Skip to main content
Erschienen in: Annals of Surgical Oncology 3/2011

01.03.2011 | Translational Research and Biomarkers

In Vitro Sarcoma Cells Release a Lipophilic Substance That Activates the Pain Transduction System via TRPV1

verfasst von: Meeghan A. Lautner, MD, Shivani B. Ruparel, MS, PhD, Mayur J. Patil, MS, Kenneth M. Hargreaves, PhD

Erschienen in: Annals of Surgical Oncology | Ausgabe 3/2011

Einloggen, um Zugang zu erhalten

Abstract

Background

Despite success in treating many forms of cancer, pain associated with malignancy remains a serious clinical issue with a poorly understood etiology. This study determined if certain sarcoma cell lines produced a soluble factor that activates the TRPV1 ion channel expressed on nociceptive sensory neurons, thereby activating a major pain transduction system.

Materials and Methods

Trigeminal ganglia were harvested from rats and cultured. A rhabdomyosarcoma (CRL1598) and osteosarcoma (CRL 1543) cell line were grown to 75% confluency. Conditioned media (CM) was collected after 24 h of exposure and subjected to reverse phase chromatography. Neuronal activation in the presence of CM was measured using iCGRP RIA and calcium imaging after treatment with vehicle or I-RTX, a potent TRPV1 antagonist. Data were analyzed by ANOVA/Bonferroni or t test.

Results

The rhabdomyosarcoma CM produced a 4-fold increase in iCGRP release compared with control media (P < 0.001). The osteosarcoma cell line CM produced a 7-fold increase in iCGRP release compared with control media (P < 0.001). This evoked iCGRP release was via TRPV1 activation since the effect was blocked by the antagonist I-RTX. The application of rhabdomyosarcoma CM produced about a 4-fold increase in [Ca2+]I levels (P < 0.001), and this effect was blocked by pretreatment with the TRPV1 antagonist, I-RTX.

