Centro Nacional de Electromagnetismo Aplicado

La electroterapia: una alternativa terapéutica para el tratamiento de tumores

Lic. Luis Bergues Cabrales1 y Dra. Liliana Gómez Luna2

Resumen

La electroterapia es la terapia con corriente eléctrica directa de baja intensidad. Se utiliza en medicina como alternativa terapéutica para tratar tumores, es de bajo costo y mínimos efectos adversos. En diferentes estudios in vitro e in vivo se ha demostrado el marcado efecto antitumoral de la corriente eléctrica directa, en muchos casos se obtiene la regresión (o cura) completa de los tumores. La corriente eléctrica directa potencia la acción antineoplásica de la radioterapia y quimioterapia, minimiza los efectos colaterales que éstas inducen en el organismo. En esta revisión bibliográfica sobre la corriente eléctrica directa se han resumido los resultados más importantes obtenidos en el tratamiento de tumores, sus efectos antineoplásicos y colaterales, así como sus posibles mecanismos de acción.

DeCS: TERAPIA POR ESTIMULACIÓN ELÉCTRICA/métodos; NEOPLASMAS; TERAPIAS ALTERNATIVAS.

El cáncer o enfermedad neoplásica constituye la segunda causa de muerte en Cuba y en el mundo. La cirugía, radioterapia y la quimioterapia (modalidades convencionales para el tratamiento del cáncer) son invasivas y costosas, y no han dado aún una respuesta completa al tratamiento de esta enfermedad.1 Por otra parte, los investigadores han centrado todas sus esperanzas en la terapia génica, como única vía para la cura total del cáncer. El conocimiento de las bases moleculares de la neoplasia proporciona la posibilidad de intervención específica por terapia génica mediante la introducción del material genético para propósitos terapéuticos. Al respecto, algunos caminos de terapia génica han sido desarrollados para tratar el cáncer: compensación de la mutación, inmunopotenciación genética, quimioterapia molecular, inhibición de la angiogénesis, oncólisis replicativo del vector, y la quimiosensibilización y radiosensibilización. Los ensayos clínicos han sido iniciados para evaluar la seguridad, toxicidad y eficacia de cada una de estas aproximaciones, basadas en los resultados preclínicos promisorios.2

Estas razones hacen que muchos investigadores, en su afán de dar una respuesta completa o parcial al problema del cáncer, propongan alternativas terapéuticas efectivas y eficaces, como: la hipertermia,3 electroquimioterapia,4 campos electromagnéticos5 y la electroterapia (ET).6-10 La efectividad de estas modalidades terapéuticas, solas o combinadas con las terapias convencionales, ha sido demostrada en animales y en seres humanos. En el caso de las terapias combinadas, se ha obtenido una potenciación de los efectos citotóxicos y una reducción de los efectos adversos de las terapias convencionales.

En 1776 se sugirió por primera vez que la electricidad podía tener un papel relevante en el tratamiento de tumores.11 En las últimas 3 décadas, el número de reportes científicos, relacionados con el uso de la ET en el tratamiento de los tumores sólidos se ha incrementado vertiginosamente. El primero en utilizar la ET para el tratamiento de tumores malignos humanos fue Nordeström, en 1978, quién trató pacientes con cáncer de pulmón.12 A partir de los resultados de Nordeström, se ha extendido el uso de la ET al tratamiento de otros tumores humanos, como: pulmón, hígado, piel, pecho, esófago y cabeza.13-17 El trabajo más completo citado en seres humanos fue el realizado por Xin,16 en el cual se resume la experiencia de 10 años de tratamiento de tumores con CED en 8 240 pacientes desahuciados, a los cuales no se les pudo aplicar ninguno de los métodos terapéuticos convencionales, por su delicado estado de salud. De los 8 240 pacientes, 7 642 y 598 casos presentaron tumores malignos y benignos, respectivamente. La proporción de supervivencia para 1, 2 y 5 años de los pacientes con tumores malignos fue de 89,2; 56,0 y 36,0 %, respectivamente. Sin embargo, la proporción de supervivencia para 1, 2 y 5 años de los pacientes con tumores benignos fue de 100,0; 96,8 y 94,3 %, respectivamente.

