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Erschienen in: Zeitschrift für Herz-,Thorax- und Gefäßchirurgie 4/2017

11.01.2017 | Herzchirurgie | Übersichten

Hypothermie und ihr Einfluss auf das Tumorwachstum

verfasst von: N. Urban, F. Beyersdorf

Erschienen in: Zeitschrift für Herz-,Thorax- und Gefäßchirurgie | Ausgabe 4/2017

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Zusammenfassung

Hintergrund

Abhängig vom Ausmaß der vorliegenden Erkrankung und des chirurgischen Eingriffs erfordern Operationen an der thorakalen Aorta Phasen des absoluten Kreislaufstillstands und zerebraler Minderperfusion. Seit Jahrzehnten wird hier die generalisierte Hypothermie zur Neuroprotektion eingesetzt. Inwiefern diese auch Einfluss auf die Entwicklung von Tumorerkrankungen nimmt, ist nach ersten Arbeiten von Temple Fay 1938 nicht hinreichend untersucht. Der hypotherme Kreislaufstillstand im Rahmen herzchirurgischer Operationen bietet die einzigartige Möglichkeit, heutzutage an die frühen Untersuchungen zur generalisierten Hypothermie anzuknüpfen.

Ziel der Arbeit

Es wird ein Überblick über die Entwicklung der generalisierten Hypothermie und kälteinduzierte zelluläre Veränderungen gegeben. Zudem wird der Einfluss der Hypothermie auf die Entwicklung von Tumorerkrankungen diskutiert.

Material und Methoden

Anhand ausgewählter Literaturarbeiten und ausgehend von eigenen Ergebnissen wird ein etwaiger Zusammenhang zwischen der generalisierten Hypothermie und dem Tumorwachstum beleuchtet.

Ergebnisse

In Abhängigkeit von Temperatur und Expositionszeit kann Kältestress ein Stagnieren des Zellzyklus, die Apoptose oder zelluläre Nekrose triggern. Auf der anderen Seite hat die generalisierte Hypothermie immunmodulatorische Auswirkungen auf die T‑Zell-Antwort, im Sinne einer Hemmung der zytotoxischen T‑Zell-Aktivität.

