Name: magnetic resonance-guided high intensity focused ultrasound generated hyperthermia: a feasible treatment method in a murine rhabdomyosarcoma model
Uploaded: 2023-01-13T14:10:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Magnetic Resonance-Guided High Intensity Focused Ultrasound Generated Hyperthermia: A Feasible Treatment Method in a Murine Rhabdomyosarcoma Model at JoVE.com

このプロジェクトの資金源と、C17研究助成金、カナダ大学院奨学金、オンタリオ学生機会信託基金、ジェームズJ.ハモンド基金などの関係者に感謝したいと思います。

研究は、フェノゲノミクスセンター(TCP)および大学保健ネットワーク(UHN)動物リソースセンター(ARC)の動物研究施設の監督獣医の下で、承認された動物使用プロトコルを備えた動物管理委員会に準拠して実施されました。動物が関与するMRgHIFUを除くすべての手順は、動物の外気への曝露または感受性感染を最小限に抑えるために、生物学的安全キャビネット(BSC)で行われました。
<p class="jove...

<ol>
	<li>Skapek, S. X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rhabdomyosarcoma.">Rhabdomyosarcoma.</a> Nature Reviews Disease Primers. 5 (1), (2019).</li><li>Ferrari, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Impact+of+rhabdomyosarcoma+treatment+modalities+by+age+in+a+population-based+setting.">Impact of rhabdomyosarcoma treatment modalities by age in a population-based setting.</a> Journal of Adolescent and Young Adult Oncology. 10 (3), 309-315 (2021).</li><li>. Pediatric rhabdomyosarcoma surgery: Background, anatomy, pathophysiology Available from: <a target="_blank" href="https://emedicine.medscape.com/article/939156-overview#a2">https://emedicine.medscape.com/article/939156-overview#a2</a> (2019)</li><li>Ognjanovic, S., Linabery, A. M., Charbonneau, B., Ross, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Trends+in+childhood+rhabdomyosarcoma+incidence+and+survival+in+the+United+States,+1975-2005.">Trends in childhood rhabdomyosarcoma incidence and survival in the United States, 1975-2005.</a> Cancer. 115 (18), 4218-4226 (2009).</li><li>Mulrooney, D. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cardiac+outcomes+in+a+cohort+of+adult+survivors+of+childhood+and+adolescent+cancer:+retrospective+analysis+of+the+Childhood+Cancer+Survivor+Study+cohort.">Cardiac outcomes in a cohort of adult survivors of childhood and adolescent cancer: retrospective analysis of the Childhood Cancer Survivor Study cohort.</a> BMJ. 339, (2009).</li><li>Lipshultz, S. E., Cochran, T. R., Franco, V. I., Miller, T. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Treatment-related+cardiotoxicity+in+survivors+of+childhood+cancer.">Treatment-related cardiotoxicity in survivors of childhood cancer.</a> Nature Reviews Clinical Oncology. 10 (12), 697-710 (2013).</li><li>Winter, S., Fasola, S., Brisse, H., Mosseri, V., Orbach, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Relapse+after+localized+rhabdomyosarcoma:+Evaluation+of+the+efficacy+of+second-line+chemotherapy.">Relapse after localized rhabdomyosarcoma: Evaluation of the efficacy of second-line chemotherapy.</a> Pediatric Blood &amp; Cancer. 62 (11), 1935-1941 (2015).</li><li>Wood, B. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Phase+I+study+of+heat-deployed+liposomal+doxorubicin+during+radiofrequency+ablation+for+hepatic+malignancies.">Phase I study of heat-deployed liposomal doxorubicin during radiofrequency ablation for hepatic malignancies.</a> Journal of Vascular and Interventional Radiology. 23 (2), 248-255 (2012).</li><li>Bulbake, U., Doppalapudi, S., Kommineni, N., Khan, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Liposomal+formulations+in+clinical+use:+an+updated+review.">Liposomal formulations in clinical use: an updated review.</a> Pharmaceutics. 9 (2), 12 (2017).</li><li>Zagar, T. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Two+phase+I+dose-escalation/pharmacokinetics+studies+of+low+temperature+liposomal+doxorubicin+(LTLD)+and+mild+local+hyperthermia+in+heavily+pretreated+patients+with+local+regionally+recurrent+breast+cancer.">Two phase I dose-escalation/pharmacokinetics studies of low temperature liposomal doxorubicin (LTLD) and mild local hyperthermia in heavily pretreated patients with local regionally recurrent breast cancer.</a> International Journal of Hyperthermia. 30 (5), 285-294 (2014).</li><li>. A phase I study of lyso-thermosensitive liposomal doxorubicin and MR-HIFU for pediatric refractory solid tumors Available from: <a target="_blank" href="https://clinicaltrials.gov/ct2/show/NCT02536183">https://clinicaltrials.gov/ct2/show/NCT02536183</a> (2019)</li><li>PanDox: targeted doxorubicin in pancreatic tumours (PanDox). University of Oxford Available from: <a target="_blank" href="https://clinicaltrials.gov/ct2/show/NCT04852367">https://clinicaltrials.gov/ct2/show/NCT04852367</a> (2021)</li><li>. Image-guided targeted doxorubicin delivery with hyperthermia to optimize loco-regional control in breast cancer (i-GO) Available from: <a target="_blank" href="https://clinicaltrials.gov/ct2/show/NCT03749850">https://clinicaltrials.gov/ct2/show/NCT03749850</a> (2018)</li><li>De Vita, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Lysyl+oxidase+engineered+lipid+nanovesicles+for+the+treatment+of+triple+negative+breast+cancer.">Lysyl oxidase engineered lipid nanovesicles for the treatment of triple negative breast cancer.</a> Scientific Reports. 11 (1), 5107 (2021).