Basado en la experiencia adquirida por los investigadores del grupo de Bioelectricidad, del Departamento de Bioingeniería y Equipos, del Centro Nacional de Electromagnetismo Aplicado y de los hospitales de Santiago de Cuba, en el tratamiento de tumores experimentales con CED y la experiencia existente en el mundo, en el tratamiento de tumores in vitro, en animales de laboratorio y en seres humanos, en este trabajo se hace un resumen de la experiencia nacional e internacional, en el cual se muestran los principales resultados obtenidos en el tratamiento de tumores con CED, así como sus posibles mecanismos de acción.

Estudios sobre la actividad antineoplásica de la CED

Los diferentes estudios realizados in vitro,7 en animales8-10,18-23 y en seres humanos,12-17 han demostrado que la CED de baja intensidad puede ser utilizada satisfactoriamente en el tratamiento local de tumores sólidos malignos y benignos porque induce una marcada regresión, en muchos casos se logra la regresión (o cura) completa de los tumores, que se corrobora por la disminución del volumen tumoral (regresión parcial o total de los tumores), incremento del porcentaje de necrosis de los tumores (mayor al 70 %), retardo del crecimiento tumoral y aumento del tiempo de duplicación de los tumores (en más de 3 veces).

La regresión parcial (más del 50 % de destrucción del tumor) se ha observado en los primeros 10 d después de aplicada la CED, mientras que la regresión completa siempre se ha observado después de los 20 d de aplicada.

De los resultados obtenidos en estos estudios se ha evidenciado que la regresión parcial o completa depende de la dosis de CED, estimulación de los componentes celulares y humorales del sistema inmune y del tipo de tumor. Se ha comprobado, además, que la CED induce la formación de productos tóxicos en el tumor, provenientes de las reacciones electroquímicas,7-10, 12-19, 22 los que provocan severos cambios en su metabolismo,8, 9, 17, 19 potencial transmembrana de las células cancerosas que lo componen,6, 21 y en su pH.8-10,12,19,22 Por la ocurrencia de estas reacciones electroquímicas en los tumores, muchos investigadores han denominado a la ET como terapia electroquímica.

En los estudios in vitro e in vivo se han utilizado diferentes modelos de tumores, los cuales se han inoculado en medios de cultivo7 y hospederos (ratones, ratas, conejo, perro y hombre).8-23 Entre los modelos de tumores experimentales utilizados se pueden mencionar: tumor de Ehrlich, fibrosarcoma Sa-37, sarcomas (Sa-1, Sa-180), melanoma B16, SV-40, adeno-12, AML-4, Morris hepatoma, 3924-A, entre otros,8-10, 18-26 sin embargo, en los tumores humanos se han usado los viscerales y superficiales, exceptuando los de la sangre y los ascíticos.12-17

La dosis está referida a los diferentes parámetros que se imponen durante la terapia con CED, los cuales fueron variados. Entre estos parámetros se pueden mencionar: carga eléctrica (intensidad y tiempo de aplicación de la CED), configuración de los electrodos (par de electrodos o multielectrodos); tipo de terapia (anódica, catódica, de campo o todos los electrodos insertados directamente en el tumor); cantidad de estímulos de CED (un sólo estimulo o más de un estímulo), y si la CED se usa sola, o combinada con las otras formas convencionales de tratamiento de tumores.

Se ha medido un conjunto de parámetros que permiten evaluar la efectividad y citotoxicidad de la CED, los cuales se han obtenido mediante estudios histológicos y anatomopatológicos,8-26 técnicas de imágenes como la resonancia magnética nuclear de imágenes, RMNI),8,27 espectroscopia de resonancia magnética nuclear, ERMN8 e infrarroja cercana, EIC,28 así como el empleo de otras técnicas de análisis químico.9,10,12-27

Otros estudios han estado dirigidos a la medición de los parámetros bioeléctricos en diferentes modelos de tumores, mediante los potenciales bioeléctricos29,30 y la técnica de bioimpedancia eléctrica.31,32 Los principales resultados que se han obtenido de estos estudios son:

• Los tumores presentan mayor permitividad eléctrica y conductividad eléctrica que los tejidos sanos adyacentes.31,32
• Los tumores son más electronegativos que los tejidos sanos circundantes a éstos.29,30
• La densidad de corriente eléctrica observada por la técnica de RMNI corresponde con la parte activa del tumor, esto indica que la corriente eléctrica que circula por el tumor sólo fluye por la parte viva de éste.27,33,34
  

Estos resultados han sido explicados porque los tumores presentan un contenido de agua mayor que los tejidos sanos; las células cancerosas se despolarizan, sus cargas migran hacia las membranas, lo cual hace que la polaridad de éstas sea más negativa.