Conclusions

We have shown that certain sarcoma cell lines produce a soluble, lipophilic factor that activates the peripheral nociceptor transduction system via TRPV1 activation, thereby contributing to cancer pain. Further investigations are needed to develop tumor-specific analgesics that do not produce unwanted or harmful side-effects.
Literatur
4.
Zurück zum Zitat Mantyh PW. Cancer pain and its impact on diagnosis. Survival and quality of life. Nat Rev Neurosci. 2006;7:797–809.PubMedCrossRef Mantyh PW. Cancer pain and its impact on diagnosis. Survival and quality of life. Nat Rev Neurosci. 2006;7:797–809.PubMedCrossRef
5.
Zurück zum Zitat Mantyh PW. A mechanism-based understanding of bone cancer pain. Novartis Found Symp. 2004;261:194–214 (discussion 214–9, 256–61).PubMedCrossRef Mantyh PW. A mechanism-based understanding of bone cancer pain. Novartis Found Symp. 2004;261:194–214 (discussion 214–9, 256–61).PubMedCrossRef
6.
Zurück zum Zitat Sabino MA. Mantyh PW, Pathophysiology of bone cancer pain. J Support Oncol. 2005;3:15–24.PubMed Sabino MA. Mantyh PW, Pathophysiology of bone cancer pain. J Support Oncol. 2005;3:15–24.PubMed
7.
Zurück zum Zitat Halvorson KG, Sevcik MA, Ghilardi JR, Rosol TJ, Mantyh PW. Similarities and differences in tumor growth, skeletal remodeling and pain in an osteolytic and osteoblastic model of bone cancer. Clin J Pain. 2006;22:587–600.PubMedCrossRef Halvorson KG, Sevcik MA, Ghilardi JR, Rosol TJ, Mantyh PW. Similarities and differences in tumor growth, skeletal remodeling and pain in an osteolytic and osteoblastic model of bone cancer. Clin J Pain. 2006;22:587–600.PubMedCrossRef
8.
Zurück zum Zitat Peters CM, Ghilardi JR, Keyser CP, Kubota K, Lindsay TH, Luger NM, Mach DB, et al. Tumor-induced injury of primary afferent sensory nerve fibers in bone cancer pain. Exp Neurol. 2005;193:85–100.PubMedCrossRef Peters CM, Ghilardi JR, Keyser CP, Kubota K, Lindsay TH, Luger NM, Mach DB, et al. Tumor-induced injury of primary afferent sensory nerve fibers in bone cancer pain. Exp Neurol. 2005;193:85–100.PubMedCrossRef
9.
Zurück zum Zitat Nagae M, Hiraga T, Yoneda T. Acidic microenvironment created by osteoclasts causes bone pain associated with tumor colonization. J Bone Miner Metab. 2007;25:99–104.PubMedCrossRef Nagae M, Hiraga T, Yoneda T. Acidic microenvironment created by osteoclasts causes bone pain associated with tumor colonization. J Bone Miner Metab. 2007;25:99–104.PubMedCrossRef
10.
Zurück zum Zitat Pickering, V, Jay Gupta R, Quang P, Jordan RC, Schmidt BL. Effect of peripheral endothelin-1 concentration on carcinoma-induced pain in mice. Eur J Pain. 2008;12:293–300.PubMedCrossRef Pickering, V, Jay Gupta R, Quang P, Jordan RC, Schmidt BL. Effect of peripheral endothelin-1 concentration on carcinoma-induced pain in mice. Eur J Pain. 2008;12:293–300.PubMedCrossRef
11.
Zurück zum Zitat Prevarskaya N, Zhang L, Barritt G, TRP channels in cancer. Biochim Biophys Acta. 2007;1772:937–46.PubMed Prevarskaya N, Zhang L, Barritt G, TRP channels in cancer. Biochim Biophys Acta. 2007;1772:937–46.PubMed
12.
Zurück zum Zitat Khasabova IA, Stucky CL, Harding-Rose C, Eikmeier L, Beitz AJ, Coicou LG, Hanson AE, et al. Chemical interactions between fibrosarcoma cancer cells and sensory neurons contribute to cancer pain. J Neurosci. 2007;27:10289–98.PubMedCrossRef Khasabova IA, Stucky CL, Harding-Rose C, Eikmeier L, Beitz AJ, Coicou LG, Hanson AE, et al. Chemical interactions between fibrosarcoma cancer cells and sensory neurons contribute to cancer pain. J Neurosci. 2007;27:10289–98.PubMedCrossRef
13.
