the effectiveness and superiority of the combined-therapy methods are proven, in comparison with results from chemotherapy alone.


L'hyperthermie en combinaison avec la chimio améliores les chances de guérison et de survie des patients avec sarcomes des tissus mous situés profond. À l'ASCO de Chicago qui s'est terminé la semaine dernière, le docteur Rolf D Issels a présenté les résultas d'une première étude randomisée de phase III dans laquelle l'eficacité et la supériorité des méthodes de cette thérapie combinée a été prouvé en comparaison avec la chimio seule.


The study of 341 high-risk patients with deep, local sarcomas shows a significant improvement in the response of the tumour and in the survival of those patients who were treated by means of a combination of chemotherapy and of local, deep hyperthermia, in addition to operative removal of the sarcoma. This combined therapy has been applied already to a large number of patients in advance of surgery.

L'étude de 341 patients à haut risque avec des sarcomes montre une amélioration significative dans la réponse des tumeurs et dans la survie des patients qui ont été traité au moyen d'une combinaison de chimio et d'hyperthermie profonde et d'une chirurgie du sarcome. Cette combinaison a été appliqué à beaucoup de patients.

The well respected study results from the Clinical Co-operation Group Hyperthermia, which has existed since 1999 between the GSF – National Research Centre for Environment and Health in Munich-Neuherberg and the Großhadern Medical Centre of the University of Munich. Their spectrum of research extends from clinical analysis of deep hyperthermia for cancer therapy up to biological research in the areas of immunobiology and cell biology. The head of the Clinical Co-operation Group Hyperthermia, Prof. Dr Rolf Issels, has been working at GSF, since the mid-80s, on the use of local, deep hyperthermia as a cancer therapy.

From the beginning, tumours of soft tissues and bones, which start from the connective tissue and are called sarcomas, were taken as examples. The scientists were especially interested – together with related biological research - in the question whether certain sarcomas could be better treated with a combination of hyperthermia and other forms of therapy.

In the course of local, deep hyperthermia, tumours are warmed to 40-44° Celsius, with, the aid of electromagnetic waves. At temperatures of 42° C, cells begin to die, on account of the heat. The combination therapy developed at GSF and the Großhadern Medical Centre exploits the fact that tumour cells are more vulnerable at 40° C to the immune system and also to radiotherapy and chemotherapy.

Les tumeurs sont chauffé de 40 à 44 degrés à l'aide d'ondes électromagnétique. À 42 celsius les cellules cancéreuses commencent à mourir.

In the past years, the results gained in the treatment of sarcomas have encouraged the research group to apply their knowledge to other forms of tumour. At the present time, within the framework of a “part body hyperthermia” project plan, they are investigating whether the combination of chemotherapy and radiotherapy with hyperthermia leads to better treatment results in cases of colon and rectum cancers and of pancreatic carcinoma, as well. Under the guidance of GSF, a “Virtual Institute of Excellence” has been founded between the Clinical Co-operation Group Hyperthermia at the Großhadern Medical Centre and the Medical Clinic Charité Berlin, in order to promote the project plan, which will initially be sponsored for three years by the Initiative and Networking Fund of the Helmholtz Association of German Research Centres.

La technique a obtenu des résultats pour le cancer du et du

The Scientific – Technical Director of GSF, Prof. Dr Wess, regards this as a successful example of translational research. “The concept of research in co-operation groups together with clinical partners and the creation of clinical research platforms is an essential prerequisite for the prompt application of knowledge from fundamental research to clinical practice and vice versa.”