Relación entre la respuesta inflamatoria a la agresión quirúrgica y la angiogénesis en pacientes con cáncer de colon. Estudio comparativo aleatorizado entre cirugía abierta y cirugía laparoscópica
- Autores: Marta Pascual
- Directores de la Tesis: Miguel Pera (dir. tes.), Luis Grande Posa (codir. tes.)
- Lectura: En la Universitat Autònoma de Barcelona ( España ) en 2009
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: Antoni Castells (secret.), María José Gil Egea (voc.)
- Materias:
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- Resumen
INTRODUCCIÓN El traumatismo quirúrgico induce una respuesta inflamatoria sistémica aguda y alteraciones en las funciones metabólica e inmunitaria, que se caracterizan por un aumento del metabolismo y un estado generalizado de inmunodepresión. Las citocinas, polipéptidos producidos por células del sistema inmunitario y otros tejidos, actuan como mediadores de esta respuesta sistémica. El principal responsable del componente hepático de la respuesta de fase aguda es la interleuquina-6 (IL-6), citoquina producida por distintos tipos celulares incluidos los macrófagos, monocitos, linfocitos, fibroblastos y células endoteliales. Los nivéles séricos de IL-6 constituyen un marcador precoz y selectivo del daño tisular puesto que se elevan en proporción con la intensidad del traumatismo quirúrgico. La elevación de los niveles de IL-6 ha sido también correlacionada con el desarrollo posterior de complicaciones graves. La interleuquina 1 beta (IL-1beta) y el factor de necrosis tumoral alfa (TNF-alfa) son otras citoquinas que regulan la respuesta biológica a la agresión.
La diferencia más importante entre la cirugía laparoscópica o mínimamente invasiva y la cirugía abierta consiste en que la intervención se realiza introduciendo los instrumentos de trabajo a través de pequeños orificios, por lo que la herida quirúrgica en la pared abdominal es mucho menor. Esto favorece una recuperación mucho más rápida y, en consecuencia, una estancia hospitalaria y un periodo de convalecencia más cortos. La cirugía laparoscópica se aplicó inicialmente en el tratamiento de la litiasis biliar, llegando a sustituir a la colecistectomía abierta como técnica de elección. Desde entonces, su uso se ha ido extendiendo de forma progresiva al tratamiento de la mayor parte de las patologías intraabdominales que precisan una operación quirúrgica, incluidas las lesiones benignas y malignas de colon.
Dado que la agresión quirúrgica es menor tras cirugía laparoscópica, se ha sugerido que la respuesta inflamatoria y la activación de las citoquinas son menos intensas. Así lo han demostrado varios estudios clínicos y experimentales que han comparado ambas técnicas quirúrgicas. En un reciente estudio aleatorizado, los pacientes sometidos a resecciones de colon por laparoscopia presentaron una menor producción de IL-6 en sangre periférica durante el postoperatorio inmediato. Otros han realizado resecciones de colon en ratas, asistidas por laparoscopia y de forma convencional. Los niveles de IL-1beta después de la operación fueron significativamente inferiores tras cirugía asistida por laparoscopia. Asímismo, nosotros también hemos comprobado en un modelo animal de cáncer de colon que los niveles séricos de IL-6 e IL-1beta están significativamente más elevados después de una resección de colon a través de una laparotomía en comparación con la misma resección realizada por laparoscopia.
Se ha demostrado en varios modelos animales que el crecimiento tumoral y el desarrollo de metástasis se aceleran más tras una laparotomía que tras insuflación con CO2. Utilizando un modelo animal de cáncer de colon sólido hemos confirmado un mayor crecimiento tumoral después de cirugía abierta en comparación con el abordaje laparoscópico. Estos hallazgos no se limitan únicamente a estudios experimentales. En un reciente estudio clínico randomizado realizado en el Hospital Clínic de Barcelona se ha demostrado por primera vez que la recurrencia tumoral en pacientes en estadio III es menor tras la resección del cáncer de colon por laparoscopia y la supervivencia global es mayor. Sin embargo, las causas de estas diferencias no son conocidas.
La angiogénesis, formación de nuevos vasos sanguíneos a partir de vasos ya existentes, es un proceso fundamental para el crecimiento de los tumores y la formación de metástasis. En ausencia de angiogénesis, los tumores no pueden crecer más de 1-2 mm de diámetro. La angiogénesis no está limitada a los procesos neoplásicos. De hecho, también tiene lugar durante procesos como la curación de las heridas y el ciclo mensual de la proliferación endometrial.Todo el proceso está regulado por inductores e inhibidores de la proliferación y migración de células endoteliales, producidos por las propias células tumorales y por otras células dentro del microambiente que rodea al tumor. Cambios en el equilibrio entre inductores e inhibidores pueden activar el denominado `angiogenic switch` o interruptor angiogénico estimulando la formación de nuevos vasos. Entre las sustancias inductoras de la angiogénesis se encuentran el factor de crecimiento del endotelio vascular (VEGF), factores de crecimiento derivados de los fibroblastos (bFBF), el factor de crecimiento derivado de las plaquetas (PDGF) y la angiopoietina-2. El VEGF es una de las citoquinas pro-angiogénicas más potentes; no sólo estimula la proliferación de las células endoteliales, sino que también aumenta la permeabilidad vascular, facilitando de esta forma la extravasación de células en el lecho quirúrgico, un paso fundamental en la aparición de recurrencias locales y metástasis a distancia. En pacientes con cáncer colorrectal, los valores séricos de VEGF elevados tienen una correlación significativa con un menor tiempo libre de enfermedad y una menor supervivencia.