</li><li>Sapareto, S. A., Dewey, W. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Thermal+dose+determination+in+cancer+therapy.">Thermal dose determination in cancer therapy.</a> International Journal of Radiation Oncology, Biology, Physics. 10 (6), 787-800 (1984).</li><li>Kok, H. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Heating+technology+for+malignant+tumors:+a+review.">Heating technology for malignant tumors: a review.</a> International Journal of Hyperthermia. 37 (1), 711-741 (2020).</li><li>Kokuryo, D., Kumamoto, E., Kuroda, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Recent+technological+advancements+in+thermometry.">Recent technological advancements in thermometry.</a> Advanced Drug Delivery Reviews. 163, 19-39 (2020).</li><li>Bongiovanni, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=3-T+magnetic+resonance-guided+high-intensity+focused+ultrasound+(3+T-MR-HIFU)+for+the+treatment+of+pain+from+bone+metastases+of+solid+tumors.">3-T magnetic resonance-guided high-intensity focused ultrasound (3 T-MR-HIFU) for the treatment of pain from bone metastases of solid tumors.</a> Support Care Cancer. 30 (7), 5737-5745 (2022).</li><li>Seifert, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Regional+hyperthermia+combined+with+chemotherapy+in+paediatric,+adolescent+and+young+adult+patients:+current+and+future+perspectives.">Regional hyperthermia combined with chemotherapy in paediatric, adolescent and young adult patients: current and future perspectives.</a> Radiation Oncology. 11, 65 (2016).</li><li>Dewhirst, M. W., Lee, C. -. T., Ashcraft, K. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+future+of+biology+in+driving+the+field+of+hyperthermia.">The future of biology in driving the field of hyperthermia.</a> International Journal of Hyperthermia. 32 (1), 4-13 (2016).</li><li>Dewhirst, M. W., Vujaskovic, Z., Jones, E., Thrall, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Re-setting+the+biologic+rationale+for+thermal+therapy.">Re-setting the biologic rationale for thermal therapy.</a> International Journal of Hyperthermia. 21 (8), 779-790 (2005).</li><li>Repasky, E. A., Evans, S. S., Dewhirst, M. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Temperature+matters!+And+why+it+should+matter+to+tumor+immunologists.">Temperature matters! And why it should matter to tumor immunologists.</a> Cancer Immunology Research. 1 (4), 210-216 (2013).</li><li>Hijnen, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Thermal+combination+therapies+for+local+drug+delivery+by+magnetic+resonance-guided+high-intensity+focused+ultrasound.">Thermal combination therapies for local drug delivery by magnetic resonance-guided high-intensity focused ultrasound.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences. 114 (24), E4802-E4811 (2017).</li><li>Shultz, L. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Human+cancer+growth+and+therapy+in+immunodeficient+mouse+models.">Human cancer growth and therapy in immunodeficient mouse models.</a> Cold Spring Harbor Protocols. 2014 (7), 694-708 (2014).</li><li>De Vita, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Deciphering+the+genomic+landscape+and+pharmacological+profile+of+uncommon+entities+of+adult+rhabdomyosarcomas.">Deciphering the genomic landscape and pharmacological profile of uncommon entities of adult rhabdomyosarcomas.</a> International Journal of Molecular Sciences. 22 (21), 11564 (2021).</li><li>McKinnon, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Functional+screening+of+FGFR4-driven+tumorigenesis+identifies+PI3K/mTOR+inhibition+as+a+therapeutic+strategy+in+rhabdomyosarcoma.">Functional screening of FGFR4-driven tumorigenesis identifies PI3K/mTOR inhibition as a therapeutic strategy in rhabdomyosarcoma.</a> Oncogene. 37 (20), 2630-2644 (2018).</li><li>Zaporzan, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=MatMRI+and+MatHIFU:+software+toolboxes+for+real-time+monitoring+and+control+of+MR-guided+HIFU.">MatMRI and MatHIFU: software toolboxes for real-time monitoring and control of MR-guided HIFU.</a> Journal of Therapeutic Ultrasound. 1, (2013).</li><li>Dunne, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Heat-activated+drug+delivery+increases+tumor+accumulation+of+synergistic+chemotherapies.">Heat-activated drug delivery increases tumor accumulation of synergistic chemotherapies.</a> Journal of Controlled Release. 308, 197-208 (2019).</li><li>Zhao, Y. X., Hu, X. Y., Zhong, X., Shen, H., Yuan, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High-intensity+focused+ultrasound+treatment+as+an+alternative+regimen+for+myxofibrosarcoma.">High-intensity focused ultrasound treatment as an alternative regimen for myxofibrosarcoma.</a> Dermatologic Therapy. 34 (2), 14816 (2021).</li><li>Vanni, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Myxofibrosarcoma+landscape:+diagnostic+pitfalls,+clinical+management+and+future+perspectives.">Myxofibrosarcoma landscape: diagnostic pitfalls, clinical management and future perspectives.</a> Therapeutic Advances in Medical Oncology. 14, 17588359221093973 (2022).</li></ol>