Zurück zum Zitat Niiyama Y, Kawamata T, Yamamoto J, Omote K, Namiki A. Bone cancer increases transient receptor potential vanilloid subfamily 1 expression within distinct subpopulations of dorsal root ganglion neurons. Neuroscience. 2007;148:560–72.PubMedCrossRef Niiyama Y, Kawamata T, Yamamoto J, Omote K, Namiki A. Bone cancer increases transient receptor potential vanilloid subfamily 1 expression within distinct subpopulations of dorsal root ganglion neurons. Neuroscience. 2007;148:560–72.PubMedCrossRef
14.
Zurück zum Zitat Nilius B, Voets T. TRP channels: a TR(I)P through a world of multifunctional cation channels. Pflugers Arch. 2005;451:1–10.PubMedCrossRef Nilius B, Voets T. TRP channels: a TR(I)P through a world of multifunctional cation channels. Pflugers Arch. 2005;451:1–10.PubMedCrossRef
15.
Zurück zum Zitat Reid G. ThermoTRP channels and cold sensing: what are they really up to? Pflugers Arch. 2005;451:250–63.PubMedCrossRef Reid G. ThermoTRP channels and cold sensing: what are they really up to? Pflugers Arch. 2005;451:250–63.PubMedCrossRef
17.
Zurück zum Zitat Neelands TR, Jarvis MF, Han P, Faltynek CR, Surowy CS. Acidification of rat TRPV1 alters the kinetics of capsaicin responses. Mol Pain. 2005;1:28.PubMedCrossRef Neelands TR, Jarvis MF, Han P, Faltynek CR, Surowy CS. Acidification of rat TRPV1 alters the kinetics of capsaicin responses. Mol Pain. 2005;1:28.PubMedCrossRef
18.
Zurück zum Zitat Patwardhan AM, Scotland PE, Akopian AN, Hargreaves KM. Activation of TRPV1 in the spinal cord by oxidized linoleic acid metabolites contributes to inflammatory hyperalgesia. Proc Natl Acad Sci USA. 2009;106:18820–4.PubMedCrossRef Patwardhan AM, Scotland PE, Akopian AN, Hargreaves KM. Activation of TRPV1 in the spinal cord by oxidized linoleic acid metabolites contributes to inflammatory hyperalgesia. Proc Natl Acad Sci USA. 2009;106:18820–4.PubMedCrossRef
19.
Zurück zum Zitat Montell C, Birnbaumer L, Flockerzi V. The TRP channels, a remarkably functional family. Cell. 2002;108:595–8.PubMedCrossRef Montell C, Birnbaumer L, Flockerzi V. The TRP channels, a remarkably functional family. Cell. 2002;108:595–8.PubMedCrossRef
20.
Zurück zum Zitat Numazaki M, Tominaga M. Nociception and TRP channels. Curr Drug Targets CNS Neurol Disord. 2004;3:479–85.PubMedCrossRef Numazaki M, Tominaga M. Nociception and TRP channels. Curr Drug Targets CNS Neurol Disord. 2004;3:479–85.PubMedCrossRef
23.
Zurück zum Zitat Seabrook GR, Sutton KG, Jarolimek W, Hollingworth GJ, Teague S, Webb J, Clark N, et al. Functional properties of the high-affinity TRPV1 (VR1) vanilloid receptor antagonist (4-hydroxy-5-iodo-3-methoxyphenylacetate ester) iodo-resiniferatoxin. J Pharmacol Exp Ther. 2002;303:1052–60.PubMedCrossRef Seabrook GR, Sutton KG, Jarolimek W, Hollingworth GJ, Teague S, Webb J, Clark N, et al. Functional properties of the high-affinity TRPV1 (VR1) vanilloid receptor antagonist (4-hydroxy-5-iodo-3-methoxyphenylacetate ester) iodo-resiniferatoxin. J Pharmacol Exp Ther. 2002;303:1052–60.PubMedCrossRef
24.
Zurück zum Zitat Garry MG, Richardson JD, Hargreaves KM. Sodium nitroprusside evokes the release of immunoreactive calcitonin gene-related peptide and substance P from dorsal horn slices via nitric oxide-dependent and nitric oxide-independent mechanisms. J Neurosci. 1994;14:4329–37.PubMed Garry MG, Richardson JD, Hargreaves KM. Sodium nitroprusside evokes the release of immunoreactive calcitonin gene-related peptide and substance P from dorsal horn slices via nitric oxide-dependent and nitric oxide-independent mechanisms. J Neurosci. 1994;14:4329–37.PubMed
25.
Zurück zum Zitat Caterina MJ, Leffler A, Malmberg AB, Martin WJ, Trafton J, Petersen-Zeitz KR, Koltzenburg M, et al. Impaired nociception and pain sensation in mice lacking the capsaicin receptor. Science. 2000;288:306–13.PubMedCrossRef Caterina MJ, Leffler A, Malmberg AB, Martin WJ, Trafton J, Petersen-Zeitz KR, Koltzenburg M, et al. Impaired nociception and pain sensation in mice lacking the capsaicin receptor. Science. 2000;288:306–13.PubMedCrossRef