Recientemente se ha demostrado que las citoquinas pro-inflamatorias IL-6, IL-1beta y TNF-alfa estimulan la expresión del RNAm de VEGF en los macrófagos y en diferentes líneas celulares de carcinoma. Otras evidencias apoyan la interacción de las citocinas pro-inflamatorias con el fenómeno de la angiogénesis y el crecimiento tumoral. En pacientes con cáncer colorrectal avanzado, los valores séricos de IL-6 se correlacionan con los valores séricos de VEGF.
Hemos estudiado recientemente la asociación entre respuesta inflamatoria postoperatoria y angiogénesis en nuestro modelo animal de cáncer de colon demostrando un mayor crecimiento tumoral y una mayor angiogénesis tras cirugía abierta, así como una correlación significativa positiva entre los valores séricos postoperatorios de IL-6, VEGF y la densidad de microvasos neoformados en los tumores recidivados.
HIPOTESIS La intensidad de la respuesta inflamatoria a la agresión quirúrgica puede alterar el equilibrio entre factores pro-angiogénicos y anti-angiogénicos induciendo el proceso de la angiogénesis que en presencia de células tumorales viables favorecería la supervivencia de éstas, el crecimiento tumoral y el desarrollo de metástasis. El desarrollo de técnicas quirúrgicas asociadas a una menor respuesta inflamatoria podría tener un efecto beneficioso al estimular con menor intensidad la formación de nuevos vasos y no favorecer el crecimiento tumoral.
MATERIAL Y MÉTODOS Estudio prospectivo y aleatorizado que se realizó en la Unidad de Cirugía Colorrectal del Servicio de Cirugía General y del Aparato Digestivo del Hospital del Mar.
Tras comprobar que los pacientes diagnosticados de cáncer de colon cumplían todos los criterios de inclusión y ninguno de los de exclusión fueron asignados de forma aleatoria, según una tabla de números generada por ordenador a cada uno de los dos grupos del estudio: grupo de cirugía abierta (laparotomía) o grupo de cirugía laparoscópica.
Se obtuvieron muestras de sangre y de líquido peritoneal en los períodos de tiempo que muestra la figura y se determinaron los valores en dichas muestras de dos citoquinas pro-inflamatorias IL6, IL1b,y de dos factores angiogénicos VEGF, PDGF mediante la técnica de ELISA Se ha realizado un ensayo de angiogénesis in vitro para determinar el potencial angiogénico del suero y del líquido peritoneal de estos pacientes. Esta técnica ha sido realizada con la colaboración del grupo Advancell del parque científico de la Universidad de Barcelona. Para ello se utilizaron células endoteliales de cordón humano tipo HUVEC y el Matrigel como matriz y se analizó mediante un sistema automatizado de cuantificación la angiogénica de estas células endoteliales añadiéndoles las muestras proporcionadas, suero y líquido peritoneal del 4º día postoperatorio.
RESULTADOS Entre febrero de 2004 y diciembre de 2007 fueron diagnosticados de neoplasia de colon en nuestro hospital un total de 257 pacientes de los cuales 137 tuvieron que ser excluidos.
Los restantes 120 cumplían los criterios de inclusión y ninguno de los de exclusión y fueron aleatorizados: 61 en el grupo de cirugía abierta y 59 en el grupo de cirugía laparoscópica. Un paciente de cada grupo fue excluido tras la aleatorización al encontrarse carcinomatosis durante la cirugía y no ser posible una resección con intención curativa.
A pesar de que los pacientes de cirugía laparoscópica eran algo más jóvenes que los de cirugía abierta, no encontramos que esta diferencia fuera estadísticamente significativa. Tampoco encontramos diferencias ni en la distribución por sexos ni en el riesgo quirúrgico según la clasificación ASA ni en el valor del CEA preoperatorio. Desde el punto de vista oncológico ambos grupos fueron similares en el número de ganglios linfáticos resecados, en el estadio tumoral y en el grado de diferenciación tumoral. La estancia postoperatoria fue más larga en el grupo de cirugía abierta. En cuanto a la morbilidad, al igual que en otros estudios, ésta fue significativamente menor en el grupo de cirugía laparoscópica podemos observar que la diferencia se debe fundamentalmente íleo paralítico y la infección de herida.
