خيارات علاجية وفعالة جديدة ضرورية للمرضى الذين يعانون من GBM. حدد هذا البروتوكول علاجا بوساطة FUS قبل السريرية ل GBM يخضع حاليا لفحص مكثف للترجمة السريرية. على الرغم من أن المعاملة الخاصة والتفاضلية لديها إمكانات مثيرة ، لا يزال هناك الكثير لفهمه وتحسينه في الإعداد قبل السريري.
أحد أهم مكونات هذا البروتوكول هو استخدام FUS الموجه بالرنين المغناطيسي لاستهداف الورم لتحقيق أقصى قدر من الفعالية. باستخدام فانتوم ، يمكن إنشاء مساحة إحداثيات 3D ، حيث يمكن تعيين إحداثيات لكل بكسل من شرائح التصوير بالرنين المغناطيسي المحورية. بعد ذلك ، يقوم إجراء بسيط لاختيار موقع الصوتنة على صورة MR بإعلام محول الطاقة بمكان التصويب. نظام FUS قبل السريري المستخدم متعدد الاستخدامات وقابل للتطبيق عند الحاجة إلى استهداف مواقع أمراض معينة مثل الورم ، بما في ذلك الأورام العميقة الجذور التي يصعب استهدافها دون تأكيد التصوير. باستخدام الجادولينيوم كعامل تباين ، هناك تصور واضح للورم ، مما يسمح للمستخدم باتخاذ قرارات مستنيرة عند اختيار الأهداف. الميزة التي تتمتع بها المعاملة الخاصة والتفاضلية على العديد من العلاجات الأخرى هي أنها علاج خاص بالورم. يجب أن تستهدف FUS منخفضة الكثافة أنسجة الورم فقط ، مع ترك حمة الدماغ السليمة دون أن تمسها نسبيا 3,8.
تسلط نتائج هذه التجربة الضوء على كيف يمكن أن تؤدي مزايا هذا البروتوكول إلى نتائج علاجية مماثلة للنتائج الأخرى في الأدبيات الخاصة والتفاضلية. يوضح الشكل 5 أنه في غضون أقل من 24 ساعة بعد يوم العلاج ، كان هناك تباطؤ في نمو الورم في المجموعة المعالجة. على الرغم من عدم أهمية استخدام حجم العينة الصغير هذا ، فقد ينتج عن الأهمية عدد أكبر من الحيوانات. يشبه هذا التأخير في نمو الورم ما تم عرضه في الورقة الرائدة حول هذا الموضوع من قبل Wu et al. (2019) ، والتي أظهرت تباطؤ نمو الورم بمرور الوقت في الحيوانات المعالجة ، بالإضافة إلى زيادة أوقات البقاء على قيد الحياة9.
تضمنت الاعتبارات التي تم إجراؤها عند تصميم هذا البروتوكول سلالة الحيوانات ونوع الورم واختيار عامل التحسس بالصوت. تم اختيار الفئران العارية Athymic لهذا البروتوكول لأسباب متعددة. أولا ، الماوس العاري أسهل في الصوتنة لأن قلة الشعر تمنع أي توهين. أيضا ، يسمح عدم وجود جهاز مناعي بزرع الطعوم الخارجية المشتقة من المريض (PDXs) بحيث يشبه نموذج الورم الحالة السريرية بشكل أوثق. الجانب السلبي لاستخدام نموذج athymic هو أنه لا يمكن توصيف الجهاز المناعي ، لذلك لن يتم قياس أي استجابة مناعية ناتجة عن المعاملة الخاصة والتفاضلية في هذه الدراسات10. خط الورم المختار هو خط PDX عدواني وسريع النمو. وقت العلاج مهم جدا لأنه يجب التحقق من إنشاء الورم ، ولكن يجب ألا يملأ عبء الورم نصف الكرة الأرضية. تتطلب خطوط الخلايا المختلفة أوقات حضانة مختلفة لتحقيق ورم بحجم مثالي للتجارب قبل السريرية. في هذا البروتوكول ، تم استخدام 5-ALA كمحسس للصوت بسبب امتصاصه التفضيلي في أورام GBM ، والذي تم تأكيده في المختبر لهذا الخط الخلوي في التجارب السابقة (بيانات غير منشورة). يمكن استبدال المحسسات الصوتية الأخرى واختبارها لتحديد المركب الأنسب للفعالية والسلامة. أخيرا ، بدأ العلاج بعد 3 ساعات من حقن 5-ALA ، حيث أظهرت الأدبيات السابقة أن هذا هو الوقت الأمثل مع جرعة الحقن5.
