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Intracranial Implantation with Subsequent 3D <em>In Vivo</em> Bioluminescent Imaging of Murine Gliomas

The mouse glioma 261 (GL261) is recognized as an in vivo model system that recapitulates many of the features of human glioblastoma multiforme (GBM). The ...

B&ouml;sartige Hirntumoren wirken sich Menschen aller Altersgruppen und sind die zweite f&uuml;hrende Ursache der Krebstodesf&auml;lle bei Kindern. W&auml;hrend aktuelle Behandlungen effektiv sind und &Uuml;berleben verbessern, bleibt es eine wesentliche Notwendigkeit wirksamer therapeutischen Modalit&auml;ten. Die ketogene Di&auml;t (KD) - eine fettreiche, kohlenhydratarme Behandlung f&uuml;r medizinisch therapieresistenter Epilepsie - wurde als eine alternative Strategie Tumorwachstum zu hemmen, durch die Ver&auml;nderung der inneren Stoffwechsel, vor allem durch induzieren Glycopenia vorgeschlagen.

Die ketogene Di&auml;t kehrt Genausdruck Muster und reaktive Sauerstoff Spezies Ebenen bei Verwendung als adjuvante Therapie f&uuml;r Gliom reduziert.

Malignant brain tumors affect people of all ages and are the second leading cause of cancer deaths in children. While current treatments are effective and improve survival, there remains a substantial need for more efficacious therapeutic modalities. The ketogenic diet (KD) - a high-fat, low-carbohydrate treatment for medically refractory epilepsy - has been suggested as an alternative strategy to inhibit tumor growth by altering intrinsic metabolism, especially by inducing glycopenia.

The ketogenic diet reverses gene expression patterns and reduces reactive oxygen species levels when used as an adjuvant therapy for glioma.

Infiltrative tumor resection is based on regional (macroscopic) imaging identification of tumorous tissue and the attempt to delineate invasive tumor margins in macroscopically normal-appearing tissue, while preserving normal brain tissue. The authors tested miniaturized confocal fiberoptic endomicroscopy by using a near-infrared (NIR) imaging system with indocyanine green (ICG) as an in vivo tool to identify infiltrating glioblastoma cells and tumor margins.

Use of in vivo near-infrared laser confocal endomicroscopy with indocyanine green to detect the boundary of infiltrative tumor.

Infiltrative Tumor-Resektion basiert auf regionalen (makroskopische) imaging Identifizierung von tumorkranken Gewebe und der Versuch, invasiven Tumor Margen bei makroskopisch Normal erscheinende abzugrenzen Gewebe, unter Beibehaltung der normalen Hirngewebe. Die Autoren getestet miniaturisierte konfokale Fiberoptic Endomicroscopy mithilfe eines nahen Infrarot (NIR) imaging-System mit Indocyanine gr&uuml;n (ICG) als in-vivo-Tool identifizieren infiltrieren Glioblastom-Zellen und Tumor-Margen.

Verwendung der konfokalen in-vivo-Nah-Infrarot-Laser-Endomicroscopy mit Indocyanine Green, die Grenze des infiltrative Tumor zu erkennen.

Seizures, particularly first onset seizures in adults, are a diagnostic hallmark of brain tumors (Giglio and Villano, 2010). Unfortunately, malignant brain tumors are almost uniformly fatal due, in part, to the limitations of available therapies. Improvement in the survival of brain cancer patients requires the design of new therapeutic modalities including those that enhance currently available therapies. One potential strategy is to exploit differences in metabolic regulation between normal cells and tumor cells through dietary approaches. Previous studies have shown that a high-fat, low-carbohydrate ketogenic diet (KD) extends survival in animal models of glioma; however, the mechanism for this effect is not entirely known. We examined the effects of an experimental KD on a mouse model of glioma, and compared patterns of gene expression in tumors versus contralateral non-tumor containing brain from animals fed either a KD or a standard diet. We found that the KD reduced reactive oxygen species (ROS) production in tumor cells. Gene expression profiling demonstrated that the KD induces an overall reversion to expression patterns seen in non-tumor specimens, and a number of genes involved in modulating ROS levels and oxidative stress were altered in tumor cells. In addition, there was reduced expression of genes involved in signal transduction from growth factors known to be involved in glioma growth. These results suggest that the anti-tumor effect of the KD is multifactorial, and elucidation of genes whose expression is altered will help identify mechanisms through which ketones inhibit tumor growth, reduce seizure activity and provide neuroprotection.

The ketogenic diet for the treatment of glioma: Insights from genetic profiling.

Anf&auml;lle, besonders erste beginnende Anf&auml;lle bei Erwachsenen, sind ein diagnostischer Markenzeichen von Hirntumoren (Giglio und Villano, 2010). Leider sind b&ouml;sartige Hirntumoren fast ausnahmslos t&ouml;dlich wegen, teilweise auf die Grenzen der verf&uuml;gbaren Therapien. Verbesserung des &Uuml;berlebens von Patienten mit Gehirn erfordert die Gestaltung von neuen therapeutischen Modalit&auml;ten, einschlie&szlig;lich derjenigen, die derzeit verf&uuml;gbare Therapien zu verbessern. Eine m&ouml;gliche Strategie ist, Unterschiede in der metabolischen Verordnung zwischen normalen Zellen und Tumorzellen durch di&auml;tetische Ans&auml;tze zu nutzen. Fr&uuml;here Studien zeigten, dass eine fettreiche, kohlenhydratarme ketogene Di&auml;t (KD) &uuml;berleben in Tiermodellen f&uuml;r Gliom erweitert; der Mechanismus f&uuml;r diesen Effekt ist jedoch nicht vollst&auml;ndig bekannt. Wir untersuchten die Wirkung von einem experimentellen KD auf einem Mausmodell der Gliom und Muster der Genexpression in Tumoren gegen&uuml;ber kontralateralen nicht-Tumor mit Gehirn von Tieren gef&uuml;ttert, entweder ein KD oder eine standard-Di&auml;t verglichen. Wir fanden, dass die KD reaktive Sauerstoff Spezies (ROS) Produktion in Tumorzellen reduziert. Gene Expression profiling gezeigt, dass der KD induziert eine insgesamt R&uuml;ckfall in Ausdrucksmuster in nicht-Tumor Proben gesehen, eine Reihe von Genen, die in modulierenden ROS Ebenen und oxidativen Stress in Tumorzellen ver&auml;ndert wurden. Dar&uuml;ber hinaus gab es reduzierte Expression von Genen beteiligt Signaltransduktion von Wachstumsfaktoren, die bekannterma&szlig;en Gliom Wachstum beteiligt. Diese Ergebnisse legen nahe, dass die Anti-Tumor-Wirkung von KD multifaktoriell ist und Aufkl&auml;rung der Gene, deren Expression ge&auml;ndert wird dazu, die Mechanismen zu identifizieren, durch die Ketone Tumorwachstum hemmen beitragen wird, Beschlagnahme Aktivit&auml;t reduzieren und bieten Nervenschutz.

Article	Year
The ketogenic diet reverses gene expression patterns and reduces reactive oxygen species levels when used as an adjuvant therapy for glioma. Nutrition & metabolism\| PubMed ID: 20831808	2010
Use of in vivo near-infrared laser confocal endomicroscopy with indocyanine green to detect the boundary of infiltrative tumor. Journal of neurosurgery\| PubMed ID: 21923240	2011
The ketogenic diet for the treatment of glioma: Insights from genetic profiling. Epilepsy research\| PubMed ID: 22019313	2011

Mohammed G. Abdelwahab

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