Estas causas pueden explicar:

• Por qué los tumores se comportan como mejores conductores con respecto al tejido sano.
• La diferencia de electrosensibilidad encontrada en diferentes modelos experimentales de tumores, sometidos a la misma dosis de CED.
• El mínimo daño inducido en el organismo.
  

Para un mejor entendimiento de los resultados obtenidos en los estudios in vitro e in vivo se han propuesto un conjunto de modelos matemáticos,35-39 los cuales han permitido:

• Mejor conocimiento de los parámetros cinéticos y fisiológicos de los tumores no tratados y de los tratados con CED.
• Mejora del diseño de nuevas estrategias terapéuticas.
• Mejor entendimiento y esclarecimiento de los diferentes procesos que se inducen en el tumor una vez aplicada la CED.
  

A través de estos modelos se conoce que los parámetros eléctricos de los tumores y la potencia que se disipa en éstos después de aplicada la CED,6,33,39 los parámetros cinéticos y fisiológicos de los tumores no tratados y los tratados con CED38 y la descripción cualitativa de las interacciones del hospedero y de los componentes celulares y humorales del sistema inmune con el tumor, bajo la acción citotóxica de la CED.35-37

Toxicidad de la corriente eléctrica directa

En los estudios que se han llevado a cabo para evaluar el efecto citotóxico de la CED en los tejidos sanos circundantes al tumor y en el resto del organismo, se ha corroborado que éste es mínimo. Sin embargo, se ha encontrado que la CED induce daños severos en el hígado y en los riñones y alteraciones en los parámetros químicos de la sangre, y lleva a la muerte a los animales, cuando la carga eléctrica que se suministra al tumor y su periferia excede de 10,6 C (terapia anódica) y 20,6 C (terapia catódica).8,9 Estas alteraciones han sido minimizadas usando configuración de multielectrodos, todos insertados en el tumor.17,18,20,23,26

Algunos estudios han reportado que la CED minimiza los efectos tóxicos de la radioterapia, quimioterapia y de algunos modificadores de la respuesta biológica cuando se combina con las mismas.13-15,22,24-26,40-46 En estos estudios se ha reportado una reducción en más del 10 % de los efectos adversos de estas terapias convencionales cuando se combinan con la CED. Esto ha sido explicado porque al combinarse estas terapias, se utilizan dosis de citostáticos y de radiación de un octavo a un décimo menor que la requerida por estas modalidades para que tengan el mismo efecto antitumoral cuando se aplican por sí solas.

Todos los resultados obtenidos con la aplicación de la CED, sola o combinada con otras modalidades terapéuticas, han sido verificados en estudios in vitro7 y mediante diferentes parámetros determinados por estudios hematológicos, inmunológicos e histológicos,8-10,12-26,30,40-43 técnicas de RMNI,8,16,27,28 ERMN,8 EIC28 y de otras técnicas de análisis químico de la sangre.9,10,16,18,20,22

¿ Favorece la CED la citotoxicidad de las otras terapias antineoplásicas?

Algunos estudios han mostrado una potenciación del efecto antitumoral de la CED cuando ésta se combina con otras modalidades terapéuticas para el tratamiento del cáncer: como la radioterapia,41,43,44 quimioterapia,13-15,40,42,43 hipertermia,22 ciertos modificadores de la respuesta biológica24-26,45,46 y el láser.47

Zhu y Chou22 observaron que la combinación de la CED con la hipertermia induce una potenciación de la efectividad antitumoral de la CED y una reducción del 80 % del tiempo de aplicación de esta terapia combinada comparado con los tiempos de aplicación de estas terapias empleadas por separado. Según los autores, lo anterior sucede porque la acción de la temperatura sobre las células cancerosas, inducida por la hipertermia, se favorece en medios ácidos, inducidos por la CED.

