الهدف من البروتوكول هو توفير طريقة لإنتاج الآفات العصبية غير الغازية في الدماغ. تستخدم الطريقة الموجات فوق الصوتية المركزة (MRgFUS) لفتح حاجز الدم في الدماغ بطريقة عابرة ومركزية ، من أجل توصيل سم عصبي متداول إلى بارينتشيما الدماغ.
يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية
مقالة منهجية
* These authors contributed equally
الهدف من البروتوكول هو توفير طريقة لإنتاج الآفات العصبية غير الغازية في الدماغ. تستخدم الطريقة الموجات فوق الصوتية المركزة (MRgFUS) لفتح حاجز الدم في الدماغ بطريقة عابرة ومركزية ، من أجل توصيل سم عصبي متداول إلى بارينتشيما الدماغ.
يمكن أن يكون التدخل الجراحي فعالاً جداً في علاج أنواع معينة من الأمراض العصبية المستعصية طبياً. هذا النهج مفيد بشكل خاص للاضطرابات التي تلعب فيها الدوائر العصبية القابلة للتحديد دورًا رئيسيًا ، مثل الصرع واضطرابات الحركة. الطرائق الجراحية المتاحة حاليا، على الرغم من فعاليتها، تنطوي عموما على إجراء جراحي الغازية، والتي يمكن أن تؤدي إلى إصابات جراحية للأنسجة غير المستهدفة. وبالتالي، سيكون من المفيد توسيع نطاق النهج الجراحية لتشمل تقنية غير الغازية والأعصاب على حد سواء.
هنا، يتم تقديم طريقة لإنتاج البؤري، آفات الخلايا العصبية في الدماغ بطريقة غير الغازية. يستخدم هذا النهج الموجات فوق الصوتية منخفضة الكثافة التركيز جنبا إلى جنب مع microbubbles عن طريق الوريد لفتح عابرة ومركزيا حاجز الدم الدماغ (BBB). ثم يتم استغلال فترة فتح BBB العابرة لتسليم سم عصبي مُدار بشكل منهجي إلى منطقة مستهدفة في الدماغ. حمض الكينولينيك العصبي (QA) هو عادة BBB-impermeable، ويتم التسامح بشكل جيد عندما تدار داخل الصفاق أو عن طريق الوريد. ومع ذلك، عندما تحصل على ضمان الجودة الوصول المباشر إلى أنسجة الدماغ، فهي سامة للخلايا العصبية. وقد استخدمت هذه الطريقة في الفئران والجرذان لاستهداف مناطق محددة في الدماغ. مباشرة بعد MRgFUS، يتم تأكيد نجاح فتح BBB باستخدام التصوير المرجح T1 المحسنة على النقيض. بعد الإجراء، والتصوير T2 يظهر إصابة تقتصر على المنطقة المستهدفة من الدماغ وفقدان الخلايا العصبية في المنطقة المستهدفة يمكن تأكيد بعد الوفاة باستخدام تقنيات النسيج. وتجدر الإشارة إلى أن الحيوانات التي يتم حقنها بالملوحة المالحة بدلاً من QA تثبت افتتاح BBB ، ولكن لا تظهر نقطة الإصابة أو فقدان الخلايا العصبية. هذه الطريقة، التي يطلق عليها دقيقة Intracerebral الجراحة الموجهة غير الغازية (PING) يمكن أن توفر نهجا غير الغازية لعلاج الاضطرابات العصبية المرتبطة بالاضطرابات في الدوائر العصبية.
