La terapia sonodinamica è un trattamento a ultrasuoni senza incisione, specifico per il tumore e a bassa intensità per il glioblastoma, questo tumore cerebrale aggressivo e in rapida crescita. La guida RM consente l'erogazione di precisione di questa energia ultrasonica focalizzata a specifiche aree cerebrali, risparmiando così il tessuto cerebrale normale e l'area eloquente. Questo protocollo fornisce ai ricercatori una linea guida per la terapia sonodinamica preclinica e include parametri supportati dalla letteratura per il trattamento del glioblastoma in un modello di roditore.
Questa tecnica ha il potenziale per trattare i tumori cerebrali e altri tipi di malattie del sistema nervoso centrale utilizzando radiazioni non ionizzanti senza la necessità di interventi chirurgici invasivi, senza la necessità di chemioterapie dolorose o senza la necessità di radioterapia. Il protocollo riportato in questo studio può essere generalmente considerato ripetibile e affidabile per i ricercatori interessati agli ultrasuoni focalizzati, agli ultrasuoni focalizzati guidati dalla risonanza magnetica, alla terapia sonodinamica e alle neuroscienze, mentre le competenze tecniche sono necessarie per una gestione appropriata della risonanza magnetica e del sistema a ultrasuoni focalizzati. A dimostrare la procedura sarà Griffin Mess, un ingegnere ricercatore e uno scienziato emergente del mio laboratorio.
Per iniziare, preparare il letto per risonanza magnetica posizionando il cono nasale nella sua fessura. Quindi far scorrere la barra del morso attraverso i fori della barra del morso situati sul cono del naso e all'estremità del letto, con l'estremità della protezione del morso in bilico sul pozzetto aperto nel letto MRI. Posizionare l'animale anestetizzato sul lettino per risonanza magnetica con le orecchie allineate con i fori stereotassici della barra auricolare e agganciare i denti attraverso la protezione del morso per tenerlo in posizione.
Fai scorrere l'ogiva in avanti in modo che sia posizionata sopra la parte superiore del muso dell'animale. Far scorrere le barre auricolari attraverso i fori su entrambi i lati del letto per risonanza magnetica e sollevare la testa dell'animale fino a quando entrambe le barre auricolari non possono entrare nei condotti uditivi del topo. Assicurati che l'animale sia in una posizione comoda.
Quindi, utilizzando un cacciavite a testa piatta, fissare le viti compatibili con la risonanza magnetica per bloccare entrambe le barre auricolari, il cono nasale e la barra del morso. Mentre l'animale è in attesa, posiziona il lettino per la risonanza magnetica su un termoforo caldo per mantenere la temperatura corporea. Inserire il fantoccio nella posizione corrispondente del letto per risonanza magnetica, quindi posizionare il letto per risonanza magnetica nella base per risonanza magnetica nella fessura corrispondente.
Posizionare la base per risonanza magnetica nella posizione corrispondente nella risonanza magnetica. Fai una risonanza magnetica del fantoccio. Rimuovere la base dal foro del magnete, ma tenerla sullo scanner.
Rimuovere il letto MRI contenente il fantoccio dalla culla, quindi posizionare il letto con il fantoccio sul sistema MRGFUS facendo scorrere il piolo sul fondo nella fessura corretta. Inserire la punta di registrazione nelle fessure magnetiche sul braccio del trasduttore in modo che sia rivolta verso il basso verso il fantoccio. Sul software, scegliere la ricerca guidata della messa a fuoco, quindi selezionare la modalità jog attivata per iniziare la ricerca guidata della messa a fuoco.
Dopo aver attivato la modalità jog, utilizzare i tasti sinistra, destra, su, giù, pagina su e pagina giù per spostarsi manualmente intorno al braccio del trasduttore rispettivamente nelle direzioni sinistra, destra, avanti, indietro, su e giù. Regolate manualmente il puntatore in tutte e tre le dimensioni fino a quando la punta del puntatore non tocca il centro del motivo a croce che si trova sulla parte superiore del fantoccio. Le fette fantasma assiali popoleranno quindi lo schermo sul lato destro.
Scorrere queste sezioni tramite la barra di scorrimento del mouse del computer. Regolare la luminosità tenendo premuta l'immagine, quindi spostando il mouse del computer verso l'alto o verso il basso. Fai clic al centro del fantasma e apparirà un cerchio rosso.