本明細書で開発されたプロトコルは、軽度のHT治療のためにMRgHIFUを使用して後肢腫瘍を標的とし、 インビボ でリポソームから封入薬物を放出するために使用された。パイロット研究中にこのプロトコルでいくつかの重要なステップに遭遇し、これらの重要なステップを最適化することで、パイロット研究よりも治療の成功が向上しました。まず、超音波処理される領域の毛髪を完全?...

An erratum was issued for:&#160;<a href="https://www.jove.com/t/64544">Magnetic Resonance-Guided High Intensity Focused Ultrasound Generated Hyperthermia: A Feasible Treatment Method in a Murine Rhabdomyosarcoma Model </a>. The Authors section was updated from:
Claire Wunker1,2 
Karolina Piorkowska3 
Ben Keunen3 
Yael Babichev2 
Suzanne M. Wong3,4 
Maximilian Regenold5 
Michael Dunne5 
Julia Nomikos1,2 
Maryam Siddiqui6 
Samuel Pichardo6 
Warren Foltz7 
Adam C. Waspe3,8 
Justin T. Gerstle3,9 
Rebecca A. Gladdy1,2,10 
1 Institute of Medical Science, University of Toronto 
2 2Lunenfeld-Tanenbaum Research Institute, Mount Sinai Hospital 
3 The Wilfred and Joyce Posluns Centre for Image-Guided Innovation and Therapeutic Intervention, The Hospital for Sick Children 
4 Institute of Biomedical Engineering, University of Toronto 
5 Leslie Dan Faculty of Pharmacy, University of Toronto 
6 Departments of Radiology and Clinical Neurosciences, University of Calgary 
7 Department of Radiation Oncology, University of Toronto 
8 Department of Medical Imaging, University of Toronto 
9 Department of Pediatric Surgery, University of Toronto 
10 Department of Surgery, University of Toronto
to:
Claire Wunker1,2 
Karolina Piorkowska3 
Ben Keunen3 
Yael Babichev2 
Suzanne M. Wong3,4 
Maximilian Regenold5 
Michael Dunne5 
Julia Nomikos1,2 
Maryam Siddiqui6 
Samuel Pichardo6 
Warren Foltz7 
Adam C. Waspe3,8 
Justin T. Gerstle3,9 
James M. Drake1,3,4,10 
Rebecca A. Gladdy1,2,10 
1 Institute of Medical Science, University of Toronto 
2 Lunenfeld-Tanenbaum Research Institute, Mount Sinai Hospital 
3 The Wilfred and Joyce Posluns Centre for Image-Guided Innovation and Therapeutic Intervention, The Hospital for Sick Children 
4 Institute of Biomedical Engineering, University of Toronto 
5 Leslie Dan Faculty of Pharmacy, University of Toronto 
6 Departments of Radiology and Clinical Neurosciences, University of Calgary 
7 Department of Radiation Oncology, University of Toronto 
8 Department of Medical Imaging, University of Toronto 
9 Department of Pediatric Surgery, University of Toronto 
10 Department of Surgery, University of Toronto

An erratum was issued for:&#160;<a href="https://www.jove.com/t/64544">Magnetic Resonance-Guided High Intensity Focused Ultrasound Generated Hyperthermia: A Feasible Treatment Method in a Murine Rhabdomyosarcoma Model
</a>. The Authors section was updated.

Erratum: Magnetic Resonance-Guided High Intensity Focused Ultrasound Generated Hyperthermia: A Feasible Treatment Method in a Murine Rhabdomyosarcoma Model

