Biodistribuição de samário -153- EDTMP em ratos TRATADOS com docetaxel

CENTRO DE CIÊNCIAS DA SAÚDE

PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIAS DA SAÚDE

BIODISPONIBILIDADE DE EDTMP-

SAMÁRIO EM RATOS

TRATADOS COM DOCETAXEL

ARTHUR VILLARIM NETO

ARTHUR VILLARIM NETO

BIODISPONIBILIDADE DE EDTMP-

SAMÁRIO EM RATOS

TRATADOS COM DOCETAXEL

Tese apresentada ao Programa de

Pós-Graduação em Ciências da Saúde da

Universidade Federal do Rio Grande do Norte

para a obtenção do título de Doutor

Orientador: Prof. Dr. Aldo da Cunha Medeiros

Co-orientador: Prof. Dr. Mário Bernardo Filho

iv

ARTHUR VILLARIM NETO

BIODISPONIBILIDADE DE EDTMP-

SAMÁRIO EM RATOS

TRATADOS COM DOCETAXEL

Presidente da Banca Examinadora:

Prof. Dr. Aldo da Cunha Medeiros - UFRN

Banca Examinadora:

Prof. Dr. Adenilson de Souza da Fonseca (UERJ)

Prof. Dr. Jael Soares Batista (UFERSA)

Prof. Dr. Artur da Silva Carriço (UFRN)

Prof. Dr. Irami Araújo Filho (UFRN)

CATALOGAÇÃO NA FONTE

Villarim Neto, Arthur.

Biodisponibilidade de EDTMP-153Samário em ratos tratados com docetaxel / Arthur Villarim Neto. – Natal, 2009.

58p.

Orientador: Prof. Dr. Aldo José da Cunha Medeiros. Co-orientador: Prof. Dr. Mário Bernardo Filho.

Tese (Doutorado) – Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde. Centro de Ciências da Saúde. Universidade Federal do Rio Grande do Norte.

1. Quimioterapia – Tese. 2. Metástase óssea – Tese. 3. Radiofármacos – Tese. 4. EDTMP-153Samário – Tese. I. Bernardo Filho, Mário. II. Bernardo Filho, Mário. III. Título.

iii

CENTRO DE CIÊNCIAS DA SAÚDE

PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIAS DA SAÚDE

COORDENADORA DO PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIAS

DA SAÚDE:

v

DEDICATÓRIA

A José Martins, meu querido pai, maior incentivador dos meus estudos,

exemplo de superação pessoal, e a minha mãe, Rejane, pela dedicação à

família, minha eterna gratidão.

A Rachel, esposa e Sol da minha vida.

vi

A Deus,

Ao Professor Dr. Aldo da Cunha Medeiros, meu orientador, pela amizade,

apoio, inteligência e integridade exemplares.

Ao Professor Dr. Artur da Silva Carriço, pelo incentivo e pelas boas idéias.

A Rodrigo e Lídia, irmãos de sangue e companheiros de caminhada nesta vida.

A Gerôncio e Suely, amigos de todas as horas.

Ao Professor Dr. Irami Araújo Filho, pelo apoio prático e decisivo na execução

deste projeto.

A Amália Rego, pela presença constante e atenciosa no laboratório.

A Ítalo Medeiros de Azevedo, pela boa vontade e pela inteligência na análise

estatística.

A Dra. Marla Medeiros, médica nuclear e amiga, por ter trabalhado em dobro

nas horas em que estive ausente.

A Kércia e Kadja, companheiras nesta jornada e colegas de trabalho.

vii

SUMÁRIO

RESUMO...ix

1

INTRODUÇÃO ... 1

2

REVISÃO DE LITERATURA... 4

2.1.

Mecanismo de formação das metástases ósseas ... 4

2.2.

Tratamento da dor causada por metástases ósseas... 6

2.2.1. Medicações antiinflamatórias e opióides ... 6

2.2.2. Bifosfonatos e bloqueadores hormonais... 7

2.2.3. Tratamento cirúrgico... 7

2.2.4. Radioterapia externa ... 8

2.2.5. Radiofámacos utilizados no alívio da dor óssea... 8

2.2.6. Quimioterapia ... 14

3

ANEXAÇÃO DE ARTIGOS PUBLICADOS ... 17

3.1.

Biodistribution of samarium-153-EDTMP in rats treated with docetaxel.18

3.2.

Biodistribution of the Radiopharmaceutical Sodium Pertechnetate after

Biliopancreatic Bypass with a Duodenal Switch. ... 27

3.3.

Biodistribution of the radiophamarceutical sodium pertechnetate

(Na99mTcO4) after massive small bowel resection in rats... 38

3.4.

Influence of Splenectomy on the Biodistribition of Technetium-99m

Dimercaptosuccinic Acid (99mTc-DMSA)... 51

3.5.

Biodistribution of the Radiopharmaceutical Technetium-99m-Sodium

Phytate in Rats After Splenectomy ... 58

4

COMENTÁRIOS, CRÍTICAS E SUGESTÕES ... 65

viii

MBq

megabequerel

MBq/Kg

megabequerel por kilograma

% ATI

percentual de atividade injetada

% ATI/g

percentual de atividade injetada por grama

UFRN

Universidade Federal do Rio Grande do Norte

µCi

micro Curie

153

Sm

Samário

EDTMP

etilenodiamina-tetrametileno fosfonato

EDTMP-

Sm

Samário

complexado

a

etilenodiamina-tetrametileno fosfonato

Emax

energia máxima de emissão

MeV

Mega elétron-volt

keV

quilo electron-volt

Gy

Gray (unidade de dose absorvida)

Bcl-2

B-cell lymphoma 2 (linfoma 2 de célula B)

