Magnetresonanzgesteuerte, hochintensive, fokussierte, ultraschallerzeugte Hyperthermie: eine praktikable Behandlungsmethode in einem murinen Rhabdomyosarkommodell

Claire Wunker; Karolina Piorkowska; Ben Keunen; Yael Babichev; Suzanne M. Wong; Maximilian Regenold; Michael Dunne; Julia Nomikos; Maryam Siddiqui; Samuel Pichardo; Warren Foltz; Adam C. Waspe; Justin T. Gerstle; James M. Drake; Rebecca A. Gladdy

doi:10.3791/64544

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Methodenartikel

Magnetresonanzgesteuerte, hochintensive, fokussierte, ultraschallerzeugte Hyperthermie: eine praktikable Behandlungsmethode in einem murinen Rhabdomyosarkommodell

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DOI:

10.3791/64544

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13. Januar 2023

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

¹Institute of Medical Science, University of Toronto, ²Lunenfeld-Tanenbaum Research Institute, Mount Sinai Hospital, ³The Wilfred and Joyce Posluns Centre for Image-Guided Innovation and Therapeutic Intervention, The Hospital for Sick Children, ⁴Institute of Biomedical Engineering, University of Toronto, ⁵Leslie Dan Faculty of Pharmacy, University of Toronto, ⁶Departments of Radiology and Clinical Neurosciences, University of Calgary, ⁷Department of Radiation Oncology, University of Toronto, ⁸Department of Medical Imaging, University of Toronto, ⁹Department of Pediatric Surgery, University of Toronto, ¹⁰Department of Surgery, University of Toronto

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Zusammenfassung

Hier wird ein Protokoll vorgestellt, um kontrollierte Hyperthermie, die durch magnetresonanzgesteuerten, hochintensiven fokussierten Ultraschall erzeugt wird, zu verwenden, um die Wirkstofffreisetzung von temperaturempfindlichen Liposomen in einem Rhabdomyosarkom-Mausmodell auszulösen.

Zusammenfassung

Der magnetresonanzgesteuerte hochintensive fokussierte Ultraschall (MRgHIFU) ist eine etablierte Methode zur Erzeugung einer lokalisierten Hyperthermie. Aufgrund der Echtzeit-Bildgebung und der akustischen Energiemodulation ermöglicht diese Modalität eine präzise Temperaturregelung innerhalb eines definierten Bereichs. Mit dieser nicht-invasiven, nichtionisierenden Technologie werden viele thermische Anwendungen erforscht, wie z. B. die Erzeugung von Hyperthermie, um Medikamente aus thermosensitiven liposomalen Trägern freizusetzen. Zu diesen Medikamenten können Chemotherapien wie Doxorubicin gehören, bei denen aufgrund der dosisbegrenzenden systemischen Nebenwirkungen, nämlich der Kardiotoxizität, eine gezielte Freisetzung erwünscht ist. Doxorubicin ist eine tragende Säule für die Behandlung einer Vielzahl von bösartigen Tumoren und wird häufig bei rezidivierendem oder rezidivierendem Rhabdomyosarkom (RMS) eingesetzt. RMS ist der häufigste extrakranielle Tumor des soliden Weichgewebes bei Kindern und jungen Erwachsenen. Trotz aggressiver, multimodaler Therapie sind die Überlebensraten des RMS in den letzten 30 Jahren gleich geblieben. Um eine Lösung für diesen ungedeckten Bedarf zu finden, wurde ein experimentelles Protokoll entwickelt, um die Freisetzung von thermosensitivem liposomalem Doxorubicin (TLD) in einem immunkompetenten, syngenen RMS-Mausmodell zu untersuchen, das MRgHIFU als Quelle der Hyperthermie für die Wirkstofffreisetzung verwendet.

Einleitung

Das Rhabdomyosarkom (RMS) ist ein Skelettmuskeltumor, der am häufigsten bei Kindern und jungen Erwachsenen auftritt¹. Lokalisierte Erkrankungen werden oft mit einer multimodalen Behandlung behandelt, einschließlich Chemotherapie, ionisierender Strahlung und Operation. Der Einsatz von Multi-Medikamenten-Chemotherapien ist bei pädiatrischen Patienten häufiger anzutreffen und hat im Vergleich zu ihren erwachsenen Kollegen bessere Ergebnisse^{erzielt 2}; Trotz laufender Forschungsbemühungen liegt die 5-Jahres-Überlebensrate bei der aggressivsten Form der Krankheit jedoch nach wie vor bei etwa 30 % ^3....