Schlussfolgerung

Sowohl eine Regression von Tumorerkrankungen durch Untergang vulnerabler Tumorvorstufen als auch eine Progression infolge hypothermer Immunsuppression sind denkbar. Hier sind weiterführende Untersuchungen nötig. Diese Fragestellungen würden sich an Patienten untersuchen lassen, die herz- und gefäßchirurgisch in Hypothermie operiert werden.
Literatur
2.
Zurück zum Zitat Apostolakis E, Akinosoglou K (2008) The methodologies of hypothermic circulatory arrest and of antegrade and retrograde cerebral perfusion for aortic arch surgery. Ann Thorac Cardiovasc Surg 14:138–148PubMed Apostolakis E, Akinosoglou K (2008) The methodologies of hypothermic circulatory arrest and of antegrade and retrograde cerebral perfusion for aortic arch surgery. Ann Thorac Cardiovasc Surg 14:138–148PubMed
3.
Zurück zum Zitat Arnott J (1851) On the treatment of cancer: by the regulated application of an anaesthetic temperature. Churchill, London Arnott J (1851) On the treatment of cancer: by the regulated application of an anaesthetic temperature. Churchill, London
4.
Zurück zum Zitat Beyersdorf F (2009) The use of controlled reperfusion strategies in cardiac surgery to minimize ischaemia/reperfusion damage. Cardiovasc Res 83:262–268CrossRefPubMed Beyersdorf F (2009) The use of controlled reperfusion strategies in cardiac surgery to minimize ischaemia/reperfusion damage. Cardiovasc Res 83:262–268CrossRefPubMed
6.
Zurück zum Zitat Borst HG, Schaudig A, Rudolph W (1964) Arteriovenous fistula of the aortic arch: repair during deep hypothermia and circulatory arrest. J Thorac Cardiovasc Surg 48:443–447PubMed Borst HG, Schaudig A, Rudolph W (1964) Arteriovenous fistula of the aortic arch: repair during deep hypothermia and circulatory arrest. J Thorac Cardiovasc Surg 48:443–447PubMed
7.
Zurück zum Zitat Brewer AK (1984) The high pH therapy for cancer tests on mice and humans. Pharmacol Biochem Behav 21(Suppl 1):1–5CrossRefPubMed Brewer AK (1984) The high pH therapy for cancer tests on mice and humans. Pharmacol Biochem Behav 21(Suppl 1):1–5CrossRefPubMed
8.
9.
Zurück zum Zitat Fay T (1959) Early experiences with local and generalized refrigeration of the human brain. J Neurosurg 16:239–259, 260CrossRefPubMed Fay T (1959) Early experiences with local and generalized refrigeration of the human brain. J Neurosurg 16:239–259, 260CrossRefPubMed
10.
Zurück zum Zitat Gregory CD, Milner AE (1994) Regulation of cell survival in burkitt lymphoma: implications from studies of apoptosis following cold-shock treatment. Int J Cancer 57:419–426CrossRefPubMed Gregory CD, Milner AE (1994) Regulation of cell survival in burkitt lymphoma: implications from studies of apoptosis following cold-shock treatment. Int J Cancer 57:419–426CrossRefPubMed
11.
Zurück zum Zitat Guray M (2006) Benign breast diseases: classification, diagnosis, and management. Oncologist 11:435–449CrossRefPubMed Guray M (2006) Benign breast diseases: classification, diagnosis, and management. Oncologist 11:435–449CrossRefPubMed
12.
Zurück zum Zitat Henderson AR (1963) Temple Fay, M.D., unconformable crusader and harbinger of human refrigeration, 1895–1963. J Neurosurg 20:627–634CrossRefPubMed Henderson AR (1963) Temple Fay, M.D., unconformable crusader and harbinger of human refrigeration, 1895–1963. J Neurosurg 20:627–634CrossRefPubMed
13.
Zurück zum Zitat Igney FH, Krammer PH (2002) Immune escape of tumors: apoptosis resistance and tumor counterattack. J Leukoc Biol 71:907–920PubMed Igney FH, Krammer PH (2002) Immune escape of tumors: apoptosis resistance and tumor counterattack. J Leukoc Biol 71:907–920PubMed
14.
Zurück zum Zitat Lee S (2001) Hypothermia induces T‑cell production of immunosuppressive cytokines. J Surg Res 100:150–153CrossRefPubMed Lee S (2001) Hypothermia induces T‑cell production of immunosuppressive cytokines. J Surg Res 100:150–153CrossRefPubMed
15.
Zurück zum Zitat Leslie A, Carey FA, Pratt NR, Steele RJC (2002) The colorectal adenoma-carcinoma sequence. Br J Surg 89:845–860CrossRefPubMed Leslie A, Carey FA, Pratt NR, Steele RJC (2002) The colorectal adenoma-carcinoma sequence. Br J Surg 89:845–860CrossRefPubMed
16.
Zurück zum Zitat McCarty MF, Whitaker J (2010) Manipulating tumor acidification as a cancer treatment strategy. Altern Med Rev 15:264–272PubMed McCarty MF, Whitaker J (2010) Manipulating tumor acidification as a cancer treatment strategy. Altern Med Rev 15:264–272PubMed
18.
Zurück zum Zitat Nduka CC, Puttick M, Coates P et al (2002) Intraperitoneal hypothermia during surgery enhances postoperative tumor growth. Surg Endosc 16:611–615CrossRefPubMed Nduka CC, Puttick M, Coates P et al (2002) Intraperitoneal hypothermia during surgery enhances postoperative tumor growth. Surg Endosc 16:611–615CrossRefPubMed
19.
Zurück zum Zitat Neufeld G, Cohen T, Gengrinovitch S, Poltorak Z (1999) Vascular endothelial growth factor (VEGF) and its receptors. FASEB J 13:9–22PubMed Neufeld G, Cohen T, Gengrinovitch S, Poltorak Z (1999) Vascular endothelial growth factor (VEGF) and its receptors. FASEB J 13:9–22PubMed
20.
