La intervención quirúrgica puede ser bastante eficaz para tratar ciertos tipos de enfermedad neurológica médicamente intratable. Actualmente las modalidades quirúrgicas disponibles mientras que eficaz, generalmente implican procedimientos invasivos que pueden resultar en lesiones quirúrgicas a tejidos no objetivo. En consecuencia, sería un valor ampliar la gama de enfoques quirúrgicos para incluir una técnica que no es invasiva y produce lesiones neuronales.
Este video presenta un método para producir lesiones neuronales focales en el cerebro de una manera no invasiva. Este método se denomina intereso de interés preciso cirugía guiada no invasiva cerebral y será referido aquí por su acrónimo Ping. El enfoque general para este método es abrir la barrera hematoencefálica de forma focal y zanjante utilizando ultrasonido centrado guiado por RMN.
Luego para administrar una neurotoxina impermeable barrera hematoencefálica sistémicamente. La neurotoxina, entonces obtiene acceso al parénquima cerebral sólo donde se ha abierto la barrera hematoencefálica. La pérdida neuronal de este productor que se limita a la región objetivo de la abertura de la barrera hematoencefálica.
Los pasos clave del método son la preparación de animales, el procedimiento de ping y los análisis celulares post mortem. El animal anestesiado se coloca en una cortina quirúrgica sobre una almohadilla de calentamiento. El piso 2%ISO se administra a través de un cono nasal para la fase de mantenimiento de la anestesia.
Una línea de barrido se coloca para el anestésico. El cuero cabelludo se afeita en preparación para la aplicación posterior de gel acústico. A continuación, se coloca una línea en la vena de la cola.
Esta línea se utilizará para la administración de microburbujes y agente de contraste durante la fase de sonicación del procedimiento de ping y se utilizará para la perfusión de ácido quinolinico durante la fase de sonicación posterior. La línea está asegurada con cinta adhesiva. Esta fotografía muestra las características clave del trineo en el que se coloca el animal para el procedimiento de ultrasonido enfocado.
En preparación para colocar al animal en el trineo. Se requiere un vaso de agua, una jeringa que contenga gel acústico y un pequeño destornillador. Esta vista desde arriba del trineo muestra el procedimiento para posicionar al animal.
El transductor se retira y se coloca a un lado del trineo. El animal se coloca en el trineo y la cabeza se coloca. Para asegurar la cabeza se utiliza una barra incisiva y barras para los oídos.
Cuando se colocan las barras de las orejas, se fijan apretando con un destornillador pequeño. El agua se aplica a la superficie del cuero cabelludo. Esto es seguido por la aplicación de gel acústico con la jeringa en el cuero cabelludo.
Se coloca agua adicional sobre el gel acústico y en la base del transductor. A continuación, el transductor se baja sobre el gel acústico y se fija. A continuación, se pega un sensor neumático en el cuerpo del animal para controlar la respiración.
La sala de control para la resonancia magnética y el equipo de ultrasonido enfocado se compone de dos estaciones primarias. La estación a la izquierda, donde está sentado el investigador, es el área de planificación para apuntar a ultrasonidos enfocados. La estación a la derecha es el área de control del sistema de RMN.
La ventana reforzada de cobre B de la estación de resonancia magnética mira a la habitación que alberga el imán de siete Tesla. Mirando por la ventana. El imán se puede ver con un trineo que conduce a la abertura del imán.
El software especializado se utiliza para planificar el objetivo del ultrasonido enfocado. Este software controla una combinación de movimiento electrónico y mecánico del sistema de apuntamiento. El planificador de trayectoria define el objetivo y elige el área de destino.
En este caso, el objetivo de la muestra es el estriado y el sitio de destino se asigna a una sección de RMN coronal ponderada en T2. Después de establecer la orientación, el animal recibe una inyección de microburbujas a través de la línea venosa de la cola. Este proceso no ha sido visible a través de la ventana porque tiene lugar en el otro lado del imán donde la filmación no es posible.
El ultrasonido focalizado se administra 30 segundos después de la inyección de microburbujes. Inmediatamente después de la administración de ultrasonidos focalizados, obtener una dinamita se inyecta a través de la línea de la vena de la cola. Y la apertura de la barrera hematoencefálica se confirma mediante imágenes ponderadas por T1 mejoradas por contraste.
Después de recibir sonicación, el animal es devuelto a la capucha quirúrgica donde se mantiene anestesia 2%ISO flúor a través de un cono nasal. Una jeringa llena de ácido quinolinico se une a una bomba de perfusión y la salida se conecta a la línea de la vena de la cola para una infusión de una hora en el animal. Las malformaciones corticales son dianas quirúrgicas en ciertos trastornos neurológicos, como la epilepsia farmacorresistente.
La rata tish es un mutante neurológico genético con una malformación cortical caracterizada por heterotopía bilateral. En este experimento, la heterotopía en una rata tish fue atacada a ambos lados del cerebro. Los marcos A y B mostraron el mismo T2-MRI de un cerebro tish tomado un día después del ping.
El marco A representa la ubicación del neocórtex de posición normal y la heterotopía H subyacente las posiciones de los ventrículos laterales también se muestran en las áreas del marco B de hiperintensidad indicadas por las flechas corresponden a los objetivos de sonicación en la heterotopía. La flecha blanca indica un objetivo medial en la heterotopía en el lado izquierdo de la imagen, y la flecha amarilla indica un objetivo lateral en la heterotopía y en el lado derecho de la imagen. Cinco días después de ping el animal fue eutanizado, y el cerebro se preparó para el análisis histológico.
La tinción de Fluoro Jade se realizó para identificar las neuronas degenerantes en el cerebro. El rectángulo en la sección T2 indica el área teñida de jadeón fluoro del cerebro que se muestra a la derecha. El área teñida de color verde amarillento brillante contiene numerosas neuronas degenerantes.
En la mayor magnificación se pueden ver las neuronas degenerantes individuales. El método de ping proporciona un enfoque no invasivo para destruir las neuronas en un área específica del cerebro. La apertura vocal trinchera de la barrera hematoencefálica permite que una neurotoxina administrada sistémicamente obtenga acceso al parénquima cerebral de una manera precisa.
Este método se ha utilizado con éxito en ratas y ratones. Es importante destacar que el ping se ha utilizado para desconectar la neurocircuito en las regiones cerebrales que son comúnmente el objetivo de la intervención quirúrgica para el tratamiento de trastornos neurológicos como la epilepsia.
