القياسات المكانية للالإرواء، الخلالي الضغط السائل والليبوزومات تراكم في الأورام الصلبة

الهدف العام من هذه التجربة هو ربط التراكم داخل الورم للعلاجات النانوية بخصائص البيئة المجهرية للورم، بما في ذلك الدورة الدموية المجهرية للورم وضغط السائل الخلالي المرتفع، أو IFP. تسمح لنا هذه الطريقة بالإجابة على أسئلة مهمة حول الأدوية النانوية، مثل: ما الذي يسبب الامتصاص غير المتجانس للجسيمات النانوية داخل الورم؟

تتمثل الميزة الرئيسية لهذه التقنية في أنها تسمح بالرسم الخرائطي المكاني المشترك لخصائص البيئة الدقيقة للأورام والتوزيع داخل الورم للجسيمات النانوية. بعد التأكد من المستوى المناسب للتخدير عن طريق قرصة إصبع القدم، ضع مرهمًا على عيني الفأر وثبّت أطراف الحيوان في وضعية الانكفاء على لوح بلاستيكي رقيق. بعد ذلك، أدخل قسطرة مخصصة بقياس 27 gauge متصلة بقطعة من أنبوب PE10 بطول 20 centimeter في الوريد الجانبي للذيل وثبّت الأنبوب بعدة قطع من الشريط اللاصق.

الآن، املأ محقنة سعة 1 مل بـ 200 µL على الأقل من ليبوزومات التصوير المقطعي المحوسب (CT liposomes)، ومحقنة أخرى سعة 1 مل بـ 150 µL على الأقل من خليط يتكون من iohexol الحر والمحلول الملحي بنسبة 9:1 حسب الحجم. ضع محقنة ليبوزومات الـ CT في مضخة محاقن وقم بتوصيل القثطرة بالمحقنة، مع ضبط معدل المضخة على 600 µL في الدقيقة، وهو ما يعادل 10 µL في الثانية. بعد ذلك، ضع الفأر على سرير ماسح الـ micro CT واستخدم نظام تحديد المواقع بالليزر لضبط وضع الورم بحيث يكون في الاتجاه نفسه تقريباً في كل عملية مسح.

باستخدام برنامج وحدة تحكم ماسح الأشعة المقطعية (CT scanner) لكل بروتوكول تصوير مطلوب، اختر "bright dark" من القائمة المنسدلة وانقر فوق زر المسح لبدء المعايرة وتهيئ النظام. وللحصول على تصوير مقطعي ميكروي تشريحي حجمي للورم قبل حقن أي مادة تباين، تحقق أولاً من مؤشر برنامج وحدة تحكم ماسح الأشعة المقطعية للتأكد من تفعيل أقفال السلامة الخاصة بالماسح. ثم اختر المسح الذي يستخدم طاقة أشعة سينية تبلغ 80 kilovolts، وتيار أنبوب يبلغ 70 milliamps، ويلتقط 1,000 مسقط صوري.

بعد ذلك، ابدأ عملية المسح. وعندما ينتهي المسح، اضبط المضخة لحقن 150 µL تقريباً من محلول الليبوزوم، ثم اضغط على زر البدء لحقن جرعة من ليبوزومات CT بتركيز 55 mg من اليود لكل mL من المحلول. قم بشطف القسطرة يدوياً باستخدام 50 µL من المحلول الملحي للتأكد من حقن الكمية الكاملة من عامل الليبوزوم وتفريغ القسطرة تماماً.

بعد مرور 10 دقائق، قم بإجراء مسح تشريحي ثانٍ للورم، كما تم توضيحه للتو. ولإجراء تصوير مقطعي محوسب مع تعزيز التباين الديناميكي (DCE-CT)، ضع سرنجة تحتوي على محلول iohexol حر في مضخة السرنجات واضبط المضخة لحقن 100 µL من الـ iohexol بنفس معدل الحقن. وتعد أحجام الحقن هذه أعلى من المعيار البالغ 200 µL، ولكن تتم مراقبة الحيوانات أثناء فترة التعافي ولم يتم ملاحظة أي آثار جانبية.

بعد ذلك، من وحدة تحكم جهاز التصوير المقطعي المحوسب (CT scanner console)، اختر مسحاً ديناميكياً لمدة خمس دقائق باستخدام طاقة أشعة سينية تبلغ 80 kilovolts وتيار أنبوبي يبلغ 90 milliamps، كما تم توضيحه للتو، بحيث يتم التقاط 416 مسقطاً صورياً كل ثانية واحدة خلال أول 30 ثانية، تليها 416 مسقطاً صورياً كل 10 ثوانٍ. قم بالتقاط بيانات DCE-CT لمدة خمس ثوانٍ، ثم ابدأ تشغيل مضخة الحقن. وفي نهاية المسح، قم بإجراء مسح ثالث تشريحي حجمي مجهري باستخدام التصوير المقطعي المحوسب (micro CT scan).

