Experimental data for insulin-like growth factor-1 (IGF-1) and basic fibroblast growth factor (bFGF) in prevention of radiation myelopathy
- 1. Technische Univ. Muenchen (Germany). Klinik und Poliklinik fuer Strahlentherapie und Radiologische Onkologie
- 2. The Univ. of Texas, M. D. Anderson Cancer Center, Houston, TX (United States). Dept. of Veterinary Medicine and Surgery
- 3. The Univ. of Texas, M. D. Anderson Cancer Center, Houston, TX (United States). Dept. of Experimental Radiation Oncology
Description
Background: Current models of radiation myelopathy provide a rationale for growth factor-based prevention strategies. Thus, we tested whether insulin-like growth factor-1 (IGF-1) and basic fibroblast growth factor (bFGF) alone or in combination modulate radiation tolerance of the rat cervical spinal cord. Materials and Methods: The cervical spinal cord of 68 adult Fisher F344 rats received a total dose of 30-36 Gy, given as a single fraction of 16 Gy followed by a second radiation dose of 14-20 Gy. Continuous intrathecal infusion of bFGF (44 rats) or saline (24 rats) into the cisterna magna was given concomitantly. A further experiment included 14 additional rats which were treated with subcutaneous injection of IGF-1 parallel to irradiation with a total dose of 34 Gy or 36 Gy. 20 rats received combined treatment, i.e. intrathecal infusion of bFGF plus subcutaneous injection of IGF-1, starting 24 hours before irradiation (total dose 33 Gy or 36 Gy) for a total of 4 days. Animals were followed until myelopathy developed or for a maximum of 12 months. Histopathologic examinations were performed post mortem. Results: Treatment with bFGF alone or IGF-1 alone increased the median time to myelopathy significantly. In the 36-Gy group, after combination treatment a comparable prolongation of latency was seen. Moreover, rats treated with 33 Gy and combined bFGF plus IGF-1 showed a significantly reduced risk of myelopathy, too (p = 0.0015). (orig.)
Abstract (German)
Hintergrund: Aktuelle Modelle zur Pathogenese der Strahlenmyelopathie lassen den praeventiven Einsatz von Wachstumsfaktoren sinnvoll erscheinen. Daher sollte ueberprueft werden, ob Insulin-Like Growth Factor-1 (IGF-1) und Basic Fibroblast Growth Factor (bFGF) als Einzelsubstanzen oder in Kombination die Strahlentoleranz des zervikalen Rueckenmarks von Ratten beeinflussen. Material und Methoden: Das Zervikalmark von 68 erwachsenen Fisher-F344-Ratten wurde mit zwei Einzelfraktionen bis insgesamt 30-36 Gy bestrahlt (16 Gy plus 14-20 Gy). Begleitend wurde eine kontinuierliche intrathekale Infusion von bFGF (44 Ratten) oder NaCl (24 Ratten) in die Cisterna magna gegeben. In einem weiteren Experiment erhielten 14 Ratten IGF-1 subkutan, begleitend zur Bestrahlung mit 34 Gy bzw. 36 Gy. 20 Ratten wurden der Kombinationstherapie unterzogen, d.h. intrathekale Infusion von bFGF plus subkutane Injektion von IGF-1, beginnend 24 Stunden vor der ersten Fraktion fuer 4 Tage (33 Gy bzw. 36 Gy). Die Tiere wurden bis zur Entwicklung einer Myelopathie oder maximal 12 Monate nachbeobachtet. Post mortem erfolgten histopathologische Untersuchungen. Ergebnisse: In der bFGF- und der IGF-1-Gruppe wurde eine signifikante Verlaengerung der medianen Latenzzeit beobachtet. In der Kombinationsgruppe galt dies fuer die mit 36 Gy bestrahlten Tiere. Mit 33 Gy bestrahlte Ratten zeigten dagegen auch ein signifikant reduziertes Myelopathierisiko (p = 0,0015). Schlussfolgerung: Die Kombination aus IGF-1 und bFGF war wirksamer als die Einzelsubstanzen. Wir beobachteten eine signifikant geringere Myelopathierate nach einer mittleren Bestrahlungsdosis, wohingegen bei einer hohen Dosis nur eine Verzoegerung der Myelopathie zu konstatieren war. Diese Ergebnisse weisen darauf hin, dass kurze Interventionen die strahleninduzierte Neurotoxizitaet reduzieren koennen. Weitere Studien zur Optimierung dieser Strategie sind vorgesehen. (orig.)Additional details
Additional titles
- Original title (German)
- Experimentelle Daten zum Einsatz von Insulin-Like Growth Factor-1 (IGF-1) und Basic Fibroblast Growth Factor (bFGF) zur Praevention einer Strahlenmyelopathie
Publishing Information
- Journal Title
- Strahlentherapie und Onkologie
- Journal Volume
- 178
- Journal Issue
- 3
- Journal Page Range
- p. 147-152
- ISSN
- 0179-7158
- CODEN
- STONE4
INIS
- Country of Publication
- Germany
- Country of Input or Organization
- Germany
- INIS RN
- 33017366
- Subject category
- S63: RADIATION, THERMAL, AND OTHER ENVIRONMENTAL POLLUTANT EFFECTS ON LIVING ORGANISMS AND BIOLOGICAL MATERIALS; S62: RADIOLOGY AND NUCLEAR MEDICINE;
- Descriptors DEI
- APOPTOSIS; BIOLOGICAL MODELS; BONE MARROW; COMBINED THERAPY; DOSE-RESPONSE RELATIONSHIPS; GAMMA RADIATION; GROWTH FACTORS; INFUSION; INSULIN; RADIATION INJURIES; RADIOTHERAPY; RATS; SIDE EFFECTS
- Descriptors DEC
- ANIMAL TISSUES; ANIMALS; BIOLOGICAL EFFECTS; BIOLOGICAL RADIATION EFFECTS; BODY; DISEASES; ELECTROMAGNETIC RADIATION; HEMATOPOIETIC SYSTEM; HORMONES; INJURIES; INTAKE; IONIZING RADIATIONS; MAMMALS; MEDICINE; MITOGENS; NUCLEAR MEDICINE; ORGANIC COMPOUNDS; ORGANS; PEPTIDE HORMONES; PROTEINS; RADIATION EFFECTS; RADIATIONS; RADIOLOGY; RODENTS; THERAPY; VERTEBRATES