En el caso de la combinación de la CED con la quimioterapia y con la radioterapia se ha reportado una potenciación del efecto antitumoral de las mismas en más de 20 veces cuando se compara con el efecto antitumoral de estas modalidades terapéuticas aplicadas por separado.13-15,40-44 Similares resultados se han obtenido cuando la CED se combina con algunos modificadores de la respuesta biológica.24-26,45,46 En este caso, se ha encontrado que la CED estimula los componentes celulares (polimorfonuclear neutrófilo, serie monocitos-macrófagos, linfocitos T [CD8+]), células NK) y humorales (TNF-a, IL-2, interferón-g) del sistema inmune. La evaluación de la respuesta de las células inmunes bajo la acción de la CED, también ha sido evaluada en estudios in vitro, se cita que éstas se activan bajo la acción citotóxica de la CED.7 El papel del sistema inmune en la destrucción de los tumores, una vez aplicada la CED, también ha sido propuesto por otros autores.20,22

Mecanismos de acción de la CED

Los resultados obtenidos en los diferentes estudios in vitro e in vivo demuestran que la terapia con CED de baja intensidad es una modalidad de tratamiento de tumores loco-regionales, efectiva, económica y de mínima invasividad. Se ha demostrado que la CED retarda significativamente el crecimiento de los diferentes tumores.7-10,12-26,28,30,41-47 En algunos de estos estudios se ha obtenido la regresión completa de los tumores.9,12-18,22,24-26,41-43,47

Para explicar estos resultados se ha propuesto un conjunto de mecanismos de acción de la CED, entre los que se pueden mencionar: inducción de fuerzas bioeléctricas y cambios en el potencial bioeléctrico,29,30,33 cambios en el pH local (alrededor de los electrodos) y en la temperatura inducida en el tumor,7-10,12-19,40-44 alteración del potencial transmembrana de las células cancerosas,6,21 ionización del tejido,22 presencia de productos tóxicos provenientes de las reacciones electroquímicas7-10,12-20,22,23,40-44 y la acción simultánea de las reacciones electroquímicas, fundamentalmente aquellas que involucran a las especies reactivas del oxígeno, y la estimulación de los componentes celulares y humorales del sistema inmune.20,23

En alguno de estos estudios se ha demostrado que el material del electrodo, hecho de oro, platino, plata, cobre y bronce, depositado en el tumor por las reacciones electroquímicas, inducidas por la acción citotóxica de la CED, no constituye el mecanismo antitumoral primario.7,8,10,13,19 Bergues y otros20 propusieron que el pH no desempeña el papel primario en la destrucción de los tumores sino que facilita a los productos tóxicos, generados por las reacciones electroquímicas y de los elementos celulares y humorales activados del sistema inmune, a que penetren al interior del tumor.

¿Por qué la electroterapia no se ha establecido como terapia definitiva?

A pesar de la propuesta de los mecanismos antitumorales de la CED, aún el modo de acción de ésta no ha sido completamente dilucidado, lo que ha traído como consecuencia que no se haya proporcionado una respuesta satisfactoria para los diferentes resultados obtenidos en los estudios in vitro e in vivo. Existen interrogantes que han imposibilitado que la electroterapia sea reconocida en la Oncología Clínica como una modalidad terapéutica más para el tratamiento de tumores sólidos.

De forma general aún no quedan esclarecidas preguntas como:

• ¿Cuáles son los mecanismos antitumorales primarios de la CED involucrados en la destrucción de los tumores?
• ¿A qué se debe la diferencia de electrosensibilidad observada en los tumores?
• ¿Cuál es el rango de dosis de CED, por tumor, para el cual se obtiene la máxima destrucción de éste y el mínimo daño al resto del organismo?
• ¿Qué informaciones adicionales pueden ser obtenidas a partir de las variables medidas?
  

El camino de la CED en este campo está abierto. Su carácter promisorio ha hecho que en países como China, Japón, Slovenia, EE.UU., Francia y Suecia, los investigadores se dediquen a desentrañar las interrogantes surgidas para que el mundo pueda disponer sin reparos de esta alternativa terapéutica.

Experiencias en Cuba

Desde hace 4 años, en el Centro Nacional de Electromagnetismo Aplicado (CNEA), de la Universidad de Oriente, en estrecha coordinación con los hospitales Oncológico "Conrado Benítez", Provincial "Saturnino Lora" e Infantil Norte "Juan de la Cruz Martínez Maceira," de Santiago de Cuba se viene utilizando la CED en el tratamiento de tumores malignos en animales de laboratorio (fase preclínica).20,21,23,35,36 El grupo de investigación viene trabajando, desde 1998, en las 4 interrogantes antes mencionadas.