بعد 48-70 ساعة، يتم التقاط صور تصوير مقطعي محوسب (CT) تشريحية للجسيمات الشحمية باستخدام نفس إعدادات الحجم التي تم توضيحها للتو. لقياس ضغط السائل الخلالي (IFP)، يتم تثبيت الحيوان على منصة روبوت CT IFP بحيث يكون الورم ثابتاً وفي متناول نظام روبوت CT IFP. يتم بعد ذلك إجراء فحص تصوير مقطعي محوسب مجهري (micro CT) تشريحي كما تم توضيحه للتو.

بعد ذلك، قم بتحميل بيانات ما قبل إدخال الإبرة في برنامج محاذاة روبوت CT IFP، واضبط النافذة والمستوى (window and level) لتصور الورم. انقر على حافة الورم في أي صورة، ثم اختر موقعًا ثانيًا للحافة على الجانب المجاور من الورم. سيقوم البرنامج بحساب سلسلة من المواقع على طول خط مستقيم بين النقطتين.

بعد ذلك، اختر إحداثيات X وY وZ لسلسلة من خمس إلى ثماني مواضع متباعدة بالتساوي من القائمة. ثم، قم بغسل إبرة نظام IFP بمحلول ملحي يحتوي على الهيبارين، وأدخل أولى مواضع الإبرة المحددة مسبقاً في نوافذ إحداثيات X وY وZ في برنامج التحكم في روبوت CT IFP. اضغط على زر البدء (go) لتحريك الروبوت إلى الموقع المطلوب.

بعد ذلك، وبدءاً بكل موضع إبرة على حدة، انقر فوق زر إدخال الإبرة لإدخال الإبرة في النسيج. قم بضغط وتحرير أنبوب PE20 للتأكد من وجود تواصل جيد للسوائل بين إبرة IFP والنسيج، ولاحظ زيادة قياس IFP ثم عودته إلى القيمة التي كان عليها قبل الضغط في برنامج الحصول على بيانات IFP. وأخيراً، قم بإجراء مسح CT تشريحي مع بقاء الإبرة مُدخلة، مع النقر فوق زر سحب الإبرة في نهاية المسح لإزالة الإبرة من النسيج.

يؤدي تحديد منطقة اهتمام داخل الورم إلى الحصول على منحنى زمن/كثافة يمكن استخدامه لتقديم تقديرات كمية لمعايير ديناميكية دموية مختارة في الورم. ويسمح تقسيم حجم الورم إلى مناطق اهتمام متعددة ومتساوية الحجم بقياس التوزيع المكاني لهذه المعايير داخل حجم الورم. كما يمكن أيضاً ملاحظة التوزيع الحيوي لليبوزومات CT بعد 48 ساعة من الحقن.

كما هو موضح، لا يزال العامل يسري في الجهاز الوعائي مع ملاحظة امتصاص كبير في الطحال والكبد. ويعد التراكم داخل الورم لهذه الليبوزومات المستخدمة في التصوير المقطعي المحوسب (CT) غير متجانس، مع تراكم محيطي سائد مقارنة بمركز نسيج الورم. ويمكن تحديد الإبرة بوضوح من خلال التصوير المقطعي المحوسب الدقيق (micro CT) عالي الدقة، مما يسمح بتحديد الموقع المكاني لقياسات ضغط السائل الخلالي (IFP) ضمن حجم الورم.

يُظهر القياس المتوضع مكانيًا للتدفق وحجم كسر البلازما ارتباطًا وثيقًا بالتراكم داخل الورم لليبوزومات CT في الأورام تحت الجلد. علاوة على ذلك، يرتبط التوزيع الشعاعي لضغط السائل الخلالي (IFP) بالقياسات الديناميكية الدموية الأخرى، مما يشير إلى وجود علاقة مكانية وزمنية معقدة بين الدورة الدموية الدقيقة للورم، وIFP، والتراكم داخل الورمي لليبوزومات. وأثناء محاولة تنفيذ هذا الإجراء، من المهم تثبيت الحيوان على سرير الماسح الضوئي، لضمان تقليل حركة الورم إلى أدنى حد بين قياسات IFP.

تمتد تداعيات هذا العمل إلى تطوير علاجات جديدة. ويعد نقل الجسيمات النانوية خطوة أولى أساسية في بناء علاجات فعالة تعتمد على الطب النانوي. بعد مشاهدة هذا الفيديو، يجب أن تتكون لديك فكرة جيدة عن كيفية رسم الخرائط المكانية لضغط السائل الخلالي في الورم، والدورة الدموية الدقيقة للورم، وتوزيع الجسيمات النانوية.