横紋筋肉腫(RMS)は、小児および若年成人に最も一般的に発生する骨格筋腫瘍です1。限局性疾患は、化学療法、電離放射線、手術などの複合的な治療で治療されることがよくあります。多剤化学療法レジメンの使用は、小児患者でより一般的であり、成人の患者と比較して転帰が改善されています2。しかし、進行中の研究努力にもかかわらず、5年生存率は、最も攻撃的な形態の疾患で約30%のままです3,4。化学療法の標準治療は、ビンクリスチン、シクロホスファミド、およびアクチノマイシンDを含む多剤レジメンです。再発または再発性疾患の場合、標準的な(遊離)ドキソルビシン(FD)およびイホスファミド1を含む代替化学療法が使用されます。これらの化学療法はすべて全身毒性を持っていますが、ドキソルビシンの心毒性は生涯にわたる用量制限を課します5-7。腫瘍に送達される薬物の量を増加させ、全身毒性を最小化するために、リポソームカプセル化を含む代替製剤が開発されている。これらは、乳がんおよび肝細胞がんの治療に承認されている非熱感受性ドキソルビシン、または臨床試験が進行中の熱感受性ドキソルビシンである可能性があります8,9,10,11,12,13。多胞リポソームおよびリガンド標的リポソームなどのリポソーム封入薬物を送達するための代替方法が評価されており、腫瘍の治療に有望である9。この研究では、熱の追加は、薬物放出を含む多因子の影響をもたらします14。磁気共鳴ガイド下高強度集束超音波(MRgHIFU)と熱感受性リポソームドキソルビシン(TLD)で生成された温熱療法(HT)の組み合わせは、用量制限毒性を最小限に抑え、腫瘍に対する免疫応答を潜在的に増加させながら、RMSを治療するためにこの毒性でありながら効果的な薬物を使用するための新しいマルチモーダル治療アプローチです。
ドキソルビシンは、>39°Cの温度でTLDから急速に放出され、人体の平均体温である37°Cをはるかに上回っていますが、組織の損傷やアブレーションを引き起こすほど高くはありません。これは43°Cで起こり始めますが、温度が60°Cに近づくにつれてより急速に起こります15。レーザー、マイクロ波、高周波アブレーション、集束超音波など、さまざまな方法が生体内でHTを生成するために使用されており、その多くは侵襲的な加熱方法です16。MRgHIFUは、非侵襲的で非イオン化加熱法であり、標的組織内の正確な温度設定を容易にします。磁気共鳴(MR)イメージングは、コンピュータソフトウェアを使用して、治療中の組織の温度測定測定値を計算できるリアルタイムイメージングを提供します。続いて、このデータを使用して、超音波治療をリアルタイムで制御し、所望の温度設定点17に到達および維持することができる。MRgHIFUはさまざまな組織タイプでテストされており、軽度のHTからアブレーションまで、幅広い温度治療に使用できるだけでなく、臨床的には痛みを伴う骨転移の治療に成功しています18。さらに、HTは腫瘍細胞毒性を引き起こし、タンパク質発現を調節し、腫瘍微小環境における免疫応答を変化させることが示されています19,20,21,22。ある研究では、相乗的なR1ラットモデル23で軽度のHTとTLDを組み合わせ、続いてMRgHIFUでアブレーションを行い、腫瘍コアの壊死と末梢への薬物送達をもたらしました。伝統的に、放射線療法は、腫瘍細胞に損傷を与え、局所疾患の再発を減らすための補助療法として使用されてきました。ただし、その使用は、生涯投与とオフターゲット損傷によって制限されます1。したがって、HTは、同じ毒性または制限なしに同じ効果のいくつかを引き起こすことができるという点で独特である。
RMSの前臨床動物モデルには、免疫不全宿主における同系免疫適格モデルおよび患者由来異種移植片(PDX)が含まれます。免疫不全モデルはヒト腫瘍の成長を可能にするが、適切な腫瘍微小環境を欠いており、免疫応答を研究する能力が制限されている24。FGFR4活性化変異は、予後不良の有望なマーカーであり、成人および小児RMS1,25における潜在的な治療標的です。Gladdy研究室で開発された同系RMSモデルでは、腫瘍は免疫適格宿主で増殖することができ、腫瘍に対する自然免疫応答および適応免疫応答を発達させる26。HTは免疫応答に影響を与えるため、マウス免疫応答の変化を観察することは、この腫瘍モデルの貴重な利点です。FDと比較したTLDに対する腫瘍応答、および化学療法とHTの両方に対する腫瘍の免疫応答の変化の両方をテストするために、この研究の焦点であるMRgHIFUおよびTLDを使用してin vivoで同系マウスRMS腫瘍を治療するためのプロトコルが開発され、採用されました。