26.
Zurück zum Zitat Menendez L, Juarez L, Garcia E, Garcia-Suarez O, Hidalgo A, Baamonde A. Analgesic effects of capsazepine and resiniferatoxin on bone cancer pain in mice. Neurosci Lett. 2006;393:70–3.PubMedCrossRef Menendez L, Juarez L, Garcia E, Garcia-Suarez O, Hidalgo A, Baamonde A. Analgesic effects of capsazepine and resiniferatoxin on bone cancer pain in mice. Neurosci Lett. 2006;393:70–3.PubMedCrossRef
27.
Zurück zum Zitat Patwardhan A, Akopian AN, Ruparel N, Diogenes A, Weintraub ST, Uhlson C. Heat generates oxidized linoleic acid metabolites that activate TRPV1 and produce pain in rodents. J Clin Invest. 2010;120:1617–26.PubMedCrossRef Patwardhan A, Akopian AN, Ruparel N, Diogenes A, Weintraub ST, Uhlson C. Heat generates oxidized linoleic acid metabolites that activate TRPV1 and produce pain in rodents. J Clin Invest. 2010;120:1617–26.PubMedCrossRef
28.
Zurück zum Zitat Ahern GP, Wang X, Miyares RL. Polyamines are potent ligands for the capsaicin receptor TRPV1. J Biol Chem. 2006;281:8991–5.PubMedCrossRef Ahern GP, Wang X, Miyares RL. Polyamines are potent ligands for the capsaicin receptor TRPV1. J Biol Chem. 2006;281:8991–5.PubMedCrossRef
29.
Zurück zum Zitat Quang PN, Schmidt BL. Endothelin—a receptor antagonism attenuates carcinoma-induced pain through opioids in mice. J Pain. 2010;11:663–71.PubMedCrossRef Quang PN, Schmidt BL. Endothelin—a receptor antagonism attenuates carcinoma-induced pain through opioids in mice. J Pain. 2010;11:663–71.PubMedCrossRef
30.
Zurück zum Zitat Hamamoto DT, Khasabov SG, Cain DM, Simone DA. Tumor-evoked sensitization of C nociceptors: a role for endothelin. J Neurophysiol. 2008;100:2300–11.PubMedCrossRef Hamamoto DT, Khasabov SG, Cain DM, Simone DA. Tumor-evoked sensitization of C nociceptors: a role for endothelin. J Neurophysiol. 2008;100:2300–11.PubMedCrossRef
31.
Zurück zum Zitat Gavva NR, Treanor JJ, Garami A, Fang L, Surapaneni S, Akrami A, Alvarez F, et al. Pharmacological blockade of the vanilloid receptor TRPV1 elicits marked hyperthermia in humans. Pain. 2008;136:202–10.PubMedCrossRef Gavva NR, Treanor JJ, Garami A, Fang L, Surapaneni S, Akrami A, Alvarez F, et al. Pharmacological blockade of the vanilloid receptor TRPV1 elicits marked hyperthermia in humans. Pain. 2008;136:202–10.PubMedCrossRef
32.
Zurück zum Zitat Wong GY, Gavva NR. Therapeutic potential of vanilloid receptor TRPV1 agonists and antagonists as analgesics: Recent advances and setbacks. Brain Res Rev. 2009;60:267–77.PubMedCrossRef Wong GY, Gavva NR. Therapeutic potential of vanilloid receptor TRPV1 agonists and antagonists as analgesics: Recent advances and setbacks. Brain Res Rev. 2009;60:267–77.PubMedCrossRef
33.
Zurück zum Zitat Garami A, Shimansky YP, Pakai E, Oliveira DL, Gavva NR, Romanovsky AA. Contributions of different modes of TRPV1 activation to TRPV1 antagonist-induced hyperthermia. J Neurosci. 2010;30:1435–40.PubMedCrossRef Garami A, Shimansky YP, Pakai E, Oliveira DL, Gavva NR, Romanovsky AA. Contributions of different modes of TRPV1 activation to TRPV1 antagonist-induced hyperthermia. J Neurosci. 2010;30:1435–40.PubMedCrossRef
Metadaten
Titel
In Vitro Sarcoma Cells Release a Lipophilic Substance That Activates the Pain Transduction System via TRPV1
verfasst von
Meeghan A. Lautner, MD
Shivani B. Ruparel, MS, PhD
Mayur J. Patil, MS
Kenneth M. Hargreaves, PhD
Publikationsdatum
01.03.2011
Verlag
Springer-Verlag
Erschienen in
Annals of Surgical Oncology / Ausgabe 3/2011
Print ISSN: 1068-9265
Elektronische ISSN: 1534-4681
DOI
https://doi.org/10.1245/s10434-010-1328-1