Fare clic e trascinare sul cerchio fino a quando non ha lo stesso diametro e si allinea con la circonferenza del fantoccio. Salvare le coordinate della posizione iniziale facendo clic su imposta LR, AP e SI. Fare clic su modalità jog disattivata. Rimuovere la punta di registrazione dal braccio del trasduttore, quindi selezionare Esci dalla ricerca della messa a fuoco.
Confermare la posizione iniziale per completare la sequenza di inizializzazione. Prendere il letto per risonanza magnetica contenente l'animale fissato stereotassicamente e posizionarlo nella culla per risonanza magnetica precedentemente collegata allo scanner per risonanza magnetica. Collegare i tubi di ingresso e di uscita per anestesia ai tubi corrispondenti nella macchina per la risonanza magnetica.
far scorrere la culla per risonanza magnetica contenente l'animale nel foro per risonanza magnetica, assicurandosi di mantenere la stessa posizione in cui è stato posizionato il fantoccio. Eseguire un localizzatore per vedere la posizione del cervello animale e quindi una risonanza magnetica pesata in T1 post-contrasto che copre l'intero cervello utilizzando le impostazioni MRI. Nel software, vai alla pagina principale di inizializzazione e fai clic sulla ricerca guidata della messa a fuoco.
Quindi fare clic sulla modalità jog attivata. Quindi posizionare una piccola quantità di gel per ultrasuoni centrifugato sulla testa dell'animale, in modo che il gel copra l'intero cuoio capelluto sopra il cranio. Quindi riempire l'80% del bagnomaria con acqua deionizzata e degassata e posizionare il bagnomaria sulle colonne corrispondenti sulla piattaforma.
Abbassare il bagnomaria fino a quando la membrana inferiore tocca il gel per ultrasuoni sulla testa dell'animale, formando una superficie di accoppiamento tra l'acqua e il gel. Immergere il trasduttore a ultrasuoni nel bagnomaria, assicurandosi che non si formino bolle d'aria sulla superficie del trasduttore. Dopo aver abbassato il braccio del trasduttore, allineare le fessure magnetiche l'una con l'altra mentre la superficie del trasduttore rimane sommersa.
Per la modalità burst, vai alla scheda delle impostazioni di sonicazione e inserisci il tempo di sonicazione. Fare clic sull'icona del bersaglio in alto al centro della pagina e selezionare le posizioni corrette sulla sezione MRI corretta in cui deve essere puntata la regione focale FUS. Facendo clic sul punto focale verranno evidenziate le coordinate e la regione focale corrispondente sull'immagine diventerà blu.
L'ultima colonna della tabella mostra il livello di potenza da sonicare in ogni punto focale. Una volta soddisfatte di tutte le regioni focali, selezionare Test del movimento. Una volta pronti, selezionare avvia sonicazione per avviare il protocollo di sonicazione, spostando il trasduttore e applicando i parametri FUS a ciascuna regione focale selezionata.
Il tasso di crescita dei tumori dal pretrattamento alle 24 ore successive al trattamento SDT è stato calcolato sulla base della luminescenza misurata. I risultati mostrano che gli animali trattati hanno mostrato una riduzione della crescita tumorale rispetto ai controlli. Inoltre, l'imaging RM con mezzo di contrasto ha mostrato che l'intensità media in scala di grigi dell'agente di contrasto nei tumori è aumentata nel gruppo di controllo a una magnitudine maggiore rispetto ai gruppi trattati, indicando che una quantità minore di mezzo di contrasto è entrata nei tumori dopo il trattamento.
Mentre abbiamo sviluppato il protocollo riportato per il trattamento dei tumori cerebrali del glioblastoma, non vediamo l'ora di sapere come altri colleghi e ricercatori ottimizzeranno i propri parametri per la loro particolare ricerca. La buona notizia è che la terapia sonodinamica è attualmente in fase di sperimentazione clinica sull'uomo e non vediamo l'ora di conoscere le sue promesse per i nostri pazienti. Per ottenere la massima efficienza, è necessaria l'ottimizzazione preclinica di questa terapia riportata in modelli animali per studiare il set e il setting, tra cui un'intera varietà di sonosensibilizzanti e terapie combinate.