MDP-Tc

Tecnécio complexado a metileno-disfofonato

IPEN

Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares

USP

Universidade de São Paulo

CNEN

Comissão Nacional de Energia Nuclear

PSA

Prostate-specific antigen (antígeno específico da

ix

RESUMO

A dor óssea decorrente das metástases é um sintoma comum nos tumores

avançados de mama e próstata. Nenhuma opção terapêutica isolada é

completamente eficaz, e uma série de modalidades costuma ser empregada,

entre eles a terapia com radiofármacos, como o samário

-etilenodiamina-tetrametileno fosfonato (EDTMP-

Sm). O docetaxel, um taxano com ação

sobre tumores avançados de mama e próstata, tem-se apresentado como uma

nova opção de tratamento quimioterápico. Muitos pacientes fazem uso

simultâneo de EDTMP-

Sm e docetaxel. Este estudo procurou avaliar a

influência do docetaxel na biodisponibilidade de EDTMP-

Sm em ratos

Wistar, aleatoriamente alocados em 2 grupos de 6 animais cada. O grupo DS

(docetaxel/samário) recebeu docetaxel (15 mg/kg) intraperitoneal em dois

ciclos com 11 dias de intervalo. Os ratos do grupo S (samário/controle) não

foram tratados com docetaxel. Nove dias após a quimioterapia, todos os

animais receberam 0.1ml de EDTMP-

Sm via plexo orbital (25 Ci). Após 2

horas, os animais foram mortos, e realizaram-se análises de amostras de

cérebro, tireóide, pulmão, coração, estômago, cólon, fígado, rim e fêmures. O

percentual de radioatividade por grama (%ATI/g) de tecido de cada biópsia foi

determinado em contador gama automático (Wizard-1470, Perkin-Elmer,

Finland). No 9º dia após 2º ciclo de docetaxel, os ratos tiveram perda de peso

significante, passando de 353.66± 22.8g (controle/pré-tratamento) para

314,50±22,09g (p<0.5). Os %ATI/g nos órgãos dos ratos tratados com

Sm e docetaxel tiveram redução significante nos fêmures direito e esquerdo,

rim, fígado e pulmão, quando comparados aos animais não tratados com

docetaxel. Em conclusão, a combinação de docetaxel com EDTMP-

Sm foi

associada à menor concentração do radiofármaco em órgãos alvo. Futuras

investigações sobre o impacto do docetaxel na biodisponibilidade do

Sm poderão complementar estes achados. Deve-se ressaltar o caráter

multidisciplinar deste estudo, que contou com a participação ativa e com a

troca constante de conhecimentos entre profissionais das áreas de Medicina

70 % dos pacientes acometidos por tumores avançados da mama e da próstata(1).

A dor óssea decorrente das metástases é um sintoma comum nestes casos e

freqüentemente determina a qualidade de vida nos últimos estágios da doença(2). O

principal mecanismo de dor óssea nas metástases é a distensão e o aumento da

pressão mecânica sobre as terminações nervosas locais(3). Tal sintoma interfere na

qualidade de vida do paciente e requer tratamento efetivo. Infelizmente, várias

modalidades terapêuticas, como analgésicos, terapia hormonal, orquiectomia,

quimioterápicos, bifosfonatos e tratamento cirúrgico não são eficazes em todos os

casos, especialmente no estágio final da doença(1). Radioterapia pode ser realizada

apenas em lesões ósseas bem definidas. A extensão do campo irradiado pode ser útil,

mas geralmente é acompanhada por graves efeitos colaterais(4).

Desta forma, a terapia sistêmica com radioisótopos, utilizando radiofármacos

com afinidade pelo tecido ósseo, torna-se uma opção valiosa e eficaz no tratamento da

dor óssea em pacientes com metástases difusas, especialmente no câncer de mama e

de próstata.

Os principais radiofármacos com eficácia estabelecida no tratamento da dor

óssea metastática são:

Fósforo,

Estrôncio,

Rênio,

Rênio e

Samário. No

Brasil, a produção nacional restringe-se ao

Samário (

Sm). O

Samário possui

meia vida física de 46,3h e decai por emissão de fótons gama e de partícula beta

(Emax

0,81

Mev).

Este

isótopo

forma

um

complexo

estável

com

etilinodiaminotetrametiletilenodifosfonato

(EDTMP)(5).

EDTMP-

Sm

fixa-se

à

7:1 entre a metástase óssea e o osso normal(6). Após a administração de

EDTMP-153

Sm, 65 a 80% dos pacientes apresentam alívio da dor óssea(7). A resposta é

tipicamente rápida, ocorrendo dentro de uma semana, com duração média de 8

semanas (variação de 4 a 35 semanas)(8).

Estudos randomizados, duplos cegos e controlados demonstraram alta eficácia

clínica e estabeleceram a atividade ótima administrada de 37 MBq/Kg (8-10). A

toxicidade para esta atividade é limitada, com discreta mielossupressão com um nadir

de quatro semanas. O tratamento pode ser repetido com segurança(8). Portanto, com

eficácia já estabelecida e com disponibilidade regular em nosso meio, o EDTMP-

Sm

torna-se uma ferramenta importante no manejo dos pacientes com dor óssea

metastática.

Novas opções terapêuticas têm surgido no tratamento do carcinoma de próstata

avançado. Entre os novos quimioterápicos disponíveis, destaca-se o docetaxel, um

taxano que inativa a proteína Bcl-2, presente em células metastáticas, causando

inativação e morte das células tumorais(9).

Alguns protocolos têm empregado docetaxel nos pacientes com carcinoma

prostático avançado que se tornam refratários ao bloqueio hormonal, com resultados

superiores àqueles obtidos com os esquemas quimioterápicos tradicionais

(mitoxantrona associada a prednisona ou hidrocortisona)(12-14).

O crescente emprego de docetaxel, neste grupo de pacientes, que normalmente

apresenta dor óssea significativa e é elegível para terapia com EDTMP-

Sm, conduz

a situações clínicas em que ocorre o emprego simultâneo das duas terapêuticas.

Faz-se necessário avaliar Faz-se a biodisponibilidade do EDTMP-

Sm, especialmente nos

ser necessária uma correção da atividade radioativa administrada aos pacientes,

visando à otimização terapêutica.

Uma eventual alteração da concentração óssea de EDTMP-

Sm, em pacientes

em tratamento com docetaxel, poderia levar a uma redução da eficácia terapêutica do

radiofármaco. Adicionalmente, é necessário esclarecer se ocorre alguma modificação

na sua biodistribuição, pois uma eventual redistribuição do EDTMP-

Sm poderia gerar

um aumento indesejável da sua concentração em outros tecidos além do tecido ósseo,

com aumento indesejável dos níveis dosimétricos. Considerando que o efeito

terapêutico deste radiofármaco baseia-se em sua ação no tecido ósseo, sua fixação

extra-óssea é contraproducente e pode estar associada a um aumento de reações

adversas e da toxicidade do tratamento. A busca de respostas para essas questões

constitui a base de partida deste experimento.

A pesquisa foi realizada no Núcleo de Cirurgia Experimental do Centro de

Ciências da Saúde da Universidade Federal do Rio Grande do Norte. Os experimentos

foram possíveis através de convênio firmado entre a Universidade Federal do Rio

Grande do Norte e a Liga Norteriograndense Contra o Câncer, Serviço de Medicina

Nuclear.

Deve-se ressaltar o seu caráter interdisciplinar, uma vez que contou com a

participação ativa e com a troca constante de conhecimentos entre profissionais das

2 REVISÃO DE LITERATURA

2.1.

Mecanismo de formação das metástases ósseas

Aproximadamente 70% dos pacientes com câncer avançado apresentam dor

decorrente de metástases ósseas especialmente nos tumores de mama, próstata e

pulmão (1;3;3;10;11). As células tumorais podem atingir o tecido ósseo por extensão

direta ou, mais freqüentemente, por via hematogênica, atingindo, em primeira instância,

a medula óssea(3).

Entre os pacientes com doença óssea metastática, 70% apresentam

envolvimento da coluna vertebral e arcos costais, 40% da pelve, 25% dos fêmures e

15% da calota craniana. Fraturas patológicas ocorrem em 10% das lesões

metastáticas, especialmente no câncer de mama(3). Outras complicações da doença

óssea metastática são: hipercalcemia e déficit neurológico ocasionado por compressão

de raízes nervosas(12).

