Morphological changes in anaplastic gliomas treated with radiation and chemotherapy

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Abstract
The effects of antineoplastic treatment on gliomas are related to tumour cell cycle and proliferation kinetics, glioma tissue architecture, and the surrounding environment. Morphological changes induced by radiation and chemotherapy are characterized by cell necrosis and severe alterations in cell and nuclear morphology caused by changes in the cell kinetic parameters which, however, may also occur spontaneously in untreated anaplastic gliomas. Comparative studies of cytological imprints and routine histological preparations of biopsy and autopsy specimens were performed in four groups of anaplastic astrocytomas and glioblastomas (78 cases) with postsurgical irradiation, combination chemotherapy, and CCNU treatment, and without specific postsurgical treatment (control group). Following radiation and chemotherapy, in addition to increased necrosis and vascular response, a variety of characteristic but nonspecific changes were observed in cell and nuclear morphology with prominent formation of multinucleated giant and monstrous cells, irregular and hyperchromatic nuclei, and severe cytoplasmic degeneration indicating both inhibition of cell division and cell damage. Statistically significant findings were a posttreatment increase in the number of multinucleated giant and monstrous cells and a decrease in the number of mitoses. These changes were more pronounced after chemotherapy than after radiation, while no significant dissimilarities were found between combination chemotherapy and CCNU. The implications of these changes on the mechanisms of antitumour treatment in anaplastic gliomas are discussed. Die Wirkung anuneoplastisdier Behandlung auf Gliome ist abhängig von der Tumorzeil- und Proliferationskinetik, der Gliomarchitektur und dem umgebenden Hirngewebe. Durch Strahlen- und Chemotherapie induzierte morphologische Veränderungen sind gekennzeichnet durch Zellnekrosen sowie schwere Zell- und Kernschäden durch Eingriffe in die Zellkinetik, doch können diese auch spontan in unbehandelten anaplastischen Gliomen auftreten. Vergleichsuntersuchungen von zytologischen Abstrichen und histologischen Routinepräparaten an Biopsie- und Autopsiematerial von 4 Gruppen anaplastischer Astrozytome und Glioblastome (78 Fälle) wurden nach postoperativer Strahlenbehandlung, Polychemotherapie und CCNU-Behandlung sowie ohne spezifische postoperative Therapie (Kontrollgruppe) vorgenommen. Nach Strahlen- und Chemotherapie fanden sich neben gesteigerter Nekrose und Gefäßreaktion verschiedene charakteristische, aber unspezifische Zell- und Kernveränderungen mit gesteigerter Neigung zur Bildung vielkerniger Riesen- und Monsterzellen, Kernhyperchromasie sowie schwerer Zytoplasmadegeneration als Hinweise auf Mitosestörungen und Zellschädigung. Nach antineoplastischer Therapie fand sich eine statistisch signifikante Zunahme von Riesen- und vielkernigen Monsterzellen sowie Abnahme der Mitosen, wobei diese Veränderungen nach Chemotherapie stärker ausgeprägt waren als nach Bestrahlung. Zwischen Polychemo- und CCNU-Behandlung ergaben sich keine wesentlichen Abweichungen. Die Bedeutung dieser zytologischen Spätbefunde auf die Effekte antineoplastischer Behandlung anaplastischer Gliome wird diskutiert.