La thérapie sonodynamique est un traitement par ultrasons sans incision, spécifique à la tumeur et de faible intensité pour le glioblastome, cette tumeur cérébrale agressive à croissance rapide. Le guidage par résonance magnétique permet d’acheminer avec précision cette énergie ultrasonore focalisée vers des zones spécifiques du cerveau, épargnant ainsi les tissus cérébraux normaux et la zone éloquente. Ce protocole donne aux chercheurs une ligne directrice pour la thérapie sonodynamique préclinique et comprend des paramètres soutenus par la littérature pour le traitement du glioblastome dans un modèle de rongeur.
Cette technique a le potentiel de traiter les tumeurs cérébrales et d’autres types de maladies du système nerveux central à l’aide de rayonnements non ionisants sans avoir recours à des chirurgies invasives, sans chimiothérapies douloureuses ou sans radiothérapie. Le protocole rapporté dans cette étude peut généralement être considéré comme reproductible et fiable pour les chercheurs intéressés par les ultrasons focalisés, les ultrasons focalisés guidés par IRM, la thérapie sonodynamique et les neurosciences, tandis qu’une expertise technique est nécessaire pour une manipulation appropriée de l’IRM et du système d’ultrasons focalisés. Griffin Mess, ingénieur de recherche et étoile montante scientifique de mon laboratoire, fera la démonstration de la procédure.
Pour commencer, préparez le lit d’IRM en plaçant le cône nasal dans sa fente. Ensuite, faites glisser la barre de morsure à travers les trous de la barre de morsure situés sur le cône de nez et à l’extrémité du lit, avec l’extrémité du protège-morsure planant au-dessus du puits ouvert dans le lit d’IRM. Placez l’animal anesthésié sur le lit d’IRM avec ses oreilles alignées avec les trous de la barre d’oreille stéréotaxique et verrouillez ses dents à travers le protège-morsure pour le maintenir en place.
Faites glisser le cône de nez vers l’avant de manière à ce qu’il soit placé sur le dessus du museau de l’animal. Faites glisser les barres auriculaires à travers les trous des deux côtés du lit d’IRM et soulevez la tête de l’animal jusqu’à ce que les deux barres auriculaires puissent s’insérer dans les conduits auditifs de la souris. Assurez-vous que l’animal est dans une position confortable.
Ensuite, à l’aide d’un tournevis à tête plate, fixez les vis compatibles IRM pour verrouiller les deux barres auriculaires, le cône de nez et la barre de morsure. Pendant que l’animal attend, placez le lit d’IRM sur un coussin chauffant chaud pour maintenir la température corporelle. Insérez le fantôme dans son lit d’IRM correspondant, puis placez le lit d’IRM dans le berceau d’IRM dans son emplacement correspondant.
Placez le berceau d’IRM à l’emplacement correspondant dans l’IRM. Faites une IRM du fantôme. Retirez le support de l’alésage de l’aimant, mais conservez-le sur le scanner.
Retirez le lit d’IRM contenant le fantôme du berceau, puis placez le lit avec le fantôme sur le système MRGFUS en faisant glisser la cheville sur le fond dans sa fente appropriée. Insérez la pointe d’enregistrement sur les fentes magnétiques du bras du transducteur de manière à ce qu’elle pointe vers le bas en direction du fantôme. Sur le logiciel, choisissez Recherche de mise au point guidée, puis sélectionnez le mode Jog activé pour commencer la recherche focalisée guidée.
Une fois le mode Jog activé, utilisez les touches gauche, droite, haut, bas, page précédente et page suivante pour vous déplacer manuellement dans le bras du transducteur dans les directions gauche, droite, avant, arrière, haut et bas respectivement. Ajustez le pointeur manuellement dans les trois dimensions jusqu’à ce que la pointe du pointeur touche le milieu du motif en croix qui se trouve sur le dessus du fantôme. Les tranches fantômes axiales rempliront alors l’écran sur le côté droit.
Faites défiler ces tranches à l’aide de la barre de défilement de la souris de l’ordinateur. Réglez la luminosité en cliquant longuement sur l’image, puis en déplaçant la souris de l’ordinateur vers le haut ou vers le bas. Cliquez sur le milieu du fantôme et un cercle rouge apparaîtra.