A metástase de células tumorais para o tecido ósseo altera a sua arquitetura e a

homeostase mineral, possibilitando um meio propício para a multiplicação das células

tumorais(13). As lesões ósseas são classificadas através da radiografia, como

osteolíticas ou osteoblásticas. Nas lesões osteolíticas, a destruição ocorre pela ação

dos osteoclastos, como visto em pacientes portadoras de câncer de mama. As lesões

osteoblásticas predominam no câncer de próstata e caracterizam-se pelo aspecto de

esclerose na análise radiográfica(14). Uma complexa interação entre as células

óssea, ou lesões osteoblásticas, onde ocorre formação óssea(12;13). Contudo, um

padrão misto é comum em muitas lesões, com reabsorção e formação óssea ocorrendo

simultaneamente(14).

A matriz óssea é um rico depósito de fatores de crescimento, que são liberados

durante a reabsorção óssea. Análise histológica das metástases ósseas osteolíticas

indica que a destruição óssea é mediada pelos osteoclastos e não diretamente pelas

células tumorais(12;15;16). Essas observações sugerem um ciclo vicioso, levando à

formação de metástases osteolíticas: células tumorais secretam fatores de estímulo

aos osteoclastos dentro da medula óssea, causando reabsorção de osso e liberação de

fatores de crescimento a partir da matriz óssea. Esses fatores de crescimento são

essenciais para a colonização e subseqüente invasão do microambiente ósseo pelas

células tumorais(12;13;15;17).

No câncer de próstata, o comportamento osteolítico é, em parte, determinado

pela ativação dos osteoclastos, com elevação de marcadores séricos associados à sua

formação, entre eles o fator de diferenciação de osteoclastos (18). No câncer de

pulmão, estudo in vitro da colonização tumoral do tecido ósseo identificou moléculas

sinalizadoras e proteínas capazes de modular o fator de crescimento beta a estimular a

formação de novos osteoclastos (19). No câncer de mama, o fator de diferenciação de

osteoclastos foi identificado como um pré-requisito para a formação e manutenção de

2.2.

Tratamento da dor causada por metástases ósseas

O mecanismo exato da dor óssea metastática não é conhecido(14). A distensão

e o aumento da pressão mecânica sobre as terminações nervosas locais estão entre os

principais desencadeadores da dor(3).

As metástases ósseas costumam levar a um quadro de dor progressiva,

exigindo o emprego de diversas modalidades terapêuticas, incluindo medicamentos

(ex:

antiinflamatórios,

opióides,

bloqueadores

hormonais,

bifosfonatos

e

quimioterápicos), intervenções cirúrgicas e uso de radiações ionizantes, através de

radioterapia externa ou do tratamento com radiofármacos(3;21;22). O seu manejo

apresenta, portanto, um caráter interdisciplinar, visando ao controle da dor e à melhora

na qualidade de vida do paciente.

2.2.1. Medicações antiinflamatórias e opióides

Analgesia com medicamentos antiinflamatórios não esteróides é a primeira

opção na maioria dos pacientes, com progressão para opióides mais potentes à

medida que ocorre piora no quadro doloroso(14).

Aproximadamente dois terços dos pacientes com doença óssea metastática

necessitam de medicação analgésica, em geral um opióide, e podem ser afetados

2.2.2. Bifosfonatos e bloqueadores hormonais

Os bifosfonatos são análogos do pirofosfato, um componente normal da matriz

óssea. Estes agentes ligam-se aos cristais de hidroxiapatita, tornando-os menos

suscetíveis à reabsorção pelos osteoclastos. Adicionalmente, os bifosfonatos inibem o

recrutamento de precursores dos osteoclastos, previnem a sua migração para o tecido

ósseo e inibem a produção de prostaglandina-E2, interleucina 1 e enzimas

proteolíticas(25).

Estudos clínicos controlados e randomizados comprovaram sua eficácia no

tratamento de pacientes com metástases ósseas decorrentes do câncer de próstata,

reduzindo as complicações esqueléticas relacionadas a esta patologia(25-27).

Os bloqueadores hormonais são utilizados no câncer de próstata e no câncer de

mama, tumores cujo crescimento é estimulado pela presença dos hormônios sexuais,

respectivamente testosterona e estrógeno. O bloqueio desses hormônios é realizado

com o emprego de análogos do hormônio liberador do hormônio luteinizante(25;28-32).

Entretanto, durante a evolução natural da doença, as células tumorais

freqüentemente desenvolvem mecanismos que permitem a sua sobrevivência e

proliferação em um ambiente com mínima quantidade de estrógeno e, portanto,

tornam-se refratárias ao bloqueio hormonal(28;33-36).

2.2.3. Tratamento cirúrgico

Pouco utilizado, restringe-se à correção de fraturas patológicas e a casos onde

2.2.4. Radioterapia externa

A radioterapia local apresenta resposta em cerca de 80% dos casos, com

resposta completa em 30 a 60% das situações. Seu efeito analgésico tem duração

média de quatro meses, restringindo-se, entretanto, ao sítio irradiado.(21;22;38)

.

A

radioterapia de hemicorpo isolado ou seqüencial, com doses de 6 a 8 Gy, pode ser

empregada em pacientes com metástases disseminadas, apresentando resposta

completa em aproximadamente 20% e parcial em 50-60% dos casos.

A irradiação de grandes áreas é limitada pela toxicidade hematopoética, pulmonar e

gastrointestinal, decorrentes da alta dose de radiação absorvida, com mielossupressão

em 10 a 30% dos pacientes(21;38;39).

2.2.5. Radiofámacos utilizados no alívio da dor óssea

Em pacientes com múltiplas metástases ósseas, onde o emprego da

radioterapia externa torna-se proibitivo, em virtude dos seus efeitos colaterais,

radiofármacos de uso sistêmico podem ser utilizados no alívio da dor óssea com bons

resultados(1;3;10;11;14;22;25;25;40;41). Esses agentes terapêuticos são emissores de

partículas beta negativas e possuem afinidade química por sítios de neoformação

devido ao aumento do fluxo sanguíneo nessas áreas e a maior presença de superfície

de contato com os cristais de hidroxiapatita recém formados(3).

Os principais radiofármacos utilizados são compostos fosfonados marcados com

153

Samário,

Rênio,

Rênio,

Estrôncio e

Fósforo. Os dois mais empregados

mundialmente são

Estrôncio e

Samário(42;43).

Embora apresentem eficácia analgésica similar(44), esses radiofármacos

apresentam diferenças significativas na meia-vida física e na emissão de partículas, o

que resulta em diferentes efeitos colaterais, principalmente na supressão medular(25).

O

Estrôncio possui longa meia-vida física no osso (quase 60 dias), e pode levar

à queda substancial no número de leucócitos e especialmente de plaquetas. Isto torna

difícil a sua indicação em um grupo de pacientes que, muitas vezes, possui indicação

de realizar quimioterapia simultaneamente(25).