Zurück zum Zitat Nishiyama H, Itoh K, Kaneko Y et al (1997) A glycine-rich RNA-binding protein mediating cold-inducible suppression of mammalian cell growth. J Cell Biol 137:899–908CrossRefPubMedPubMedCentral Nishiyama H, Itoh K, Kaneko Y et al (1997) A glycine-rich RNA-binding protein mediating cold-inducible suppression of mammalian cell growth. J Cell Biol 137:899–908CrossRefPubMedPubMedCentral
21.
Zurück zum Zitat Parkins CS, Dennis MF, Stratford MR et al (1995) Ischemia reperfusion injury in tumors: the role of oxygen radicals and nitric oxide. Cancer Res 55:6026–6029PubMed Parkins CS, Dennis MF, Stratford MR et al (1995) Ischemia reperfusion injury in tumors: the role of oxygen radicals and nitric oxide. Cancer Res 55:6026–6029PubMed
22.
Zurück zum Zitat Rodríguez SA, Arias Fúnez F, Bueno Bravo C et al (2014) Cryotherapy for primary treatment of prostate cancer: intermediate term results of a prospective study from a single institution. Prostate Cancer 2014:1–11CrossRef Rodríguez SA, Arias Fúnez F, Bueno Bravo C et al (2014) Cryotherapy for primary treatment of prostate cancer: intermediate term results of a prospective study from a single institution. Prostate Cancer 2014:1–11CrossRef
23.
Zurück zum Zitat Sano ME, Smith LW (1942) The behavior of tumor cells in tissue culture subjected to reduced temperatures. Cancer Res 2:32–39 Sano ME, Smith LW (1942) The behavior of tumor cells in tissue culture subjected to reduced temperatures. Cancer Res 2:32–39
24.
Zurück zum Zitat Sonna LA, Fujita J, Gaffin SL, Lilly CM (2002) Invited review: effects of heat and cold stress on mammalian gene expression. J Appl Physiol 92:1725–1742CrossRefPubMed Sonna LA, Fujita J, Gaffin SL, Lilly CM (2002) Invited review: effects of heat and cold stress on mammalian gene expression. J Appl Physiol 92:1725–1742CrossRefPubMed
26.
27.
Zurück zum Zitat Taga K, Tosato G (1992) IL-10 inhibits human T cell proliferation and IL-2 production. J Immunol 148:1143–1148PubMed Taga K, Tosato G (1992) IL-10 inhibits human T cell proliferation and IL-2 production. J Immunol 148:1143–1148PubMed
28.
Zurück zum Zitat Takahashi H, Shibuya M (2005) The vascular endothelial growth factor (VEGF)/VEGF receptor system and its role under physiological and pathological conditions. Clin Sci 109:227CrossRefPubMed Takahashi H, Shibuya M (2005) The vascular endothelial growth factor (VEGF)/VEGF receptor system and its role under physiological and pathological conditions. Clin Sci 109:227CrossRefPubMed
29.
Zurück zum Zitat Taunyane IC, Benk C, Beyersdorf F et al (2016) Preserved brain morphology after controlled automated reperfusion of the whole body following normothermic circulatory arrest time of up to 20 minutes. Eur J Cardiothorac Surg. doi:10.1093/ejcts/ezw186 PubMed Taunyane IC, Benk C, Beyersdorf F et al (2016) Preserved brain morphology after controlled automated reperfusion of the whole body following normothermic circulatory arrest time of up to 20 minutes. Eur J Cardiothorac Surg. doi:10.​1093/​ejcts/​ezw186 PubMed
31.
Zurück zum Zitat Urban N (2016) Einfluss des hypothermen Kreislaufstillstands auf die Tumorinzidenz. Dissertation, Universität Freiburg i. Br. Urban N (2016) Einfluss des hypothermen Kreislaufstillstands auf die Tumorinzidenz. Dissertation, Universität Freiburg i. Br.
32.
Zurück zum Zitat Veth R, Schreuder B, van Beem H et al (2005) Cryosurgery in aggressive, benign, and low-grade malignant bone tumours. Lancet Oncol 6:25–34CrossRefPubMed Veth R, Schreuder B, van Beem H et al (2005) Cryosurgery in aggressive, benign, and low-grade malignant bone tumours. Lancet Oncol 6:25–34CrossRefPubMed
33.
Zurück zum Zitat Yang C, Carrier F (2001) The UV-inducible RNA-binding protein A18 (A18 hnRNP) plays a protective role in the genotoxic stress response. J Biol Chem 276:47277–47284CrossRefPubMed Yang C, Carrier F (2001) The UV-inducible RNA-binding protein A18 (A18 hnRNP) plays a protective role in the genotoxic stress response. J Biol Chem 276:47277–47284CrossRefPubMed
34.
Zurück zum Zitat Yoshikawa T, Kokura S, Oyamada H et al (1994) Antitumor effect of ischemia-reperfusion injury induced by transient embolization. Cancer Res 54:5033–5035PubMed Yoshikawa T, Kokura S, Oyamada H et al (1994) Antitumor effect of ischemia-reperfusion injury induced by transient embolization. Cancer Res 54:5033–5035PubMed
35.
36.
37.
Zurück zum Zitat Ziganshin BA, Rajbanshi BG, Tranquilli M et al (2014) Straight deep hypothermic circulatory arrest for cerebral protection during aortic arch surgery: safe and effective. J Thorac Cardiovasc Surg 148:888–898CrossRefPubMed Ziganshin BA, Rajbanshi BG, Tranquilli M et al (2014) Straight deep hypothermic circulatory arrest for cerebral protection during aortic arch surgery: safe and effective. J Thorac Cardiovasc Surg 148:888–898CrossRefPubMed
Metadaten
Titel
Hypothermie und ihr Einfluss auf das Tumorwachstum
verfasst von
N. Urban
F. Beyersdorf
Publikationsdatum
11.01.2017
Verlag
Springer Medizin
Erschienen in
Zeitschrift für Herz-,Thorax- und Gefäßchirurgie / Ausgabe 4/2017
Print ISSN: 0930-9225
Elektronische ISSN: 1435-1277
DOI
https://doi.org/10.1007/s00398-016-0132-z

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