Durante este período, la realización y repetición de diferentes experimentos ha permitido demostrar el marcado retardo del crecimiento de los tumores tratados con CED, comparado con el de los tumores no tratados, así como la regresión completa de estos (fig.). En esta figura se muestra que la regresión de los tumores es mayor en la medida que la carga eléctrica suministrada es mayor. Para una carga eléctrica mayor a 72 C se obtuvo la regresión completa del tumor de Ehrlich. Los hallazgos patológicos evidencian un proceso inflamatorio agudo marcado, un alto grado de infiltración de los polimorfonucleares y altos porcentajes de necrosis inducidos en los tumores tratados, después de 24 h de aplicada la CED (tabla).

Figura. Regresión de los tumores para diferentes cargas de corriente eléctrica directa

Tabla. Porcentaje de necrosis de los tumores en los grupos tratados GT1, GT2, GT3 y su correspondiente control después del primer día de aplicada la corriente eléctrica directa (CED)

Grupos experimentales	Tiempo después de aplicada la CED (días)
	1	2	3	4	5	6
GC	20,1±2,6 [N=6]	22,3±2,9 [N=6]	24,7±3,2 [N=6]	26,5±4,6 [N=6]	28,4±3,9 [N=6]	30,0±4,1 [N=6]
GT1	50,9±2,1 [N=6]	55,1±3,2 [N=6]	62,3±2,9 [N=6]	68,4±3,8 [N=6]	60,7±3,5 [N=6]	55,8±4,8 [N=6]
GT2	60,0±3,2 [N=6]	68,2±3,8 [N=6]	74,7±4,2 [N=6]	80,9±4,7 [N=6]	80,2±5,2 [N=6]	75,6±4,5 [N=6]
GT3	70,2±3,6 [N=6]	85,3±4,2 [N=6]	90,8±4,9 [N=6]	95,5±5,3 [N=6]	97,2±6,2 [N=6]	96,3±5,7 [N=6]

N: Representa el número de tumores por grupo experimental.
GC: Grupo de tumores no tratado. Estos se mantuvieron bajo las mismas condiciones experimentales que los tumores tratados, pero no se le suministró CED.
GT1: Grupo de tumores tratado con 4 mA durante 30 min y tipo de terapia anódica: un ánodo insertado dentro del tumor y un cátodo insertado subcutáneamente a 10 mm del borde del tumor.
GT2: Grupo de tumores tratado con 4 mA durante 30 min y tipo de terapia anódica: dos ánodos insertados dentro del tumor y un cátodo insertado subcutáneamente a 10 mm del borde del tumor.
GT3: Grupo de tumores tratado con 4 mA durante 30 min y tipo de terapia multielectrodo: 5 ánodos y un cátodo insertados dentro del tumor.

Estos resultados han permitido la propuesta de un posible mecanismo de acción a partir del cual algunas investigaciones se están dirigiendo en esa dirección.20 Los mismos también han permitido explicar la diferencia de electrosensibilidad de los tumores (en proceso de revisión por los árbitros de la Bioelectromagnetics), así como la proposición de una nueva modalidad terapéutica selectiva para el tratamiento de tumores, la cual se viene trabajando, en nuestro grupo de investigación, desde el año 2001.

Summary

Electrotherapy is the therapy with low intensity direct electric current. It is used in medicine as a therapeutic alternative to treat tumors, its cost is low and its adverse effects are minimum. In different in vitro and in vivo studies, it has been showed the marked antitumoral effect of the direct electric current. The complete regression (or cure) of tumors is achieved in many cases. The direct electric current potentiates the antineoplastic action of radiotherapy and chemotherapy, and reduces the side effects that they induce in the organism. The most important results obtained in the treatment of tumors, its antineoplastic and side effects, as well as its possible mechanisms of action have been summarized in this bibliographic review.

Subject headings: ELECTRIC STIMULATION THERAPY/methods; NEOPLASMS; ALTERNATIVE THERAPIES.

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Recibido:21 de junio de 2001. Aprobado: 3 de junio de 2002.
Dr. Luis Bergues Cabrales. Centro Nacional de Electromagnetismo Aplicado (CNEA). Universidad de Oriente. GP 4078. Santiago de Cuba 90 400, Cuba. Correo electrónico: [e-mail]

1 Licenciado en Física. División de Bioingeniería y Equipos. Centro Nacional de Electromagnetismo Aplicado.
2 Doctora en Ciencias Bioquímicas. Departamento de Biología. Universidad de Oriente.