O EDTMP-

Sm, em contraste, pode ser administrado com baixa toxicidade

medular(45;46). A dose 37 MBq/Kg demonstrou ser mais efetiva que placebo no

controle da dor(47). No Brasil, a disponibilidade e o custo do EDTMP-

Sm o tornaram

o agente de escolha nesta modalidade de tratamento(22;48-51).

2.2.5.1. EDTMP-

Sm

O

Samário é ligado à molécula de etilenodiamina-tetrametileno fosfonato,

adsorção aos cristais de hidroxiapatita(22). O complexo EDTMP-

Sm demonstra

captação altamente seletiva pelo tecido ósseo, de forma similar aos radiofármacos

utilizados na cintilografia óssea(10). Seu efeito terapêutico deve-se à radiação beta

negativa de curto alcance emitida pelo radionuclídeo. Sua produção nacional é

realizada pelo Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN), autarquia

estadual associada à Universidade de São Paulo (USP) e gerenciada pela Comissão

Nacional de Energia Nuclear (CNEN).

153

Samário é um metal terra rara, produzido em reator. Possui um esquema de

decaimento complexo, incluindo raios-x e raios gama, além do decaimento principal por

partículas beta. Sua meia-vida física é de 46,3h. A energia das emissões beta é

relativamente baixa, resultando em penetração média de 0,83 mm na água e máxima

de 1,7 mm no osso e 3,1 mm em tecido mole. A emissão gama média de 103,2 keV é

satisfatória para aquisição de imagens em gama-câmara(10).

Do ponto de vista prático, essas características físicas significam que o

153

Samário tem seu efeito terapêutico limitado ao tecido alvo, evitando a irradiação

desnecessária das áreas circunjacentes. Além disso, o fato de ser também um emissor

gama possibilita a realização de uma cintilografia óssea após a sua aplicação, servindo

de controle e eventual comparação com tratamentos posteriores. O

Samário é

facilmente complexado ao EDTMP. A preparação é quimicamente estável e não

apresenta decomposição apreciável por mais de 48h(11). A dose sugerida para

tratamento da dor óssea é de 37 MBq/Kg, administrada lentamente em um acesso

2.2.5.2 EDTMP-

Sm : biodistribuição e dosimetria

EDTMP-

Sm liga-se ao tecido ósseo normal e ao patológico, a uma razão

lesão-osso normal de 4,04±2,62 e lesão-tecido mole de 6,87±3,18(5). Esses valores

são bastante similares aos encontrados nos radiofármacos utilizados para realização

da cintilografia óssea, como o metileno-disfofonato marcado com

Tecnécio

(MDP-Tc

)(52). EDTMP-

Sm compartilha com MDP-Tc

a mesma qualidade de

imagem e sensibilidade na identificação de lesões ósseas(52).

Em estudo realizado em ratos normais, sem doença óssea, EDTMP-

Sm

demonstrou elevada captação óssea (>55% da dose injetada), com baixa concentração

no sangue 2h após a injeção(11).

A porcentagem total que se liga ao osso é

geralmente 50% ou mais da atividade injetada, dependendo da extensão da doença

óssea metastática. O restante da dose é rapidamente excretada por filtração

glomerular. A excreção urinária é virtualmente completada após 6 horas(52), o que é

de interesse prático, pois possibilita o tratamento ambulatorial, com liberação do

paciente para casa após este período.

Após a administração, EDTMP-

Sm é rapidamente clareado do espaço

intravascular, fixando-se ao tecido ósseo. A excreção urinária e a captação óssea

identificam a bexiga e a medula óssea como os órgãos críticos em relação à radiação.

doença metastática e depende da freqüência miccional do paciente, que deve ser

orientado a ingerir líquidos em abundância e urinar regularmente. A taxa de exposição

da medula óssea à radiação é um ponto crítico, uma vez que a toxicidade da medula

óssea é o fator dose-limitante na prática clínica(10). Para o propósito clínico, é

necessário manter a dose administrada em torno de 37MBq/Kg, com avaliação prévia

da contagem de plaquetas e leucócitos. Admitindo-se uma queda de até 50% nessas

contagens, é contra-indicada a administração de EDTMP-

Sm em pacientes com

contagens de plaquetas inferiores a 100 x 10

/litro e número de leucócitos inferiores a

3.5 x 10

/litro. Quimioterapia e radioterapia externa realizadas recentemente também

devem ser consideradas. Tomadas essas precauções, a supressão medular costuma

ser transitória e de grau leve a moderado e constitui o único efeito adverso da

administração de EDTMP-

Sm. A queda no número de plaquetas e leucócitos

apresenta nadir (ponto mais baixo, onde ocorre a maior depressão) entre a 3ª e 4ª

semanas após a administração, com recuperação aos níveis anteriores em 8

semanas(25;47;53). A repetição do tratamento pode ser feita após esse período, com

resultados semelhantes(54). Estes dados atestam a segurança do emprego de

EDTMP-

Sm no tratamento da dor óssea metastática e sugerem que o seu uso pode

2.2.5.3 EDTMP-

Sm : eficácia clínica

Após administração de EDTMP-

Sm, 65 a 80% dos pacientes apresentam

alívio da dor óssea(7;8;47;55-63). A resposta é tipicamente rápida, ocorrendo dentro de

5 a 10 dias(14). A duração média da resposta é de 8 semanas (variação de 4 a 35

semanas)(41). Apesar da resposta clínica eficaz no alívio da dor, não há melhora da

sobrevida destes pacientes(14;47).

Homens com câncer de pulmão, lesões nas vértebras ou na pelve e metástases

adicionais nos ossos dos membros inferiores apresentam pior resposta ao

EDTMP-153

Sm(14;64).

Em estudo que comparou a eficácia de duas doses de EDTMP-

Sm no alívio

da dor óssea metastática, empregando-se uma dose menor (18,5 MBq/Kg) e uma dose

maior (37MBq/kg), verificou-se um redução global no nível de dor em todos os

pacientes, mas aqueles que receberam a dose maior apresentavam melhora mais

significativa na 4ª semana após a avaliação (p=0,04).

A proporção de pacientes que

conseguia dormir à noite aumentou de 33% para 45% naqueles que receberam a dose

mais baixa e para 59% para os que receberam a dose mais alta(14;65). Achados

semelhantes foram encontrados em outro estudo duplo cego controlado, com melhor

eficácia ao se utilizar a dose maior (37MBq/kg): melhora da dor em 67% dos pacientes,

em relação àqueles que utilizaram dose menor (18,5 MBq/Kg), com alívio da dor em

42% dos casos. Neste trabalho, verificou-se aumento progressivo no consumo de

enquanto nos grupos tratados com EDTMP-

Sm houve redução no uso de

analgésicos(8;14).