تم تحديد معلمات FUS المختارة في هذا البروتوكول (10 واط / سم2 لمدة دقيقتين عند 515 كيلو هرتز في كل موقع مستهدف) بناء على مراجعة الأدبيات السابقة والتجارب الأولية 4,9. تم اختيار شبكة من نقاط الصوتنة التي تغطي الورم بأكمله من أجل توليد تأثير ROS في جميع أنحاء الورم بأكمله. الكثافة المستخدمة هنا أعلى من المنشورات الأخرى ، ولكن في فترة زمنية قصيرة ، لا يتوقع أن يؤدي ذلك إلى أي آثار ضارة مرتبطة بدرجة الحرارة ، حيث تم استخدام شدة تصل إلى 25 واط / سم2 بنجاح في نموذج الماوس دون آثار جانبية كبيرة11. الأهم من ذلك ، لم يتم نشر أي مجموعة موحدة أو محسنة من معلمات FUS في الأدبيات. لذلك ، يمكن تعديل القيم المحددة التي تم الإبلاغ عنها هنا لتحديد المجموعة المثلى من المعلمات ، مما يؤدي إلى الحد الأقصى من أنسجة الورم مع الحفاظ على السلامة. بالإضافة إلى ذلك ، نظرا لأن خطوط الخلايا المختلفة لها مستويات متفاوتة من الأوعية الدموية ونقص الأكسجة ، فقد يحتاج هذا العلاج إلى تعديل. لقد أظهرنا انخفاضا عاما في نمو الورم (الشكل 5) في غضون 24 ساعة من العلاج بالمعاملة الخاصة والتفاضلية ، على الرغم من أن المعلمات تحتاج إلى تحسين واختبار المزيد من الحيوانات لتحديد التأثير الأقصى لهذا العلاج. لا تظهر فحوصات التصوير بالرنين المغناطيسي بعد العلاج أي ظهور للآفات الناتجة عن علاج FUS في الأنسجة السليمة ، مع تأثير موضعي على أنسجة الورم (الشكل 6). هناك أيضا فرصة للجمع بين المعاملة الخاصة والتفاضلية وتقنيات FUS الأخرى ، مثل اختراق الحاجز الدموي الدماغي بشكل عابر ، لتحقيق أقصى قدر من امتصاص 5-ALA في الورم12. يمكن استكمال هذا البروتوكول بشكل أكبر من خلال إجراء تقنيات الأنسجة المختلفة للتحقق من السلامة والفعالية على المستوى الهيكلي. يمكن إجراء صبغة الهيماتوكسيلين ويوزين (H&E) للتحقق من الأضرار الهيكلية أو الورم13 ، بينما يمكن إجراء صبغة نهاية deoxynucleotidyl transferase dUTP (TUNEL) للتحقق من موت الخلايا المبرمجالخلوي 14. بغض النظر ، يقدم هذا البروتوكول علاجا آمنا وخاصا بالورم حيث تكون التغييرات ملحوظة حتى بعد 24 ساعة من العلاج ، وهو ما يتضح من خلال مقارنة معدل نمو الأورام المعالجة بالمعاملة الخاصة والتفضيلية والأورام غير المعالجة ، وكذلك مقارنة شرائح الورم قبل وبعد الصوتنة.
مع أي بروتوكول ، هناك دائما عيوب أو قيود يجب وزنها. القيد الرئيسي للبروتوكول الحالي هو الوقت والنفقات. وفي الوقت نفسه ، تتمثل إحدى مزايا هذا البروتوكول في هدفه الآلي المركز. لإنجاز هذا الإجراء المركز ، يجب إجراء فحوصات التصوير بالرنين المغناطيسي لكل على حدة للتأكد من صحة استهداف الورم ، وهي عملية يمكن أن تستغرق وقتا طويلا ومكلفة. بالإضافة إلى ذلك ، اعتمادا على عدد النقاط البؤرية المطلوبة ، يمكن أن يكون مقدار الوقت اللازم لتنفيذ هذا البروتوكول ساعات حتى لعدد قليل من الحيوانات ، مما يؤدي إلى انخفاض أعداد التجارب. على الرغم من هذه العيوب ، يظل هذا البروتوكول غير الباضع المستهدف تفضيلا ممكنا عند مقارنته بخيارات الجراحة المفتوحة.
في الختام ، أظهر هذا البروتوكول قدرة علاج المعاملة الخاصة والتفضيلية على تقليل نمو الورم في الدماغ في غضون 24 ساعة من العلاج مع الحفاظ على الأنسجة العصبية السليمة في نموذج الفئران قبل السريرية. من الضروري إجراء دراسات حول فعالية المعاملة الخاصة والتفاضلية وتحسين المعلمات المختلفة لزيادة إنتاج أنواع الأكسجين التفاعلية لجعل هذا العلاج مناسبا سريريا. وينبغي استكشاف سبل جديدة لاستخدام المعاملة الخاصة والتفاضلية كنموذج علاجي غير جراحي.