Weitere Artikel der Ausgabe 3/2011

Annals of Surgical Oncology 3/2011 Zur Ausgabe

Wie erfolgreich ist eine Re-Ablation nach Rezidiv?

23.04.2024 Ablationstherapie Nachrichten

Nach der Katheterablation von Vorhofflimmern kommt es bei etwa einem Drittel der Patienten zu Rezidiven, meist binnen eines Jahres. Wie sich spätere Rückfälle auf die Erfolgschancen einer erneuten Ablation auswirken, haben Schweizer Kardiologen erforscht.

Hinter dieser Appendizitis steckte ein Erreger

23.04.2024 Appendizitis Nachrichten

Schmerzen im Unterbauch, aber sonst nicht viel, was auf eine Appendizitis hindeutete: Ein junger Mann hatte Glück, dass trotzdem eine Laparoskopie mit Appendektomie durchgeführt und der Wurmfortsatz histologisch untersucht wurde.

Mehr Schaden als Nutzen durch präoperatives Aussetzen von GLP-1-Agonisten?

23.04.2024 Operationsvorbereitung Nachrichten

Derzeit wird empfohlen, eine Therapie mit GLP-1-Rezeptoragonisten präoperativ zu unterbrechen. Eine neue Studie nährt jedoch Zweifel an der Notwendigkeit der Maßnahme.

Ureterstriktur: Innovative OP-Technik bewährt sich

19.04.2024 EAU 2024 Kongressbericht

Die Ureterstriktur ist eine relativ seltene Komplikation, trotzdem bedarf sie einer differenzierten Versorgung. In komplexen Fällen wird dies durch die roboterassistierte OP-Technik gewährleistet. Erste Resultate ermutigen.

Update Chirurgie

Bestellen Sie unseren Fach-Newsletter und bleiben Sie gut informiert.

S3-Leitlinie „Diagnostik und Therapie des Karpaltunnelsyndroms“

Karpaltunnelsyndrom BDC Leitlinien Webinare
CME: 2 Punkte

Das Karpaltunnelsyndrom ist die häufigste Kompressionsneuropathie peripherer Nerven. Obwohl die Anamnese mit dem nächtlichen Einschlafen der Hand (Brachialgia parästhetica nocturna) sehr typisch ist, ist eine klinisch-neurologische Untersuchung und Elektroneurografie in manchen Fällen auch eine Neurosonografie erforderlich. Im Anfangsstadium sind konservative Maßnahmen (Handgelenksschiene, Ergotherapie) empfehlenswert. Bei nicht Ansprechen der konservativen Therapie oder Auftreten von neurologischen Ausfällen ist eine Dekompression des N. medianus am Karpaltunnel indiziert.

Prof. Dr. med. Gregor Antoniadis
Berufsverband der Deutschen Chirurgie e.V.

S2e-Leitlinie „Distale Radiusfraktur“

Radiusfraktur BDC Leitlinien Webinare
CME: 2 Punkte

Das Webinar beschäftigt sich mit Fragen und Antworten zu Diagnostik und Klassifikation sowie Möglichkeiten des Ausschlusses von Zusatzverletzungen. Die Referenten erläutern, welche Frakturen konservativ behandelt werden können und wie. Das Webinar beantwortet die Frage nach aktuellen operativen Therapiekonzepten: Welcher Zugang, welches Osteosynthesematerial? Auf was muss bei der Nachbehandlung der distalen Radiusfraktur geachtet werden?

PD Dr. med. Oliver Pieske
Dr. med. Benjamin Meyknecht
Berufsverband der Deutschen Chirurgie e.V.

S1-Leitlinie „Empfehlungen zur Therapie der akuten Appendizitis bei Erwachsenen“

Appendizitis BDC Leitlinien Webinare
CME: 2 Punkte

Inhalte des Webinars zur S1-Leitlinie „Empfehlungen zur Therapie der akuten Appendizitis bei Erwachsenen“ sind die Darstellung des Projektes und des Erstellungswegs zur S1-Leitlinie, die Erläuterung der klinischen Relevanz der Klassifikation EAES 2015, die wissenschaftliche Begründung der wichtigsten Empfehlungen und die Darstellung stadiengerechter Therapieoptionen.

Dr. med. Mihailo Andric
Berufsverband der Deutschen Chirurgie e.V.