Em outro estudo clínico, randomizado e controlado, a eficácia de EDTMP-

Sm

foi avaliada em 152 homens com câncer de próstata e diversas lesões ósseas

dolorosas(14;47). Os pacientes foram selecionados para receber EDTMP-

Sm na

dose de 37MBq/kg ou o mesmo produto, na sua forma não radioativa. Os diários dos

pacientes foram utilizados para registrar o uso de analgésicos e o nível de dor, que foi

avaliado através de uma escala visual e de uma escala de palavras. Entre 3 e 4

semanas, o consumo de analgésico decresceu significativamente no grupo tratado em

relação ao grupo placebo (p<0,05). Além disso, tanto a escala visual de dor quanto a

escala de palavras demonstrou significativa melhora no grupo tratado entre 2 e 4

semanas (p=0,0004).Os grupos não apresentaram diferença em relação à

sobrevida(14;47).

2.2.6. Quimioterapia

A quimioterapia apresenta um papel preponderante no tratamento de pacientes

com dor óssea provocada por metástases ósseas. É sabido que, durante a sua

evolução clínica, os tumores de próstata e mama tornam-se refratários ao bloqueio

hormonal. O tratamento, a partir deste momento, inclui o emprego de diversos

quimioterápicos. Além do alívio da dor e melhora da qualidade de vida dos pacientes,

alguns esquemas terapêuticos têm demonstrado melhora na sobrevida no câncer de

radiofármacos com quimioterápicos pode levar a um aumento da eficácia no alívio da

dor em relação ao emprego dos dois agentes separadamente(71-74).

Entre os quimioterápicos que vêm sendo empregados nesta situação,

destaca-se a clasdestaca-se dos taxanos, incluindo viblastina, paclitaxel e docetaxel(25;32;75-81). Entre

estes, o docetaxel demonstrou ser o mais ativo, isoladamente ou associado à

etamustrina(33;82-84). O docetaxel é um taxano semissintético com vários

mecanismos de ação anti-neoplásica. O mais aceito desses mecanismos é a

estabilização de microtúbulos, Na divisão celular normal, os microtúbulos agem como o

citoesqueleto da célula em mitose. O docetaxel liga-se aos microtúbulos, impedindo o

seu processo de polimerização e, desta forma, interrompendo o processo de divisão

celular, levando à apoptose da célula tumoral(25). Um segundo mecanismo proposto

para a ação citotóxica do docetaxel é seu efeito sobre a proteína BCL-2. Foi

demonstrado que a expressão deste oncogene protege a célula tumoral, evitando sua

apoptose. Docetaxel atua na fosforilação da BCL-2, levando à perda de sua função

anti-apoptótica(25;85-87).

Estudos com utilização de docetaxel em pacientes com câncer de próstata

refratário ao tratamento hormonal demonstraram vantagem em relação aos esquemas

quimioterápicos anteriores, com aumento na sobrevida e melhor resposta na

diminuição da dor, redução dos níveis de PSA (prostate-specific antigen – antígeno

específico da próstata) e melhora na qualidade de vida(40;69;70). Após estes achados,

o docetaxel passou a ser considerado o quimioterápico de primeira linha nesta situação

O crescente emprego de docetaxel neste grupo de pacientes já vem sendo

observado na prática médica. Isto conduz a situações em que ocorre o seu emprego

simultâneo com EDTMP-

Sm. A influência do docetaxel na biodisponibilidade do

EDTMP-

Sm, especialmente nos ossos, precisa ser avaliada, uma vez que, nesta

situação, pode ser necessária uma correção da atividade radioativa administrada aos

3 ANEXAÇÃO DE ARTIGOS PUBLICADOS

Artigo I: Biodistribution of samarium-153-EDTMP in rats treated with docetaxel.

Publicado no periódico Acta Cirúrgica Brasileira, 2009 Jan-Feb;24(1):62-6, Qualis

Internacional C

Artigo II: Biodistribution of the Radiopharmaceutical Sodium Pertechnetate after

Biliopancreatic Bypass with a Duodenal Switch.

Publicado no periódico Brazilian Archives of Biology and Technology, 2007;

50:189-197,Qualis Internacional B

Artigo III: Biodistribution of the radiophamarceutical sodium pertechnetate

(Na99mTcO4) after massive small bowel resection in rats

Publicado no periódico Acta Cirúrgica Brasileira, 2007 Nov-Dez;22(6):430-435, Qualis

Internacional C

Artigo IV: Influence of Splenectomy on the Biodistribition of Technetium-99m

Dimercaptosuccinic Acid (99mTc-DMSA)

Publicado no periódico Brazilian Archives of Biology and Technology, 2008;

51:197-202,Qualis Internacional B

Artigo V: Biodistribution of the Radiopharmaceutical Technetium-99m-Sodium

Phytate in Rats After Splenectomy

Publicado no periódico Brazilian Archives of Biology and Technology, 2008;

3.1. Biodistribution of samarium-153-EDTMP in rats treated with docetaxel.

Publicado no periódico Acta Cirúrgica Brasileira, 2009 Jan-Feb;24(1):62-6,

ORIGINAL ARTICLE

Effects of Drugs

Biodistribution of samarium-153-EDTMP in rats treated with docetaxel

Biodistribuição de EDTMP-153-samário em ratos tratados com docetaxel

Arthur Villarim Neto

, Maria Kadja Meneses Torres Açucena

, Kércia Regina Santos

Gomes Pereira

, Amália Cínthia Meneses Rêgo

, Ítalo Medeiros Azevedo

, Mário

Bernardo-Filho

, Aldo Cunha Medeiros

I

Fellow PhD degree, Postgraduate Program in Health Sciences, UFRN, Brazil.

Statistician, Department of Surgery, UFRN, Brazil.

PhD, Full Professor, Department of Biophysics and Biometry, State University of Rio de

Janeiro, Brazil.

IV

PhD, Full Professor, Department of Surgery, UFRN, Brazil.

ABSTRACT

Purpose: Many patients with metastatic bone disease have to use radiopharmaceuticals

associated with chemotherapy to relieve bone pain. The aim of this study was to assess the

influence of docetaxel on the biodistribution of samarium-153-EDTMP in bones and other

organs of rats. Methods: Wistar male rats were randomly allocated into 2 groups of 6 rats each.

The DS (docetaxel/samarium) group received docetaxel (15 mg/kg) intraperitoneally in two

cycles 11 days apart. The S (samarium/control) group rats were not treated with docetaxel. Nine

days after chemotherapy, all the rats were injected with 0.1ml of samarium-153-EDTMP via

orbital plexus (25 Ci). After 2 hours, the animals were killed and samples of the brain, thyroid,

lung, heart, stomach, colon, liver, kidney and both femurs were removed. The percentage

radioactivity of each sample (% ATI/g) was determined in an automatic gamma-counter

(Wizard-1470, Perkin-Elmer, Finland). Results: On the 9

day after the administration of the 2

chemotherapy cycle, the rats had a significant weight loss (314.50±22.09g) compared (p<0.5) to

pre-treatment weight (353.66± 22.8). The % ATI/g in the samples of rats treated with

samarium-153-EDTMP had a significant reduction in the right femur, left femur, kidney, liver and lungs of

animals treated with docetaxel, compared to the control rats. Conclusion:

The combination of

docetaxel and samarium-153-EDTMP was associated with a lower response rate in the

biodistribution of the radiopharmaceutical to targeted tissues. Further investigation into the

impact of docetaxel on biodistribution of samarium-153-EDTMP would complement the

findings of this study.