والغرض من هذه الطريقة هو توفير وسيلة لإنتاج الآفات العصبية غير الغازية في منطقة مستهدفة من الدماغ. والأساس المنطقي لتطوير مثل هذا النهج هو فصل الدوائر العصبية التي تسهم في الاضطرابات العصبية. على سبيل المثال، يمكن أن تكون الجراحة فعالة جدا في علاج بعض الاضطرابات العصبية المستعصية طبيا، مثل الصرع المقاوم للأدوية (DRE)1. ومع ذلك، كل من الطرائق الجراحية المتاحة تمتلك حدودا من حيث إنتاج أضرار جانبية غير مرغوب فيها للدماغ. يمكن أن تكون الجراحة التقليدية التي تُعاد الجراحة شديدة التوغل مع خطر النزيف والعدوى والجلطات الدموية والسكتة الدماغية والنوبات وتورم الدماغ وتلف الأعصاب2. وتشمل بدائل الجراحة التي هي طفيفة التوغل أو غير الغازية العلاج الحراري بالليزر الخلالي والجراحة الإشعاعية، والتي أثبتت أيضا أن تكون فعالة في قمع المضبوطات في DRE. في الآونة الأخيرة ، أظهرت الآفات الحرارية التي تنتجها الموجات فوق الصوتية عالية الكثافة (HIFU) وعدًا في الحد من النوبات. HIFU غير الغازية; ومع ذلك، يقتصر إطار العلاج في الوقت الراهن على مناطق أكثر مركزية من الدماغ بسبب خطر الإصابة الحرارية في الأنسجة غير المستهدفة الموجودة في محيط الجمجمة. على الرغم من هذه القيود، فوائد الجراحة غالبا ما تفوق المخاطر المحتملة. على سبيل المثال، على الرغم من أن الجراحة لDDE يمكن أن تنتج تلف الدماغ الجانبية، وآثارها المفيدة في قمع المضبوطات وتحسين نوعية الحياة عادة ما تسود على المخاطر الجراحية.
تم تطوير الطريقة الموصوفة هنا ، الجراحة الموجهة غير الغازية الدقيقة (PING) ، لغرض فصل الدوائر العصبية ، مع الحد من تلف الدماغ الجانبي. تستخدم هذه الطريقة الموجات فوق الصوتية منخفضة الكثافة تركز جنبا إلى جنب مع الحقن الوريدي من microbubbles لفتح BBB، من أجل تقديم سم عصبي. هذا النهج لا تنتج الآفات الحرارية للدماغ3,4,5,6,7, ويمكن استغلال فترة فتح BBB لتقديم مركبات BBB-impermeable إلى parenchyma الدماغ. افتتاح BBB عابر، ويمكن أن تنتج بطريقة مستهدفة باستخدام توجيه التصوير بالرنين المغناطيسي. في دراساتنا، وقد استخدمت فترة افتتاح BBB لتقديم neurotoxin تعميمها إلى منطقة مستهدفة من الدماغ parenchyma في الفئرانوالجرذان 8،9. حمض الكينولينيك هو سم عصبي جيد التحمل عندما تدار عن طريق الوريد10، intraarterially10، أو intraperitoneally8،9،11. ويرجع عدم وجود سمية QA إلى ضعف نفاذية BBB، والتي أفادت التقارير بأنها لا تذكر10. في المقابل، الحقن المباشر من QA في الدماغ parenchyma تنتج الآفات العصبية التي تجنب محاور المحاور المجاورة12،13. وهكذا، عندما تعميم ضمان الجودة مكاسب الوصول إلى parenchyma الدماغ في المنطقة المستهدفة من افتتاح BBB، يتم إنتاج الموت العصبي8،9. الطريقة الحالية تنتج بالتالي فقدان الخلايا العصبية التركيز بطريقة محددة الهدف وغير الغازية.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
وقد وافقت على جميع الأساليب المذكورة هنا من قبل جامعة فرجينيا لجنة رعاية الحيوانات واستخدامها.
1- إعداد الكواشف
2- إعداد الحيوانات
3. التصوير بالرنين المغناطيسي و PING الإجراءات
4. تحليل ما بعد الوفاة من فقدان الخلايا العصبية
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
يصف هذا القسم تأثير PING على الخلايا العصبية الموجودة في خلل التنسج النيوcortical. خلل التنسج الأنسجة هي سمة مشتركة في أدمغة المرضى الذين يعانون من الصرع المقاوم للأدوية ، والإزالة الجراحية للخلل العضلي التشنجي يمكن أن توفر مراقبة ممتازة للنوبات15. ولذلك فإن تحديد تأثير PING على أنسجة الدماغ العسرة هو أولوية مهمة. تم اختيار نموذج الفئران من خلل التنسج القشري الوراثي ، الجرذ tish ، لدراسة هذه المسألة لأن الدماغ tish يعرض الأنسجة dysplastic (الفرقة تحت القشرية heterotopia) تقع تحت القشرة الجديدة وضع...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
تم تصميم طريقة PING لإنتاج آفات الخلايا العصبية غير الغازية المستهدفة. هذه الطريقة مستمدة من أساس قوي ومتزايد من البحوث في مجال تركيز الموجات فوق الصوتية3،4،5،6،7. وقد خلقت القدرة على توفير الوصول البؤري إلى مناطق محددة من parenchyma الدماغ عن طريق افتتاح عابر من BBB وسيلة لتقديم مجموعة واسعة من العوامل التي عادة لا يمكن الوصول إلى الدماغ. ويجري إلى حد كبير هذ...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
ليس لدى أصحاب البلاغ ما يكشفون عنه.
