Inducció experimental de tumors de vies urinàries en rates Sprague-Dawley amb 2,2-dioxo-di-n-propilnitrosamina (DOPN). Estudi comparatiu amb l'home

Abstract

S'han estudiat les característiques de la inducció de tumors de vies urinàries en rates Sprague-Dawley amb 2,2-dioxo-di-n-propilnitrosamina, un metabòlit intermediari en el procés d'activació de la di-n-propilnitrosamina per beta-oxidació, tot relacionant la incidència de lesions amb la dosi i la durada de l'exposició al carcinògen, el sexe de l'animal, i la localització. Per tal d'establir la utilitat del model experimental, s'ha comparat la morfologia dels tumors i les lesions preneoplàsiques induïdes amb una àmplia sèrie de tumors i lesions associades de vies urinàries en l'home. Igualment, s'ha comparat, per mitjà de tècniques immunohistoquímiques, l'expressió de marcadors estructurals i funcionals en els tumors i les lesions preneoplàsiques del model d'experimentació i en els de la sèrie humana revisada.<br/><br/>La 2,2-dioxo-di-n-propilnitrosamina (DOPN) s'ha administrat per via subcutània a tres grups experimentals, cada un d'ells composta per 30 rates Sprague-Dawley (15 mascles i 15 femelles), a dosis setmanals corresponents a 1/5, 1/10 i 1/20 de la dosi letal mitjana (LD(50)=123 mg/Kg per als mascles, 107 mg/Kg per a les femelles). Un quart grup ha estat mantingut com a control, tractat amb CINa.<br/><br/>S'han revisat tots els casos de neoplàsies de vies urinàries registrats a l'arxiu de Patologia Quirúrgica del Departament d'Anatomia Patològica de l'Hospital Clínic de la Facultat de Medicina de la Universitat de Barcelona, compresos en el periode 1976-1985. La sèrie de tumors de pelvis renal s'ha ampliat fins al 1968, amb un total de 20 tumors d'aquesta localització. S'han valorat separadamente els casos que presentaven diverses biòpsies al llarg del temps de l'estudi, estudiant les característiques de les lesions en relació amb l'evolució posterior.<br/><br/>L'estudi immunohistoquímic s'ha realitzat amb la tècnica del complex avidina-biotina-peroxidasa (ABC), fent servir anticossos anti-TPA-B(1), EMA, CEA, i la lectina de l'Ulex Europaeus (UEA-I). L'adminlstració de DOPN a les rates Sprague-Dawley ha induït una elevada proporció de tumors de vies urinàries. La incidència de tumors ha estat superior amb les dosis més altes, en femelles més que en mascles, i en pelvis renal més que en bufeta urinària. En el gru~ experimental tractat amb les dosis més altes (1/5 LD(50)) s'han induït tumors de pelvis renal en el 100% de les femelles i en el 73% dels mascles. Dels 66 tumors induits en total en els tres grups, 65 han estat neoplàsies de cèl.lules transicionals, i l'altre un carcinoma escamós. Han predominat els papil.lomes i carcinomes de baix grau. El 27% dels tumors induïts han estat invasors. La diferenciació escamosa ha estat freqüent en tumors de tots els graus. La freqüència ha estat superior en els carcinomes invasors que en els tumors no invasors. Només s'ha identificat un carcinoma escamós pur sense presència de component transicional, La hiperplàsia ha estat l'alteració més freqüent de l'uroteli no tumoral. S'ha observat en el 94% dels animals amb tumor i en el 51% dels animals sense tumor dels grups experimentals, tant en pelvis renal com en bufeta urinària. Lesions displàsiques i carcinornes "in situ" s'han identificat només en sis animals, i en tots els casos s'associaven a carcinomas invasors de grau II i III.<br/>No s'ha observat reacció positiva valorable dels tumors ni de les lesions preneoplàsiques experimentals amb anticossos contra TP, EMA i CEA. la lectina de l 'Ulex Europaeus (UEA-I) ha marcat positivamente la majoria dels tumors experimentals, independentment del seu grau i de la presència o no d'invasió, però no ha marcat l'uroteli normal ni tampoc les cèl.lules endotelials ni els eritròcits.<br/><br/>En la sèrie de 627 tumors humans de vies urinàries revisats, el 95,7% dels tumors eren localitzats a la bufeta urinària, el 2,2% a l'urèter i el 2,1% a la pelvis renal. Més del 50% dels tumors de pelvis renal han aparegut aïlladament, sense associar-se ni sincrònicament ni metacrònicament a tumors d'altres segments de la via urinària. El 98,7% dels tumors humans revisats han estat neoplàsies de cèl.lules transicionals, i el 1,3% restant carcinomas escamosos. Entre els tumors transicionals, el 7,4% eren papil.lomes, el 74% carcinomes papil.lars, i el 17,8% carcinomes no papil.lars. La diferenciació adenocarcinomatosa ha estat més freqüent que la diferenciació escamosa en els carcinomes transicionaIs humans. Totes dues s'associen sempre amb carcinomes invasors, preferentment d'alt grau, la hiperplàsia de I 'uroteli no tumoral s 'ha trobat associada a la majoria de tumors transicionaIs de baix grau. La majoria dels carcinomes de grau II han presentat displàsia urotelial associada. El carcinoma "in situ" és la lesió que s'ha associat amb més freqüència als carcinomes de grau III.<br/><br/>Tant l'antígen polipeptídic tissular (TPA) com l'antígen de membrana epitelial (EMA) són positius en la majoria de tumors i lesions preneoplàsiques humanes, sense que permetin detectar diferents patrons de positivitat en relació amb les característiques del tumor ni amb l'evolució posterior de cada cas. La presència de CEA ha estat inconstant tant en els tumors com en l'uroteli no tumoral, per bé que s'ha detectat amb freqüència en els tumors d'alt grau. La presència de l'antígen H del sistema ABH dels grups sanguinis, detectat amb l'UEA-I, ha estat més marcada en els carcinomes papil.lars de grau l que amb els de grau II i III. Tots els carcinomes invasors no papil.lars han resultat positius. L'expressió d'aquest antígen tendeix a reduïr-se en l'uroteli normal associat a carcinomes invasors, però no en els casos de tumors no invasors que van desenvolupar posteriorment carcinoma invasor. En les hiperplàsies, la reacció ha estat sempre positiva, i ha estat generalment negativa en les lesions displàsiques.<br/><br/>En conclusió, l'administració de DOPN a rates Sprague-Dawley constitueix un model experimental útil per a l'estudi de la carcinogènesi de les vies urinàries, i especialment de la pelvis renal, atès que és capaç d'induir tumors de pelvis renal en una elevada proporción d'animals; igual que succeeix en l'home, la majoria dels tumors de pelvis renal no s'associen amb altres tumors de vies urinàries, igual que en la sèrie humana, més del 98% dels tumors son derivats de l'epiteli transicional; es poden intuir tumors de tots els graus histològics, per bé que la proporció de tumors de baix grau és més alta que en l'home. Tant en aquest model experilnental com en la sèrie humana, la presència d'invasió es correlaciona amb el grau histològic del tumor.<br/><br/>En els tumors experimentals, la lectina UEA-I detecta probablement estructures hidrocarbonades diferents dels antígens relacionats amb els grups sanguinis. De la mateixa manera, l'expressió d'estructures no relacionades amb els grups sanguinis explicaria la positivitat dels carcinomes no papil.lars humans per a aquest marcador. <br/><br/>Tant en el model experimental com en la sèrie humana, les alteracions proliferatives de l'uroteIi no tumoral reflecteixen, en general, el grau histològic del tumor al qual s'associen. Probablement, aquestes lesions no tenen més valor pronòstic que el mateix grau del tumor, excepte en una petita proporció de carcinomes de baix grau amb alteracions displàsiques associades, i en els casos en que es detecten lesions displàsiques o carcinoma "in situ" aïllats.