Key words: Taxoids. Samarium. Biological Availability. Drug Therapy. Rats.

RESUMO

orbital (25 Ci). Após 2 horas, os animais foram mortos e feitas biópsias de cérebro, tireóide,

pulmão, coração, estômago, cólon, fígado, rim e fêmures. O percentual de radioatividade por

grama (%ATI/g) de tecido de cada biópsia foi determinado em contador gama automático

(Wizard-1470, Perkin-Elmer, Finland). Resultados: No 9º após 2º ciclo de docetaxel os ratos

tiveram perda de peso significante, passando de 353.66± 22.8g (controle/pré-tratamento) para

314,50±22,09g (p<0.5). Os % ATI/g nos órgãos dos ratos tratados com EDTMP-153–samário e

docataxel tiveram redução significante nos fêmures direito e esquerdo, rim, fígado e pulmão,

quando comparados com os não tratados com docetaxel. Conclusão: A combinação de docetaxel

com EDTMP-153-samário foi associada com resposta mais baixa na biodistribuição do

radiofármaco em órgãos alvo. Futuras investigações sobre o impacto do docetaxel na

biodistribuição do EDTMP-153-samário poderão complementar os achados teste estudo.

Key words: Taxóides. Samário. Disponibilidade Biológica. Quimioterapia. Ratos.

__________________________________________________________________

Research performed at the Postgraduate Program in Health Sciences, Federal University of Rio

Grande do Norte (UFRN), Brazil.

Introduction

Bone metastases are a frequent complication of cancer, occurring in up 70% of patients

suffering from advanced breast or prostate cancer

.

Bone metastases patients often present with

severe bone pain, especially in the advanced stage of disease

.

The major pain mechanism of

small metastases appears to be the stimulation of nerve endings in the endosteum by a variety of

chemical mediators. Larger bone metastases produce stretching of the periosteum, which leads to

pain

.

The resulting bone pain interferes with the patient’s quality of life and requires effective

treatment. Unfortunately, various non-radiotherapeutic modalities such as analgesics, hormone

therapy, orchidectomy, cytostatic and cytotoxic drugs, bisphosphonates, and surgery are not

effective in all cases, especially in the late stage of the disease

.

Systemic radionuclide therapy

using boneseeking radiopharmaceuticals is considered a valuable and effective method for

treating patients with widespread skeletal metastases and increased bone turnover, especially in

patients with bone metastases from prostate and breast cancer

.

In the 1980s the radiopharmaceutical samarium-153 ethylenediamine tetramethylene

phosphonate (Sm-153-EDTMP) with short physical half-life was developed, and has been

considered effective in the treatment of bone pain

.

Docetaxel is one of the taxane class

chemotherapies that is being increasingly used to treat various solid tumors, including those of

prostate and breast cancer. It acts by Bcl-2 protein inactivation in the metastatic cells, causing the

death of tumor cells by apoptosis

. In patients with prostate cancer, docetaxel has been suggested

in various studies as the first-line choice for treating metastatic hormone-refractory disease. This

treatment increases survival, compared to previously accepted chemotherapy schemes

.

Methods

We used male rats provided by the Health Science Center vivarium, Federal University of

Rio Grande do Norte, Brazil. The animals were randomly allocated into 2 groups of 6 rats each.

They were weighed and placed in individual cages with water and food (Labina Purina ®) "ad

libitum" and acclimatized in the lab for 7 days. The rats were kept under temperature (21ºC),

humidity (60 - 70%) and lighting (12 / 12 hour cycle light / dark) control and they were handled

in accordance with International Standards of Care and Use of Laboratory Animals, following

the guidelines of the Brazilian College of Animal Experimentation.

The animals of the DS group (docetaxel/samarium) were administered docetaxel

(Trixotene ®, Novartis, São Paulo, Brazil), intraperitoneally, using a 15 mg/kg dose in two

administration cycles 11 days apart. The S group (samarium/control) rats were not treated with

docetaxel. The animals remained under observation for 9 days after the 2

cycle and were then

injected with 0.1 mL of Sm-153-EDTMP via the orbital plexus, corresponding to radioactivity of

925 Bq (25 Ci). Two hours after radiopharmaceutical administration, the animals were killed

with an anesthesia overdose (thiopental sodium, via the intracardiac cannula) and underwent

surgery for removal of samples from the brain, thyroid, lung, heart, stomach, colon, liver, kidney

and both femurs

.

The tissue samples were washed in 0.9% saline, weighed on a precision scale

(Mark 160®, Bel equipment, Italy) and their radioactivity was determined in an automatic

gamma counter (Wizard 1470, Perkin-Elmer, Finland). The results are shown in counts per

minute (CPM), corrected by disintegrations per minute (DPM). The efficiency of the gamma

counter was 86%, as specified by the manufacturer. The specific activity of each sample was

calculated by dividing its absolute count DPM by its weight (DPM/g). The percentage of

radioactivity of each sample (% ATI/g) was calculated by dividing its specific activity (DPM/g)

by the total radioactivity injected in each animal. The total activity administered to each animal

was calculated from the average of three patterns with the same volume injected.

The data were expressed as mean ± standard deviation. Statistical analysis for comparison

between groups was performed by the Student and Tukey tests, using a significance level of

0.05.

Results

No animal died during the experiment. On the eleventh day after the 1

chemotherapy

cycle with docetaxel, the animals showed weight loss (mean 329.16±29.2 g), but not

significantly different from pre-treatment weight (mean 353.66± 22.8). Meanwhile, on the 9

day after administration of the 2

chemotherapy cycle, there was significant weight loss

(314.50±22.09g) compared to pre-treatment weight (Figure 1). We observed no changes in

animal behavior or side effects, such as diarrhea and hair loss. During the laparotomy to remove

organ samples, few peritoneal adhesions were observed in DS group rats. No macroscopic

changes were detected in the abdominal organs.

significant reduction in radioactivity biodistribution in brain, thyroid, heart, stomach and colon

samples (Table 1).

Pre ₁st ₂nd

Cycle 280

300 320 340 360 380 400

W

e

ig

h

t

(g

)

* *

FIGURE 1 – The evolution of rats weight comparing pretreatment and after the first (1

) and

second (2

) post-docetaxel treatment

TABLE 1 - Comparison of percentage of radioactivity/g (% ATI/g) of samples from each organ

of rats treated with Sm-153-EDTMP (group S) and with docetaxel + Sm-153-EDTMP (group

DS)

% ATI/g

Organs

Group S

Group DS

p

Brain

0.01 ± 0.002

0.01 ± 0.005

0.753022

Thyroid

0.40 ± 0.079

0.30 ± 0.066

0.07301

Lung

0.17 ± 0.033

0.13 ± 0.025

0.043126

Heart

0.12 ± 0.019

0.11 ± 0.019

0.300239

Stomach

0.18 ± 0.042

0.14 ± 0.032

0.091458

Colon

0.13 ± 0.041

0.11 ± 0.038

0.484202

Liver

1.48 ± 0.187

0.96 ± 0.267

0.007438

Kidney

1.21 ± 0.160

0.86 ± 0.144

0.007411

Femur (right)

0.73 ± 0.105

0.46 ± 0.093

0.002484

Femur (left)

0.72 ± 0.004

0.50 ± 0.086

0.003599

Mean ± SD, Student t test. S, samarium; DS, docetaxel+samarium.