Cliquez et faites glisser le cercle jusqu’à ce qu’il ait le même diamètre et qu’il s’aligne avec la circonférence du fantôme. Enregistrez les coordonnées de cette position d’origine en cliquant sur Définir LR, AP et SI. Cliquez sur le mode jog désactivé. Retirez l’embout d’enregistrement du bras du transducteur, puis sélectionnez Quitter la recherche de mise au point.
Confirmez la position d’origine pour terminer la séquence d’initialisation. Prenez le lit d’IRM contenant l’animal fixé stéréotaxiquement et placez-le dans le berceau d’IRM préalablement connecté au scanner IRM. Fixez les tubes d’anesthésie d’entrée et de sortie aux tubes correspondants dans l’appareil d’IRM.
Faites glisser le berceau d’IRM contenant l’animal dans l’alésage de l’IRM, en veillant à garder la même position que celle où le fantôme a été placé. Effectuez un radiophare d’alignement de piste pour voir l’emplacement du cerveau de l’animal, puis une IRM post-contraste pondérée en T1 couvrant l’ensemble du cerveau à l’aide des paramètres d’IRM. Dans le logiciel, rendez-vous sur la page principale d’initialisation et cliquez sur recherche guidée du focus.
Cliquez ensuite sur le mode jog activé. Ensuite, placez une noisette de gel à ultrasons centrifugé sur la tête de l’animal, de manière à ce que le gel recouvre tout le cuir chevelu au-dessus du crâne. Remplissez ensuite 80% du bain-marie avec de l’eau déminéralisée et dégazée et placez le bain-marie sur ses colonnes correspondantes sur la plate-forme.
Abaissez le bain-marie jusqu’à ce que la membrane inférieure touche le gel à ultrasons sur la tête de l’animal, formant une surface de couplage entre l’eau et le gel. Plongez le transducteur à ultrasons dans le bain-marie, en veillant à ce qu’aucune bulle d’air ne se forme sur la surface du transducteur. Après avoir abaissé le bras du transducteur, alignez les fentes magnétiques les unes avec les autres pendant que la surface du transducteur reste immergée.
Pour le mode rafale, allez dans l’onglet des paramètres de sonication et entrez le temps de sonication. Cliquez sur l’icône de la cible en haut au milieu de la page et sélectionnez les emplacements appropriés sur la bonne tranche d’IRM où la région focale FUS doit être visée. En cliquant sur le point focal, les coordonnées sont mises en surbrillance et la région focale correspondante sur l’image devient bleue.
La dernière colonne du tableau indique le niveau de puissance à soniser à chaque point focal. Une fois que vous êtes satisfait de toutes les régions focales, sélectionnez le test de mouvement. Une fois que vous êtes prêt, sélectionnez démarrer la sonication pour commencer le protocole de sonication, en déplaçant le transducteur et en appliquant les paramètres FUS à chaque région focale sélectionnée.
Le taux de croissance des tumeurs du prétraitement à 24 heures après le traitement SDT a été calculé sur la base de la luminescence mesurée. Les résultats montrent que les animaux traités ont montré une réduction de la croissance tumorale par rapport aux témoins. De plus, l’imagerie par résonance magnétique avec contraste a montré que l’intensité moyenne en niveaux de gris de l’agent de contraste dans les tumeurs augmentait dans le groupe témoin à une plus grande magnitude que dans les groupes traités, ce qui indique qu’une quantité moindre d’agent de contraste pénétrait dans les tumeurs après le traitement.
Bien que nous ayons développé le protocole rapporté pour le traitement des tumeurs cérébrales du glioblastome, nous sommes impatients de savoir comment d’autres collègues et chercheurs optimiseront leurs propres paramètres pour leurs propres recherches. La bonne nouvelle, c’est que la thérapie sonodynamique fait actuellement l’objet d’essais cliniques de phase 1 sur l’homme, et nous sommes impatients d’en savoir plus sur ses promesses pour nos patients. Pour une efficacité maximale, l’optimisation préclinique de cette thérapie rapportée dans des modèles animaux est nécessaire pour étudier l’ensemble et le cadre, y compris toute une variété de sonosensibilisateurs, ainsi que des thérapies combinées.