<i>Subcutaneous administration of 2,2-dioxo-di-n-propylnitrosamine (DOPN), an intermediate metabolite in the beta-oxidation pathway of di-n-propylnitrosamine, to three experimental groups of Sprague-Dawley rats, with weekly doses corresponding to 1/5, 1/10 and 1/20 LD(50) (LD(50)=123mg/Kg for males, 107 mg/Kg for females) induced a high rate of urinary tract tumours, with higher incidence with higher doses, in females, and in renal pelvis. 100% of females belonging to the highest dose group developed renal pelvic tumours. In all, 66 tumours were induced, 65 of which were or transitional cell type. Experimental tumours were compared with a series or 627 human urinary tract tumours. A higher rate of low grade tumours was found in the experimental series than in humans. Both in Experimental end human tumours, the presence of invasion correlated well with histological grade. Squamous differenciation was more frequent in experimental tumours. Conversely, adenocarcinomatous differentiation was more frequent than squamous differentiation in human tumours, being found only in one experimental case. Squamous differentiation correlated with invasion both in experimental and human tumours. Proliferative changes in non-tumoral urotheliurn usually reproduced the histological grade of tumours. Dysplasia and carcinoma "in situ" were seldom found in the experimental series, being always related to invasive carcinomes. Experimental tumours did not react with anti-ERA, TPA and CEA antibodies. UEA-I lectin reacted strongly in Experimental tumours, whatever their grade. UCA-l reaction decreased with grade rising in human papillary carcinomas, but was constantly found in non-papillary invasive carcinomas. It is concluded that subcutaneous administration or DOPN to Sprague-Dawley rats provides a useful experimental model for the study of urinary tract carcinogenesis, especially in respect to renal pelvis tumours. </i>