Discussion

The advantages of radiopharmaceutical use include the ease of administration, the ability to treat

multiple sites of metastatic disease, the improved potential therapeutic ratio due to bone location

and the potential of combining with chemotherapy agents and external beam radiation for an

enhanced therapeutic effect

. A subset of trials has suggested improved pain palliation by

combining a radiopharmaceutical agent with chemotherapy

.

Taxanes (docetaxel and paclitaxel) are currently one of the most extensively studied new

chemotherapeutic agents for metastatic breast cancer. Single-agent docetaxel has demonstrated

significant survival advantages over other recognized regimens in two trials involving patients

with anthracycline-pretreated metastatic breast cancer

.

Some data suggest that docetaxel is one

of the most active agents available for treating these patients

.

The primary objective of this study was to evaluate if combined chemotherapy interferes

with the biodistribution of Sm-153-EDTMP to bone and other organs. It was based on the

possibility of using Sm-153-EDTMP combined with docetaxel for the treatment of bone

metastasis pain in patients with prostate or breast cancer. Recently, Ricci et al.

reported that

Sm-153-EDTMP is effective in bone pain relief, with minimal toxicity. When administered in

combination with chemotherapy (estramustine phosphate or mitoxantrone plus prednisone), it

prolonged survival.

Many factors, such as drug therapy, radiation therapy, surgery, in addition to the

pathological process, could affect the biodistribution of different radiopharmaceuticals

.

In

this work, when Sm-153-EDTMP was administered to rats previously treated with docetaxel, the

biodistribution of the radiopharmaceutical to bone, kidney, liver and lung was significantly lower

than that of controls. Based on these data, we can infer that an additional dose of

Sm-153-EDTMP may be necessary to get the desired pain relief effect when docetaxel is used in

combination with this radiopharmaceutical. It was reported that the average duration of bone

pain palliation in patients treated with Sm-153-EDTMP alone was about 3–4 months, while it

was about 9–10 months in patients who started receiving

estramustine phosphate or

mitoxantrone plus prednisone after treatment with the bone-seeking radionuclide

.

However,

information about the clinical effect of docetaxel associated to

Sm-153-EDTMP is scarce. The

results obtained in the present work provide a rationale for further studies aimed at assessing

combined chemotherapy and bone-targeted radiotherapy (docetaxel plus Sm-153-EDTMP) as a

therapeutic strategy in patients with advanced hormone resistant prostate cancer.

In conclusion, the combination of docetaxel and Sm-153-EDTMP was associated with a

lower response rate in the biodistribution of the radiopharmaceutical to targeted tissues. Further

investigation into the impact of docetaxel on the biodistribution of Sm-153-EDTMP would

complement the findings of this study.

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pertechnetate (Na99mTcO4) after massive small bowel resection in rats. Acta Cir Bras.

2007;22:430-5.

Conflict of interest: none

Financial source: CNPq

Aldo Cunha Medeiros

Av. Miguel Alcides Araújo, 1889 59078-270 Natal – RN Brazil

aldo@ufrnet.br

Received: August 26, 2008 Review: October 28, 2008 Accepted: November 27, 2008

How to cite this article

3.2. Biodistribution of the Radiopharmaceutical Sodium Pertechnetate after

Biliopancreatic Bypass with a Duodenal Switch.

Publicado no periódico Brazilian Archives of Biology and Technology, 2007;

Biodistribution of Sodium Pertechnetate after

Biliopancreatic Bypass with a Duodenal Switch

.

Irami Araújo-Filho, Amália Cínthia Meneses Rêgo, José Brandão-Neto, Arthur

Villarim-Neto, Eryvaldo Sócrates Tabosa Egito, Ítalo Medeiros Azevedo and Aldo Cunha Medeiros*

Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde; Universidade Federal do Rio Grande do Norte; aldo@ufrnet.br; Rua Cordeiro de Faria S/N; 59010-180; Natal - RN - Brasil

ABSTRACT

Study with the purpose to examine the effects of duodenal switch (DS), regularly performed in morbidly obese patients, on biodistribution of sodium pertechnetate in several organs of rats. There was no early or late mortality in either rats groups. The values of percent radioactivity per gram of tissue (%ATI/g), showed no significant difference in liver, stomach, small bowel, duodenum, kidney, heart, bladder, bone and brain, when compared the DS rats with sham and controls rats. A postoperative significant increase in mean %ATI/g levels was observed in spleen, pancreas and muscle in group DS rats, as compared to group S and C rats (p<0.05). In the lung there was an increase and in thyroid a decrease in mean %ATI/g of DS rats, when compared to sham rats (p>0.05). In conclusion, the biliopancreatic diversion with duodenal switch in rats modified the biodistribution of sodium pertechnetate in tireóide, lung, pancreas, spleen and muscle.

Key words: Bariatric surgery, duodenal switch, sodium pertechnetate, biodistribution

* Author for correspondence.

INTRODUCTION

Worldwide, it is estimated that more than 300 million people are obese (Haslam & James., 2005). Obesity, particularly abdominal obesity, is associated with increased risks of hypertension, diabetes, hyperlipidemia, sleep apnea, coronary heart disease, and stroke (Li et al., 2005). The accumulating evidence identifying obesity-related mortality and comorbidities is an important factor that has led to increased numbers of patients seeking treatment through bariatric surgery. This is a surgical procedure that reduces caloric intake by modifying the anatomy of the gastrointestinal tract and provides effective treatment for many patients with morbid obesity. Bariatric operations are classified as either restrictive or malabsorptive. Restrictive procedures limit intake by creating a small gastric reservoir with a narrow outlet to delay emptying. Malabsorptive procedures bypass varying portions of the small intestine where nutrient absorption occurs (DeMaria & Jamal.,

may

include

nutrient

deficiencies

or

gastrointestinal pathology. Anastomotic leak

and stricture commonly occurs (Schauer et al.,

2000; DeMaria et al., 2002). The most

frequently reported complication of gastric

band placement is prolapse of stomach

superiorly through the band producing

obstruction at the band (O’Brien et al., 1999).

Radiographs and scintigraphs may show an air

fluid level in the gastric pouch, malposition,

angulation of the band bands, problems with

gastric emptying, and gastric obstruction

(O’Brien et al., 2005).

