La terapia sonodinámica es un tratamiento ultrasónico de baja intensidad, específico para el tumor y sin incisiones para el glioblastoma, este tumor cerebral agresivo y de rápido crecimiento. La guía por RM permite la entrega precisa de esta energía de ultrasonido enfocada a áreas específicas del cerebro, evitando así el tejido cerebral normal y el área elocuente. Este protocolo proporciona a los investigadores una guía para la terapia sonodinámica preclínica e incluye parámetros respaldados por la literatura para el tratamiento del glioblastoma en un modelo de roedores.
Esta técnica tiene el potencial de tratar tumores cerebrales y otros tipos de enfermedades del sistema nervioso central utilizando radiación no ionizante sin necesidad de cirugías invasivas, sin necesidad de quimioterapias dolorosas o sin necesidad de radioterapia. El protocolo reportado en este estudio puede considerarse generalmente repetible y confiable para los investigadores interesados en el ultrasonido focalizado, el ultrasonido focalizado guiado por RM, la terapia sonodinámica y las neurociencias, mientras que la experiencia técnica es necesaria para el manejo adecuado de la resonancia magnética y el sistema de ultrasonido focalizado. La demostración del procedimiento estará a cargo de Griffin Mess, un ingeniero de investigación y científico estrella en ascenso de mi laboratorio.
Para comenzar, prepare la cama de resonancia magnética colocando la pieza de cono de la nariz en su ranura. Luego, deslice la barra de mordida a través de los orificios de la barra de mordida ubicados en el cono de la nariz y en el extremo de la cama, con el extremo del protector de mordida flotando sobre el pozo abierto en la cama de resonancia magnética. Coloque al animal anestesiado en la cama de resonancia magnética con las orejas alineadas con los orificios estereotácticos de la barra de la oreja y enganche los dientes a través del protector de mordida para mantenerlo en su lugar.
Desliza el cono de la nariz hacia adelante para que quede colocado sobre la parte superior del hocico del animal. Deslice las barras de las orejas a través de los orificios a ambos lados de la cama de resonancia magnética y levante la cabeza del animal hasta que ambas barras de las orejas puedan encajar en los canales auditivos del ratón. Asegúrese de que el animal esté en una posición cómoda.
Luego, con un destornillador de punta plana, coloque los tornillos compatibles con MRI para bloquear ambas barras para las orejas, el cono de la nariz y la barra de mordida. Mientras el animal espera, coloque la cama de resonancia magnética sobre una almohadilla térmica tibia para mantener la temperatura corporal. Inserte el maniquí en la ubicación correspondiente de la cama de resonancia magnética y luego coloque la cama de resonancia magnética en la base de resonancia magnética en su ranura correspondiente.
Coloque la base de resonancia magnética en su ubicación correspondiente en la resonancia magnética. Tome una resonancia magnética del maniquí. Retire la base del orificio del imán, pero manténgala en el escáner.
Retire la cama de resonancia magnética que contiene el maniquí de la base y, a continuación, coloque la cama con el maniquí en el sistema MRGFUS deslizando la clavija de la parte inferior en su ranura correcta. Coloque la punta de registro en las ranuras magnéticas del brazo del transductor de modo que apunte hacia abajo, hacia el maniquí. En el software, elija la búsqueda de enfoque guiado y, a continuación, seleccione el modo de avance activado para comenzar la búsqueda de enfoque guiada.
Después de alternar el modo jog, use las teclas izquierda, derecha, arriba, abajo, pág arriba y av pág para moverse manualmente alrededor del brazo del transductor en las direcciones izquierda, derecha, adelante, atrás, arriba y abajo, respectivamente. Ajuste el puntero manualmente en las tres dimensiones hasta que la punta del puntero toque el centro del patrón de cruz que se encuentra en la parte superior del fantasma. Las rebanadas fantasma axiales poblarán la pantalla en el lado derecho.
Desplácese por estos sectores a través de la barra de desplazamiento del mouse de la computadora. Ajuste el brillo haciendo clic y manteniendo presionada la imagen y luego moviendo el mouse de la computadora hacia arriba o hacia abajo. Haz clic en el centro del fantasma y aparecerá un círculo rojo.