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>1.5mL Eppendorf tubes</td>
			<td>Eppendorf</td>
			<td>22363204</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1kb plus DNA Ladder</td>
			<td>Froggabio</td>
			<td>DM015-R500</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2x HS-Red Taq (PCR mix)</td>
			<td>Wisent</td>
			<td>801-200-MM</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>7 Tesla MRI BioSpec</td>
			<td>Bruker</td>
			<td>T184931</td>
			<td>70/30 BioSpec, Bruker, Ettlingen, Germany</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>C1000 Thermal cycler</td>
			<td>Biorad</td>
			<td>1851148</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Clippers</td>
			<td>Whal Peanut</td>
			<td>8655</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Compressed ultrasound gel</td>
			<td>Aquaflex</td>
			<td>HF54-004</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Convection heating device</td>
			<td>3M Bair Hugger</td>
			<td>70200791401</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Depiliatory cream</td>
			<td>Nair</td>
			<td>61700222611</td>
			<td>Shopper&#39;s Drug Mart</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DMEM</td>
			<td>Wisent</td>
			<td>219-065-LK</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DNeasy extraction kit</td>
			<td>Qiagen&#160;</td>
			<td>69504</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DPBS</td>
			<td>Wisent</td>
			<td>311-420-CL</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Drug injection system</td>
			<td>Harvard Apparatus</td>
			<td>PY2 70-2131</td>
			<td>PHD 22/2200 MRI compatible Syringe Pump</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Eye lubricant</td>
			<td>Optixcare</td>
			<td>50-218-8442</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>F10 Media</td>
			<td>Wisent</td>
			<td>318-050-CL</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>FBS</td>
			<td>Wisent</td>
			<td>081-105</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Froggarose</td>
			<td>FroggaBio</td>
			<td>A87</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Gel Molecular Imager</td>
			<td>BioRad</td>
			<td>GelDocXR</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glutamax</td>
			<td>Wisent</td>
			<td>609-065-EL</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Heat Lamp</td>
			<td>Morganville Scientific</td>
			<td>HL0100&#160;</td>
			<td>Similar to this product</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Intravascular Polyethylene tubing (0.015&#34; ID x 0.043&#34; OD, 20G)</td>
			<td>SAI infusion</td>
			<td>PE-20-100</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Isoflurane</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>792632</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>M25FV24C Cell line</td>
			<td>Gladdy Lab</td>
			<td>N/A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microliter Syringe</td>
			<td>Hamilton</td>
			<td>01-01-7648</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Molecular Imager Gel Doc XR</td>
			<td>Biorad</td>
			<td>170-8170</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mouse holder</td>
			<td>The 3D printing material used was ABS-M30i, and it was printed on FDM Fortus 380mc machine&#160;</td>
			<td>N/A</td>
			<td>Dimensions: length = 43 mm, outer radius = 15 mm, inner width (where the mouse would sit) = 20.7 mm.&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MyRun Machine</td>
			<td>Cosmo Bio Co Ltd</td>
			<td>CBJ-IMR-001-EX</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nanodrop 8000 Spectrophotometer</td>
			<td>Thermo Scientific</td>
			<td>ND-8000-GL</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>p53 primers</td>
			<td>Eurofins</td>
			<td>N/A</td>
			<td>Custom Primers</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PCR tubes</td>
			<td>Diamed</td>
			<td>SSI3131-06</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Penicillin/Streptomycin</td>
			<td>Wisent</td>
			<td>450-200-EL</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Proteus software&#160;</td>
			<td>Pichardo lab</td>
			<td>N/A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Respiratory monitoring system</td>
			<td>SAII</td>
			<td>Model 1030</td>
			<td>MR-compatible monitoring and gating system for small animals</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Small Bore HIFU device, LabFUS</td>
			<td>Image Guided Therapy</td>
			<td>N/A</td>
			<td>LabFUS, Image Guided Therapy, Pessac, France Number of elements 8 
			frequency 2.5 MHz 
			diameter&#160; 25 mm 
			radius of curvature 20 mm 
			Focal spot size 0.6 mm x 0.6 mm x 2.0 mm 
			 
			Motor: axes 2 
			 
			Generator: 
			Number of channels 8 
			Maximum electrical power/channel Wel 4 
			Maximum electrical power Wel 32 
			Bandwidth 0.5 - 5 MHz 
			Control per channel: Freq., Phase and. amplitude 
			Measurements per channel: Vrms, Irms, cos(theta) 
			Duty Cycle at 100% power % 100% for 1 min. 
			 
			Transducer: 
			Number of elements 8 
			frequency&#160; 2.5 MHz 
			diameter 25 mm 
			radius of curvature 20 mm 
			Focal spot size&#160; 0.6 mm x 0.6 mm x 2.0 mm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SYBR Safe</td>
			<td>ThermoFisher Scientific</td>
			<td>S33102</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>TAE</td>
			<td>Wisent</td>
			<td>811-540-FL</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tail vein catheter (27G 0.5&#34; )</td>
			<td>Terumo Medical Corp</td>
			<td>15253</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Thermal probes</td>
			<td>Rugged Monitoring</td>
			<td>L201-08</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Trypan blue</td>
			<td>ThermoFisher Scientific</td>
			<td>15250061</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Trypsin</td>
			<td>Wisent</td>
			<td>325-052-EL</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ultrasound Gel</td>
			<td>Aquasonic</td>
			<td>PLI 01-08</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

magnetic resonance-guided high intensity focused ultrasound generated hyperthermia: a feasible treatment method in a murine rhabdomyosarcoma model

磁気共鳴ガイド下高強度集束超音波(MRgHIFU)は、局所温熱療法を生成するための確立された方法です。リアルタイムのイメージングと音響エネルギー変調により、このモダリティは定義された領域内で正確な温度制御を可能にします。温熱療法の生成など、この非侵襲的で非イオン化技術を使用して、熱感受性リポソームキャリアから薬物を放出するための多くの熱応用が検討されています。これらの薬物は、用量制限全身性副作用、すなわち心毒性のために標的放出が望まれるドキソルビシンなどの化学療法を含むことができる。ドキソルビシンは、さまざまな悪性腫瘍を治療するための主力であり、再発または再発横紋筋肉腫(RMS)で一般的に使用されます。RMSは、小児および若年成人において最も一般的な固形軟部組織頭蓋外腫瘍です。積極的なマルチモーダル療法にもかかわらず、RMSの生存率は過去30年間同じままです。この満たされていないニーズに対処するためのソリューションを探求するために、MRgHIFUを薬物放出の温熱療法の供給源として使用する免疫能の同系RMSマウスモデルにおける熱感受性リポソームドキソルビシン(TLD)の放出を評価するための実験プロトコルが開発されました。