The radiopharmaceuticals are frequently used in diagnostic procedures. Examinations of gastric emptying, patency of anastomoses, enterogastric reflux, hepatic and thyroid diseases, osteoporosis, metastasis, etc, frequently are carried after bariatric surgery (Kitabaiashi et al., 2002; Fonseca et al., 2000; Badiali et al., 2001; Obradovic et al., 2000). Several works have studied the relationship between chemotherapy, phytotherapy and other drugs with the biodistribution of sodium pertechnetate (Braga et al., 2000; Oliveira et al., 2002; Gomes et al., 1998; Ripoll-Hamer et al, 1995; Simões et al., 1997; Feliciano et al., 2002., Abreu et al., 2006., Santos et al., 1995). With regard to potential consequences of bariatric surgery in the biodistribution of radiopharmaceuticals, little or no study was published until now.

As DS is a restrictive and malabsorptive operation, of raised anatomical and metabolic repercussion, postoperative evaluation of patients through scintigraphy can be necessary. If the biodistribution of sodium pertechnetate to organs and tissues is modified as a result of bariatric surgery, scintigraphic examinations can be false-positive or false-negative, resulting in repetition of examinations with unnecessary exposition of patient to ionizing radiations. The purpose of this study was to examine the effects of DS, similar to that performed in morbidly obese patients, on biodistribution of sodium pertechnetate in several organs and tissues of rats.

MATERIAL AND METHODS

Male Wistar rats who were 12 weeks of age and weighing 328g ± 33g were obtained from Center of Experimental Surgery-UFRN, Brazil. Animals were housed in polypropilene cages for 1 week to acclimatize them to the study laboratory: 12-h light/dark cycle, room temperature of 25°C, and 50% relative humidity. Rats were allowed free access to water and standard rat chow (Labina, Purina®). The study was approved by the Institutional Animal Care Committee of the University Hospital-UFRN, Brazil and the international guidelines for the care and use of laboratory animals were followed throughout the study.

Rats were randomly divided into three groups: duodenal switch group (DS), control group (C), and sham-operated group (S). After 12 h of food deprivation, rats were anesthetized with a ketamine and xylazine mixture (200 mg: 5 mg, 0.1 ml/100 g, IM), the abdomen was shaved and prepared, and the operations were performed with aseptic technique. All the surgical procedures were performed by the same investigator, a well trained and experienced surgeon in animal surgery and

three previous series of experiments were performed in sequence to develop the DS model. A single intramuscular dose of 75 mg/kg of ceftriaxone sodium (Roche, SP,Brazil) was given as antimicrobial prophylaxis 30 minutes before the surgical procedures.

Figure 1 - The biliopancreatic diversion with duodenal switch operation.

Rats were allowed to drink and eat 24 h after surgery. Liquid diet (Nestogeno, Nestlé, SP-Brazil, 1 cal/g) was provided for the first 2 days, followed by ground Purina Labina chow. The sham rats (n=7) were submited to a laparotomy and soft malipulation of stomach, duodenum and small bowel. The control rats (n=7) were not operated.

Body weight, using a digital scale (Filizola®, São Paulo, Brasil), and operative complications were evaluated daily for 10 days.

On the 10th day all the animals were anaesthetized again, and injected with 0.lmL of Na99mTcO4 IV in the orbital plexus, corresponding to radioactive activity of 0.66MBq. After 30 minutes, the animals were killed by lethal dose of anesthetic.

Samples of the liver, spleen, stomach, small intestine, duodenum, pancreas, kidney, heart, lung, thyroid, bladder, muscle, bone (femur) and brain were harvested. The samples were washed in 0.9% saline , weighed on a high-precision digital scale (Bel-Mark 160-II Itália) and subjected to radioactivity detection using a 1470 WizardTM Gamma Counter- Perkin-Elmer, with automatic correction of radiation decline. The percentage of radioactive activity/g (%ATI/g) of each organ was calculated by dividing the activity/g of the tissue by the total activity administered to each animal. Data are expressed as mean ±SD. Statistical analysis was performed using one-way analysis of variance and the Tukey test as appropriate. P values <0.05 were considered to be statistically significant.

RESULTS

There was no early or late mortality in either rats groups. The values of all sodium pertechnetate biodistribution, expressed as percent radioactivity per gram of tissue (%ATI/g), are shown in Table 1. There was no significant difference in %ATI/g in liver, stomach, small bowel, duodenum, kidney, heart, bladder, bone and brain, when compared the DS rats with S and C rats. A postoperative significant increase in mean %ATI/g levels was observed in spleen, pancreas and muscle in group DS rats, as compared to group S and C rats (p<0.05). Looking at each group separately, in the lung there was an increase and in thyroid a decrease in mean %ATI/g of DS rats, when compared to sham rats (p>0.05).

Table 1 - Results of the percentage of radioactivity/g of organs and tissues(%ATI/g).

Organs %ATI/g

Switch C Sham P(1)

Liver 0.42 ± 0.103 0.35 ± 0.069 0.35 ± 0.097 0.256

Spleen(2) 0.26 ± 0.079ab 0.18 ± 0.028a 0.17 ± 0.045b 0.016

Stomach 3.39 ± 1.321 2.98 ± 1.507 4.23 ± 0.941 0.205

Small bowel 0.19 ± 0.052 0.19 ± 0.052 0.26 ± 0.109 0.209

Duodenum 0.65 ± 0.541 0.44 ± 0.088 0.61 ± 0.484 0.633

Pancreas(2) 0.27 ± 0.089ab 0.14 ± 0.045a 0.15 ± 0.078b 0.006

Kidney 0.53 ± 0.157 0.42 ± 0.075 0.36 ± 0.174 0.115

Heart 0.28 ± 0.131 0.27 ± 0.061 0.16 ± 0.079 0.050

Lung(2) 0.44 ± 0.075a 0.39 ± 0.143 0.28 ± 0.075a 0.030

Thyroid(2) 1.48 ± 2.070a 3.60 ± 1.578 4.44 ± 1.143a 0.010

Bladder 0.30 ± 0.115 0.33 ± 0.094 0.32 ± 0.173 0.929

Muscle(2) 0.09 ± 0.028ab 0.06 ± 0.018a 0.05 ± 0.026b 0.008

Bone 0.14 ± 0.032 0.14 ± 0.032 0.14 ± 0.050 0.958

Brain 0.03 ± 0.033 0.01 ± 0.003 0.01 ± 0.007 0.244

Mean

±

standard deviation

1.

P-value.

2.

Groups identified by the same letter differ significantly. Significance 0.05 using the

Tukey test.

Preoperative and postoperative data of weight loss of DS rats are summarized in Figure 2. Before treatments, there were no significant differences between groups in terms of weight. The operative time for the sham operation was equivalent to that of DS. Postoperatively in group DS there was a significant decrease in body weight during the 10

Figure 2 - Effect of duodenal switch, sham and control on body weight in rats during the observation period.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Day 180

200 220 240 260 280 300 320 340 360 380 400 420 440

W

e

ig

h

t

(g

)

Sham Switch Control

Body weight decreased significantly in the duodenal switch group vs the sham and control, P<0.05. No difference was observed between sham and control rats.