Introduction

Platinum-based chemotherapy is an important part of the treatment of head and neck cancer. Despite the growing field of targeted but comparatively expensive therapeutic approaches, further improvement of its therapeutic efficacy would be highly desirable and could benefit patients and bearers of costs. The aim of this study is to investigate whether head and neck tumour cells can be made more sensitive to cisplatin by exposure to infrasound. Some in vitro studies on other tumour entities have already shown promising results in this regard.

Method

Head and neck squamous cell carcinoma cells (UD-SCC 5) were exposed to cisplatin (2.5 - 50 µl/ml, 4 d) alone and in combination with infrasound (18 Hz, 130 dB, 8 h). Colony forming assay was performed and further analysed using Image J and Chi² test. Additionally, the tumour cell ultrastructure was examined using transmission electron microscopy after infrasound exposure and cell fixation.

Results

In transmission electron microscopy, all sonicated cells (n = 12) showed fragmented nuclear membranes; occasionally they also exhibited damage to the cell membrane and stereocilia. Although more complex to assess due to the lack of spatial resolution, some deformed mitochondria, dictyosomes and endoplasmatic reticula could be shown. Anyhow, the differences between the sonicated and not sonicated group were not convincing in terms of colony forming behaviour (p = 0.807).

Conclusion

Promising results of previous studies on infrasound-inducible chemo-sensitivity could not be fully reaffirmed. However, changes in the cell and nuclear membrane were clearly detected. In summary, in our experimental setup no advantage of the addition of infrasound to chemotherapy in head and neck cancers can be derived so far.

Einleitung

Ein wichtiger Teil der Behandlung von Kopf-Hals-Tumoren ist die platinbasierte Chemotherapie. Eine Steigerung der Wirksamkeit wäre trotz des wachsenden Feldes zielgerichteter, aber vergleichsweise kostenintensiver Therapieansätze für Patienten und Kostenträger wünschenswert. Diese Studie soll untersuchen, ob eine erhöhte Sensitivität gegenüber Cisplatin in Kopf-Hals-Tumorzellen durch Infraschallexposition induziert werden kann. Einige in-vitro-Studien zu anderen Tumorentitäten liefern bereits vielversprechende Ergebnisse.

Methode

Kopf-Hals-Plattenepithelkarzinomzellen (UD-SCC 5) wurden mit Cisplatin (2,5 – 50 µl/ml, 4 d) allein und in Kombination mit Infraschall (18 Hz, 130 dB, 8 h) behandelt. Die Koloniebildung wurde mit Image J analysiert und mit dem Chi² Test statistisch ausgewertet. Zudem wurde die Ultrastruktur der Tumorzellen nach Infraschallexposition mittels Transmissionselektronenmikroskopie untersucht.

Resultate

In der Transmissionselektronenmikroskopie zeigten alle beschallten Zellen (n = 12) fragmentierte Kernmembranen, gelegentlich wiesen sie zudem Schäden an Zellmembran und Stereozilien auf. Auch konnten partiell deformierte Mitochondrien, Golgi-Körper und endoplasmatische Retikula detektiert werden. Allerdings waren die Unterschiede zwischen beschallter und unbeschallter Gruppe unter Cisplatinbehandlung hinsichtlich des Koloniebildungsverhaltens nicht signifikant (p = 0,807).

Schlussfolgerung

Aussichtsreiche Ergebnisse früherer Studien zu diesem Thema konnten nicht umfassend bestätigt werden. Allerdings wurden deutliche Veränderungen in der Zell- und Kernmembran nachgewiesen. Zusammenfassend lässt sich aus dieser Versuchsreihe noch kein Vorteil durch die simultane Infraschallanwendung bei der Chemotherapie von Kopf-Hals-Tumoren ableiten.

Die Autorinnen/Autoren geben an, dass kein Interessenkonflikt besteht.