MRgHIFUで生成された温熱療法プロトコルを使用すると、後肢の腫瘍は、治療期間中、一貫して所望の設定温度に加熱することができました(図4 は、代表的な治療法、10分または20分、n = 65を示しています)。治療が成功すると考えるには、ROIを治療全体を通して39°C以上に維持し、治療全体で<6°Cの変動があり、オフターゲット組織を加熱しない必要がありました。さらに、...

Watch this Scientific Journal Video about Magnetic Resonance-Guided High Intensity Focused Ultrasound Generated Hyperthermia: A Feasible Treatment Method in a Murine Rhabdomyosarcoma Model at JoVE.com

Magnetic Resonance-Guided High Intensity Focused Ultrasound Generated Hyperthermia: A Feasible Treatment Method in a Murine Rhabdomyosarcoma Model

ここに提示されるのは、横紋筋肉腫マウスモデルにおいて温度感受性リポソームからの薬物放出を引き起こすために、磁気共鳴ガイド下高強度集束超音波によって生成される制御された温熱療法を使用するプロトコルです。

磁気共鳴ガイド下高強度集束超音波生成温熱療法:マウス横紋筋肉腫モデルにおける実行可能な治療法

Magnetic resonance-guided high intensity focused ultrasound (MRgHIFU) is an established method for producing localized hyperthermia. Given the real-time ...