Los valores de IL-6 en suero se elevaron de forma precoz en el periodo postoperatorio alcanzando un pico máximo a las 4 horas en los dos grupos del estudio. Hay que destacar, sin embargo, que estos valores máximos de la curva de IL-6 fueron significativamente más elevados en el grupo de cirugía abierta.
No observamos ningún incremento en la concentración de IL-1ß en suero durante el postoperatorio inmediato, siendo la concentración de esta citoquina indetectable.
Al igual que ocurrió con los niveles de IL-6 en suero, los valores de esta interleuquina en el líquido peritoneal presentaron un pico máximo a las 4 horas de la intervención en ambos grupos. Sin embargo, no encontramos diferencias estadísticamente significativas entre cirugía abierta y cirugía laparoscópica. La concentración de IL-6 en el líquido peritoneal fue hasta 300 veces más elevada que en suero.
Hemos observado también un aumento de IL-1ß en el líquido peritoneal en las primeras horas del postoperatorio alcanzando unos valores máximos entre las 4 y las 12 horas. Este aumento fue mayor en el grupo de cirugía abierta a las 12 horas aunque la diferencia no alcanzó la significación estadística.
El factor de crecimiento de endotelio vascular presentó un aumento progresivo estadísticamente significativo tanto a las 48 horas como al 4º día del postoperatorio en el grupo de cirugía abierta. Por el contrario, este aumento fue mucho más atenuado en el grupo de cirugía laparoscópica sin que estos cambios tuvieran significación estadística. Cuando se comparan los valores de VEGF obtenidos después de la intervención entre ambos grupos se demuestra que éstos fueron significativamente más elevados en aquellos pacientes que habían sido intervenidos mediante cirugía abierta tanto a las 48 horas como al 4º día postoperatorio A diferencia de lo ocurrido con el VEGF, los niveles en suero de PDGF presentaron un descenso estadísticamente significativo en los dos grupos del estudio, especialmente durante las primeras 48 horas, para mantenerse posteriormente hasta el 4º día . No se observaron diferencias entre los valores de PDGF de los dos grupos del estudio en ninguno de los puntos del periodo postoperatorio investigado.
A pesar del mayor incremento de los niveles séricos de VEGF durante el postoperatorio inmediato en el grupo de cirugía abierta, no se encontraron diferencias en ninguna de las variables analizadas en el ensayo de angiogénesis in vitro Los valores basales de VEGF en líquido peritoneal presentaron una elevación estadísticamente significativa en el curso postoperatorio inmediato Sin embargo, a diferencia de lo observado con los cambios postoperatorios de esta citoquina en suero, no encontramos diferencias entre los dos grupos del estudio ni a las 48 horas ni al 4º día del postoperatorio. En conjunto, los valores de VEGF en el líquido peritoneal al 2º y 4º día tras la intervención fueron entre 3 y 5 veces mayores que los valores de VEGF en suero Los niveles basales de PDGF en líquido peritoneal también presentaron una elevación en el periodo postoperatorio inmediato, aunque ésta fue más tardía que la del VEGF y no ocurrió hasta el 4º día del postoperatorio No se encontraron diferencias entre los dos grupos del estudio ni a las 48 horas ni al 4º día postoperatorio Al igual que ocurrió con el ensayo de angiogénesis in vitro realizado con muestras de suero, tampoco se encontraron diferencias estadísticamente significativas en ninguna de las variables de dicho ensayo realizado con muestras de líquido peritoneal.
Cuando analizamos los 118 pacientes incluidos en el estudio, se observó una correlación positiva estadísticamente significativa entre los niveles de la citoquina proinflamatoria IL-6, determinados a las 48 horas, y los niveles de VEGF obtenidos al 4º día del postoperatorio tanto en suero como en líquido peritoneal CONCLUSIONES Los resultados del presente estudio confirman que la respuesta inflamatoria sistémica, es mayor tras la resección de colon abierta en comparación con la colectomía por laparoscopia.
La respuesta inflamatoria local es hasta 300 veces superior a la sistémica, sin que hayamos observado diferencias entre las dos formas de abordaje quirúrgico.
El traumatismo quirúrgico induce un aumento en la concentración de VEGF en suero en el grupo de cirugía abierta. Por el contrario, este aumento fue mucho más atenuado, en el grupo de cirugía laparoscópica sin que estos cambios tuvieran significación estadística.
Los valores de VEGF en suero fueron significativamente más elevados en aquellos pacientes que habían sido intervenidos mediante cirugía abierta tanto a las 48 horas como al 4º día del postoperatorio.
La correlación positiva observada entre los niveles de IL-6 y VEGF en el grupo de cirugía abierta, sugiere que un mayor grado de agresión quirúrgica y una mayor respuesta inflamatoria se asocian con una producción más elevada de VEGF.
A pesar del mayor incremento de VEGF en suero en el grupo de cirugía abierta, no encontramos diferencias en el ensayo de angiogénesis in vitro.
Por lo tanto, podemos afirmar que no existen diferencias en la respuesta angiogénica sistémica entre la cirugía abierta y la laparoscopia en pacientes intervenidos de cáncer de colon con intención curativa.
