Muscoloskeletal effects of radiation cancer treatment – effects of strength training in rats
I det gjeldende prosjektet ønsker vi å benytte en strålemodell i rotter, og kombinere denne modellen med vår etablerte modell for plyometrisk/styrke-trening, for å undersøke effekten av trening på stråling-induserte skader på bein og muskel.
Beinskjørhet (osteoporose) og sarkopeni (tap av musklemasse og styrke) har økende forekomst og representerer en byrde for pasienter så vel som for samfunnet. Nye terapeutiske fremskritt har gitt en betydelig økt overlevelse hos kreftpasienter. Langvarig behandling medfører imidlertid nye utfordringer knyttet til korte og langsiktige bivirkninger. Kreftbehandling spenner fra et bredt spekter av intervensjoner, for eksempel kirurgi, strålebehandling, kjemoterapi og immunterapi. De fleste antitumorbehandlinger medfører muskel og beintap (cancer-treatment induced bone loss (CTIBL)). Disse skadene kan oppstå via flere mekanismer; fra direkte skadelige effekter på beinceller og omgivende celler, til indirekte effekter. Alle mekanismer for strålingsindusert tap av bein er ennå ikke fullstendig kartlagt.
Mekanisk belasting er grunnleggende for opprettholdelsen av muskulatur og et sunt skjelett, og trening blir anerkjent som en viktig virkemiddel for å unngå aldersrelatert tap av bein. Forskning om effekten av trening for å forebygge CTIBL, er mangelfull.
Resultatene fra dyreforsøk vil gi ytterligere innsikt i mekanismene som er involvert i strålingsindusert bein og muskel tap og effekten av trening/mekanisk belastning. Vi vil også utføre in vitro-eksperimenter for å studere signalveier og relevante proteiner involvert i strålingsinduserte skader på bein- og muskelceller, muskel-bein kommunikasjon og molekylær signalering mellom bein og muskelceller, under mekanisk stimulering og stråling.
Kunnskap om strålingsinduserte skader på bein og muskel, og de involverte mekanismene, kan skape nye muligheter for forebygging og behandling av CITBL og sarkopeni hos kreftoverlevende, og derved reduseres både kortsiktige og langsiktige bivirkninger av kreftbehandling.
Det forventes moderat belastning og lav/ingen mortalitet etter strålebehandlingen hos rottene, da stråledosen er beregnet ut fra humane terapeutiske doser og med bakgrunn i tidligere utføret studier.
Strålingen vil kunne gi forbigående vekttap. Dose-repsons studier i rotter har vist at helkropps strålling av rotter opp til 6 Gy kan medfører reusert matinntak og kroppsvekt (opp til 12 %), som reverseres etter 1 uke. Stråledoser opp til 6 Gy er ikke vist å medføre diare.
(Dublineau, I., Ksas, B., and Griffiths, N. M.; Functional Changes in the Rat Distal Colon after Whole- Body Irradiation: Dose–Response and Temporal Relationships, Radiation Research, 154(2) : 187-195, 2000)
Treningsintervensjon som er beskrevet i denne studien, medfører, av erfaring, ingen skadevirkninger og moderat belastning hos dyrene.
Dyrene vil bli gitt en subkutan injeksjon med Calcein (10 mg/kg) 7 og 2 dager før avliving, for merking av bein til ex vivo histomorphometry.
Doser på opptil 20 mg/kg er angitt som trygge i rotter (Erben RG: Trabecular and endocortical bone surfaces in the rat: Modeling or remodeling? Anat Rec 246:39–46, 1996.)
Vi ønsker å benytte 48 Sprague Dawley hunn-rotter i dette studiet.
Den potensielle effekten av trening på stråleindusert skade i muskel og bein må studeres in vivo, siden de potensielle virkningsmekanismene er systemiske og komplekse.
Beinskjørhet (osteoporose) og sarkopeni (tap av musklemasse og styrke) har økende forekomst og representerer en byrde for pasienter så vel som for samfunnet. Nye terapeutiske fremskritt har gitt en betydelig økt overlevelse hos kreftpasienter. Langvarig behandling medfører imidlertid nye utfordringer knyttet til korte og langsiktige bivirkninger. Kreftbehandling spenner fra et bredt spekter av intervensjoner, for eksempel kirurgi, strålebehandling, kjemoterapi og immunterapi. De fleste antitumorbehandlinger medfører muskel og beintap (cancer-treatment induced bone loss (CTIBL)). Disse skadene kan oppstå via flere mekanismer; fra direkte skadelige effekter på beinceller og omgivende celler, til indirekte effekter. Alle mekanismer for strålingsindusert tap av bein er ennå ikke fullstendig kartlagt.
Mekanisk belasting er grunnleggende for opprettholdelsen av muskulatur og et sunt skjelett, og trening blir anerkjent som en viktig virkemiddel for å unngå aldersrelatert tap av bein. Forskning om effekten av trening for å forebygge CTIBL, er mangelfull.
Resultatene fra dyreforsøk vil gi ytterligere innsikt i mekanismene som er involvert i strålingsindusert bein og muskel tap og effekten av trening/mekanisk belastning. Vi vil også utføre in vitro-eksperimenter for å studere signalveier og relevante proteiner involvert i strålingsinduserte skader på bein- og muskelceller, muskel-bein kommunikasjon og molekylær signalering mellom bein og muskelceller, under mekanisk stimulering og stråling.
Kunnskap om strålingsinduserte skader på bein og muskel, og de involverte mekanismene, kan skape nye muligheter for forebygging og behandling av CITBL og sarkopeni hos kreftoverlevende, og derved reduseres både kortsiktige og langsiktige bivirkninger av kreftbehandling.
Det forventes moderat belastning og lav/ingen mortalitet etter strålebehandlingen hos rottene, da stråledosen er beregnet ut fra humane terapeutiske doser og med bakgrunn i tidligere utføret studier.
Strålingen vil kunne gi forbigående vekttap. Dose-repsons studier i rotter har vist at helkropps strålling av rotter opp til 6 Gy kan medfører reusert matinntak og kroppsvekt (opp til 12 %), som reverseres etter 1 uke. Stråledoser opp til 6 Gy er ikke vist å medføre diare.
(Dublineau, I., Ksas, B., and Griffiths, N. M.; Functional Changes in the Rat Distal Colon after Whole- Body Irradiation: Dose–Response and Temporal Relationships, Radiation Research, 154(2) : 187-195, 2000)
Treningsintervensjon som er beskrevet i denne studien, medfører, av erfaring, ingen skadevirkninger og moderat belastning hos dyrene.
Dyrene vil bli gitt en subkutan injeksjon med Calcein (10 mg/kg) 7 og 2 dager før avliving, for merking av bein til ex vivo histomorphometry.
Doser på opptil 20 mg/kg er angitt som trygge i rotter (Erben RG: Trabecular and endocortical bone surfaces in the rat: Modeling or remodeling? Anat Rec 246:39–46, 1996.)
Vi ønsker å benytte 48 Sprague Dawley hunn-rotter i dette studiet.
Den potensielle effekten av trening på stråleindusert skade i muskel og bein må studeres in vivo, siden de potensielle virkningsmekanismene er systemiske og komplekse.