このプロトコルは、熱感受性薬と組み合わせた腫瘍標的温熱療法の新しい前臨床試験を可能にし、肉腫患者の生存率を改善し、全身毒性を軽減するために適用できます。この技術の主な利点は、化学療法の放出が加熱領域に限定され、健康な組織における薬物の全身放出を最小限に抑えながら、腫瘍内の薬物放出を最大化することです。私たちの方法は、肉腫を治療するために臨床的に翻訳することができます。また、私たちの研究は、限局性低体温がどのように免疫系を扇動し、標準的な化学療法と一緒に体が癌を標的にするのを助けることができるかを学んでいます。手順を実演するのは、スターイノベーションセンターの主任MRI物理学者であるウォーレンフォルツ博士、病気の子供のための病院の主任HIFU物理学者であるアダムワスペ博士、およびトロントの病気の子供のための病院のドレイクラボで応用科学の修士号を卒業したスザンヌウォンです。バリカンを使用して拘束されたマウスの後肢を剃り始め、70%エタノールで拭きます。マイクロリットルシリンジを使用して、10マイクロリットルの細胞懸濁液中の約10, 000個の細胞を吸引する。マウスの右後肢を伸ばし、26ゲージの針を備えたマイクロリットルシリンジを使用して、細胞懸濁液を大腿部の筋肉組織に安定した動きで注入します。針は、坐骨神経に当たらないように注意しながら、大腿骨と平行に膝に向かって挿入する必要があります。針を外し、マウスを2番目のケージに戻します。動物を毎日評価し、触診によって後肢の腫瘍の成長を監視します。MRIスキャナーを使用して麻酔をかけたマウスを画像化します。T2強調画像では、プレーンな寸法と腫瘍が現れる軸方向スライスの数に注意してください。超音波が入る大腿骨と大腿部の外側表面を基準とした腫瘍の位置に注意してください。小口径HIFUシステムを準備するには、発電機の電源を入れ、メンブレンをトランスデューサの上に置き、メンブレンがトランスデューサの下に膨張するまで十分な脱イオン水でトランスデューサを満たします。しかし、マウスを圧縮するほどしっかりしていません。トランスデューサ回路内の水を30分間脱気して、媒体から溶存酸素を除去します。マウスを麻酔してノーズコーンに移した後、角膜潤滑剤を目に塗布して、麻酔下でまばたき反射がないことによる損傷を防ぎます。マウスの右後肢を剃ります。右後肢全体を含む剃毛部分に脱毛クリームを塗ります。バイオセーフティキャビネット内でマウスをヒートランプの下に配置して、温度調節に役立てます。そして、塗布後1分で髪と脱毛クリームを取り除きます。マウスをMRIスレッドのMRI互換ノーズコーンに移動し、非腫瘍ベアリング側を下にしてマウスを置き、腫瘍をそりの3Dプリントされたマウスホルダー内に置きます。マウスの近くにヒートランプを置いて暖かく保ちます。必要に応じて、圧縮された超音波ゲルパッドセグメントに切断して、ホルダーの底部をマウスの下に置きます ホルダーの底部を厚さで裏打ちし、腫瘍をホルダーの上部まで水平にします。関与していない脚を腫瘍脚から離すか、マウスの下に置くか、腫瘍脚を曲げた状態で伸ばします。足が腫瘍と超音波ビーム経路の近距離場または遠方場にないことを確認してください。食道温度プローブを挿入するには、食道プローブをノーズコーンに通し、マウスの首を首筋にします。マウスの鼻を上に傾けて、頭を伸ばして口から胃までまっすぐに線を作ります。サーマルプローブを舌の上のマウスの食道に約0.5センチメートルスライドさせ、マウスの鼻の周りのノーズコーンを交換します。食道プローブとノーズコーンをそりの上部に固定します。次に、直腸温プローブを挿入し、テープで固定します。必要に応じて別のゲルパッドを挿入し、右後肢の周りに目の潤滑剤または超音波ジェルを塗布して隙間を埋めます。27ゲージのバタフライニードルテール静脈カテーテルを、40マイクロリットルのデッドスペースとテープを備えたマイクロチューブに取り付けられた外側尾静脈にしっかりと挿入します。超音波トランスデューサーの配置を妨げないように、接続ケーブルを使用して呼吸モニターをマウスの頭に向けて置き、テープで固定します。2人で準備したマウス、マウスそり、麻酔ライン、呼吸ライン、尾静脈カテーテル、サーマルプローブコードをMRIスキャナーに運び、MRIスレッドホルダーに入れます。全員がスクリーニングされ、強磁性であるか、システムの強い磁場内で損傷する可能性のあるMRスイートには何も持ち込まれません。HIFUソフトウェアオペレーターがトランスデューサーのメニスカスを腫瘍の真上に移動して最初の位置合わせを行った後、眼の潤滑剤または脱気された超音波ゲルを腫瘍の上の無毛皮膚に適用し、HIFUトランスデューサーを腫瘍領域に結合します。自動ポンプからのドラッグデリバリーラインを尾静脈カテーテルに接続し、尾静脈ラインと接続ラインのデッドスペースの量を計算します。MRIレール上のマウスHIFUスレッドをMRIの中央にスライドさせ、空気対流加温装置を最も暖かい設定に置きます。MRIボアの中央にあるマウスに向かって空気を吹き付けるチューブを向け、テープで固定します。加温装置は、超音波処理中のマウスの過熱を防ぐために、後で最低設定に回されます。軸方向と矢状の両方の調査MR画像を取得して、深さを含む超音波処理ターゲティングのための腫瘍の位置を決定します。HIFUソフトウェアを使用して、画像に測定された目的の移動距離を挿入し、移動する矢印方向をクリックして、それに応じてトランスデューサーの位置を調整します。また、ドリフトチューブの位置に注意してください。必要に応じて繰り返します。テストショット温度測定取得中に5秒間短い50ミリボルト連続テストショット超音波処理を行うことにより、角膜面内のトランスデューサの焦点の位置を決定します。MR調査画像をHIFUソフトウェア内の焦点の角面図に合わせます。骨の構造と直腸に対する腫瘍の位置の画像を確認し、必要に応じて探触子の位置を修正します。9回の繰り返し熱画像中にテストショット超音波処理を繰り返して、最小限のオフターゲット加熱で腫瘍体積に均一かつ正確な加熱があるかどうかを確認します。スライス位置、トランスデューサー位置、ステアリングの深さを調整し、必要に応じて繰り返しテストショットで加熱性能を確認します。HIFU処理監視ソフトウェアを使用して、移動する距離を測定し、プログラムでグリッド座標を変更することにより、最終的な加熱プロファイル内で温度測定監視の関心領域(ROI)を定義します。温度測定出力のドリフト補正のために、ドリフトチューブからの流体信号内にROIを設定します。この流体信号が腫瘍レベルで軸方向計画画像内で明確に定義されていない場合、ドリフトチューブ内の光ファイバー温度プローブからの直接出力がドリフト補正に使用されます。温度測定の直腸プローブ温度に基づいてベースライン温度を入力します。ソフトウェアで20分間の温熱療法仕様を開き、参照MR画像が収集され、温度測定が開始されたら超音波処理を開始します。内蔵の比例積分微分(PID)コントローラソフトウェアを使用して、熱画像中に20分間の治療を実行します。ROIの温度が所望の温度に温まってから1.5分後に、選択した薬物を注射する。直腸温度が治療中に急速に上昇し、摂氏40度を超える場合は、超音波処理を停止し、直腸温度を下げてから再開します。治療が完了したら、マウスをMRIボアから取り外し、尾静脈カテーテル挿入部位の止血を確保し、バイオセーフティキャビネットに移します。水を使用して後肢から超音波ゲルと潤滑剤を洗い流します。マウスをケージに移し、回復を監視します。ヒートランプをケージの一方の端に向け、回復中の温度調節を支援します。この温熱療法プロトコルを使用して、後肢の腫瘍は、治療期間中、一貫して所望の設定温度に加熱することができた。代表的な処理中に監視される温度をこの図に示します。ROIのすべてのボクセルの平均上位10パーセンタイル温度と上位90パーセンタイル温度がここに表示されます。各マウスのROI内の治療中の平均温度を、最適化フェーズ中に標準偏差でテストしました。全体の平均気温も表示されます。温熱療法の成功率も時間とともに改善されました。治療の成功は選択基準に依存していた。それは、全身温度、腫瘍温度、ROIによる変動であり、遠位加熱はありません。ここで、青い線は治療が成功したマウスの割合を表し、オレンジ色のバーは治療されたマウスの数を表す。各処理は、実験が行われた別々の日付を指します。さらなる研究に最適な低体温治療時間を決定するために、10分と20分の2つの治療期間をテストしました。高速液体クロマトグラフィーおよび質量分析(HPLC MS)を使用して、腫瘍中のドキソルビシンの量を評価し、試験期間間のドキソルビシン蓄積の差を定量化しました。結果は、通常のサーミアコントロールと比較した20分間の感温性リポソームドキソルビシンと温熱療法群における腫瘍中のドキソルビシンの量の間の有意性を実証する。遊離ドキソルビシン群の腫瘍に差は見られなかった。質量を準備して位置決めするときは、HIFUビームが遮られていないことが不可欠です。ビーム経路内のゲルまたは骨内の気泡は避けなければならない。組織や血液を採取し、さまざまな臓器の薬物動態や毒性レベルを分析し、治療に対する免疫系の即時反応と遅延反応を調べます。