الكتاب الاعتراف رينيه جاك روي لدعمه الفني الممتاز في مجال التصوير بالرنين المغناطيسي. وقد دعم هذا العمل من قبل المعاهد الوطنية للصحة (R01 NS102194 إلى KSL و R01 CA217953-01 إلى MW)، وصندوق تشيستر (KSL)، ومؤسسة الموجات فوق الصوتية المركزة (KSL وJW).
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| 7T-ClinScan نظام التصوير بالرنين المغناطيسي | Bruker Biospin ، Ettinglen ، ألمانيا | MR الحصول على الصور | |
| جل صوتي | Litho CLEAR | 11-601 | جل ناقل الحركة عالي اللزوجة |
| DPX تصاعد علوم | المجهر الإلكتروني | 13512 | غطاء قائم على الراتنج زجاج مثبت |
| Fluoro-Jade B | EDM Millipore | AG310 | وصمة عار عالية التقارب ل الخلايا العصبية المتدهورة |
| فلوفاك مخدر الممتز | هارفارد | جهاز هارفارد 34-0388 | التخدير العضوي زبال |
| نظام FUS | الموجه بالصور ، بيساك ، فرنسا | LabFUS | MR متوافق مع نظام الموجات فوق الصوتية المركزة للحيوانات الصغيرة |
| Gadodiamide | GE Healthcare AS ، أوسلو ، النرويج | Omniscan | MR عامل التباين |
| Heparin | SAGENT NDC2502140010 | مضاد للتخثر | |
| إبرة تحت الجلد 30 جم × 1/2 | Becton-Dickinson | 26027 | قسطرة الوريد الذيل |
| حقنة الأنسولين 28G1 / 2 (1 مل) | EXEL | 26027 | إعطاء الحقن لقسطرة الوريد الذيل |
| رذاذ الأيزفلوران رذاذ | جراحي | VCT302 | إدارة التخدير |
| الأيزوفلوران هنري | شاين | NDC1169567762 | التخدير |
| KMnO4< / sub> | Sigma | الملطخة بالفلورو اليشم B | |
| المنتجة داخليا: A. Klibanov | 305106 | عامل تعطيل حاجز الدم في الدماغ | |
| الفقاعات الدقيقة (مصدر تجاري) | التصوير الطبي Lantheus ، North Billerica ، MA | Definity microbubbles | مانع الحاجز |
| لتعطيل عامل المراقبة & نظام البوابات | أدوات الصغيرة | نموذج 1030 | مراقبة التنفس |
| Multisizer 3 كولتر عداد | Beckman-Coulter ، Hialeah ، FL | Multisizer 3 | يستخدم لتحديد متوسط حجم Microbubbles |
| Optixcare EYE LUBE | CLC MEDICA ، أونتاريو ، كندا | 11611 | القرنية واقية من تشحيم |
| العين PE10 أنبوب | Becton-Dickinson | 427401 | قسطرة الوريد الذيل مكون |
| حمض الكينولينيك | سانتا كروز للتكنولوجيا الحيوية ، دالاس ، تكساس | CAS 89-00-9 | السموم العصبية |
| Sprague-Dawley Rats | Taconic Biosciences | SD-M | Rat Model |
| Raze مضخة حقنة | Carnegie Medicin | CMA 100 | تسليم متحكم فيه من برنامج الدليل الحراري لحمض الكينولينيك |
| العلاج الموجه بالصور ، Pessac ، فرنسا | نظام | FUS المختبر Thermoguide Drives | |
| Tish Rats | مستعمرة | Rat Model | |
| Veet كريم مزيل الشعر | Reckitt Benckiser | إزالة شعر فروة الرأس |
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.