Haz clic y arrastra el círculo hasta que tenga el mismo diámetro y se alinee con la circunferencia del fantasma. Guarde las coordenadas de esta posición inicial haciendo clic en establecer LR, AP y SI. Haga clic en el modo de avance desactivado. Retire la punta de registro del brazo del transductor y, a continuación, seleccione Salir de la búsqueda de enfoque.
Confirme la posición inicial para completar la secuencia de inicialización. Tome la cama de resonancia magnética que contiene al animal fijado estereotácticamente y colóquela en la cuna de resonancia magnética previamente conectada al escáner de resonancia magnética. Conecte los tubos de anestesia de entrada y salida a los tubos correspondientes en la máquina de resonancia magnética.
deslice la base de resonancia magnética que contiene al animal en el orificio de resonancia magnética, asegurándose de mantener la misma posición en la que se colocó el maniquí. Realice un localizador para ver la ubicación del cerebro del animal y luego una resonancia magnética ponderada en T1 posterior al contraste que cubra todo el cerebro utilizando la configuración de resonancia magnética. En el software, vaya a la página principal de inicialización y haga clic en búsqueda de enfoque guiada.
A continuación, haga clic en el modo jog activado. A continuación, coloque un poco de gel de ultrasonido centrifugado en la cabeza del animal, de modo que el gel cubra todo el cuero cabelludo por encima del cráneo. A continuación, llene el 80% del baño de agua con agua desionizada y desgasificada y coloque el baño de agua sobre sus correspondientes columnas en la plataforma.
Baje el baño de agua hasta que la membrana inferior toque el gel de ultrasonidos en la cabeza del animal, formando una superficie de acoplamiento entre el agua y el gel. Sumerja el transductor de ultrasonido en el baño de agua, asegurándose de que no se formen burbujas de aire en la superficie del transductor. Después de bajar el brazo del transductor, alinee las ranuras magnéticas entre sí mientras la superficie del transductor permanece sumergida.
Para el modo ráfaga, vaya a la pestaña de configuración de sonicación e introduzca el tiempo de sonicación. Haga clic en el icono de destino en la parte superior central de la página y seleccione las ubicaciones adecuadas en el corte correcto de la resonancia magnética donde se va a apuntar la región focal de la FUS. Al hacer clic en el punto focal, se resaltarán las coordenadas y la región focal correspondiente en la imagen se volverá azul.
La última columna de la tabla muestra el nivel de potencia que se va a sonicar en cada punto focal. Una vez que esté satisfecho con todas las regiones focales, seleccione la prueba de movimiento. Una vez listo, seleccione iniciar sonicación para comenzar el protocolo de sonicación, moviendo el transductor y aplicando los parámetros FUS en cada región focal seleccionada.
La tasa de crecimiento de los tumores desde el pretratamiento hasta las 24 horas posteriores al tratamiento con SDT se calculó sobre la base de la luminiscencia medida. Los resultados muestran que los animales tratados mostraron una reducción en el crecimiento tumoral en comparación con los controles. Además, las imágenes de RM con contraste mostraron que la intensidad promedio en la escala de grises del agente de contraste en los tumores aumentó en el grupo de control a una magnitud mayor que en los grupos tratados, lo que indica que una menor cantidad de agente de contraste ingresó a los tumores después del tratamiento.
Si bien hemos desarrollado el protocolo reportado para el tratamiento de los tumores cerebrales de glioblastoma, esperamos aprender cómo otros colegas e investigadores optimizarán sus propios parámetros para su propia investigación en particular. La buena noticia es que la terapia sonodinámica se encuentra actualmente en fase uno de pruebas en ensayos clínicos en humanos, y estamos ansiosos por conocer sus promesas para nuestros pacientes. Para obtener la máxima eficacia, es necesaria la optimización preclínica de esta terapia reportada en modelos animales para estudiar el conjunto y el entorno, incluida una gran variedad de sonosensibilizadores, así como terapias combinadas.