Research

JoVE Journal

Cancer Research

Endobronchial Ultrasound-guided Intratumoral Injection of Cisplatin for the Treatment of Isolated Mediastinal Recurrence of Lung Cancer

肺癌の単離された縦隔再発の治療のためのシスプラチンの気管支内超音波ガイド下腫瘍内注射

Isolated hilar and mediastinal recurrence (IMHR) following external beam radiation therapy (EBRT) in patients with lung cancer is common. These patients ...

A Murine Orthotopic Bladder Tumor Model and Tumor Detection System

マウス同所性膀胱腫瘍モデルおよび腫瘍検出システム

This protocol describes the generation of bladder tumors in female C57BL/6J mice using the murine bladder cancer cell line MB49, which has been modified ...

A Mouse Model of Fatigue Induced by Peripheral Irradiation

周辺照射による疲労のマウスモデル

Cancer-related fatigue (CRF) is a distressing and costly condition that often affects patients receiving cancer treatments, including radiation therapy. ...

In Vivo EPR Assessment of pH, pO2, Redox Status, and Concentrations of Phosphate and Glutathione in the Tumor Microenvironment

In Vivo EPR Assessment of pH, pO2, Redox Status, and Concentrations of Phosphate and Glutathione in the Tumor Microenvironment

生体内でPH、 pO2、酸化還元状態とリン酸濃度および腫瘍微小環境におけるグルタチオンの EPR 評価

This protocol demonstrates the capability of low-field electron paramagnetic resonance (EPR)-based techniques in combination with functional paramagnetic ...

A Method to Define the Effects of Environmental Enrichment on Colon Microbiome Biodiversity in a Mouse Colon Tumor Model

マウスの大腸腫瘍モデルにおける結腸マイクロバイ生物多様性環境エンリッチメントの効果を定義する方法

Several recent studies have illustrated the beneficial effects of living in an enriched environment on improving human disease. In mice, environmental ...

High-sensitivity Detection of Micrometastases Generated by GFP Lentivirus-transduced Organoids Cultured from a Patient-derived Colon Tumor

GFP レンチ ウイルス導入オルガノイド培養患者由来大腸腫瘍によって生成される微小の高感度検出

Despite current advances in human colorectal cancer (CRC) treatment, few radical therapies are effective for the late stages of CRC. To overcome this ...

Evaluation of the Feasibility, Safety, and Accuracy of an Intraoperative High-intensity Focused Ultrasound Device for Treating Liver Metastases

肝転移の治療に超音波装置が可能性、安全性、術中の高輝度の精度の評価に焦点を当ててください。

Today, the only potentially curative option in patients with colorectal liver metastases is surgery. However, liver resection is feasible in less than 20% ...

Characterize Disease-related Mutants of RAF Family Kinases by Using a Set of Practical and Feasible Methods

実用的で実現可能な方法のセットを使用してRAFファミリーキナーゼの疾患関連変異体を特徴付けます

The rapidly accelerated fibrosarcoma (RAF) family kinases play a central role in cell biology and their dysfunction leads to cancers and developmental ...

Ultrasound-Guided Orthotopic Implantation of Murine Pancreatic Ductal Adenocarcinoma

マウス膵管腺癌の超音波誘導矯正着移植

The recent success of immune checkpoint blockade in melanoma and lung adenocarcinoma has galvanized the field of immuno-oncology as well as revealed the ...

Modeling Brain Metastases Through Intracranial Injection and Magnetic Resonance Imaging

頭蓋内注射と磁気共鳴画像による脳転移のモデル化

Metastatic spread of cancer is an unfortunate consequence of disease progression, aggressive cancer subtypes, and/or late diagnosis. Brain metastases are ...