JoVE Encyclopedia of Experiments
Krebsforschung
0 Ansichten • 4:40 Min. • July 8th, 2025
Die Blut-Hirn-Schranke (BHS) besteht aus eng angeordneten Endothelzellen, die durch Tight Junctions miteinander verbunden sind. Dadurch bildet sich eine kompakte Dichtung, die die Bewegung der Moleküle zum Gehirn einschränkt. Um die BHS zu durchdringen, bereiten Sie eine anästhesierte Maus vor, indem Sie sie in Bauchlage auf einer stereotaktischen Einheit befestigen.
Führen Sie anschließend einen Katheter in die Schwanzvene ein und spülen Sie ihn mit einer gerinnungshemmenden Lösung aus, um eine Blutgerinnung zu vermeiden. Nehmen Sie eine Suspension von Mikrobläschen - Mikrosphären aus Gas, die in einer Lipidschicht eingeschlossen sind. Injiziere die Mikrobläschen in die seitliche Schwanzvene. Diese Mikrobläschen gelangen in den Blutkreislauf und erreichen schließlich das Gehirn.
Identifizieren Sie anschließend die Position des Gehirns und tragen Sie Ultraschallgel auf die entsprechende Stelle am Kopf auf, um die Wellen besser zu leiten. Implantieren Sie einen Ultraschallschallkopf über den dafür vorgesehenen Bereich am Kopf der Maus. Verwenden Sie den Schallkopf, um starke und gezielte Ultraschallwellen anzuwenden.
Durch den Schalldruck von Ultraschallwellen dehnen sich Mikrobläschen schnell aus und ziehen sich mehrmals zusammen. Diese Oszillationen verursachen eine Sonopermeation - eine Störung der endothelialen Tight Junctions - und erzeugen lokalisierte Öffnungen in der BHS. Diese Öffnungen erleichtern die Abgabe von Mikrobläschen an das Gehirn.
Zum Schluss injizieren Sie die farbstoffhaltige Lösung intravaskulär. Die Farbstoffmoleküle extravasieren aus den Gefäßen durch die transienten Öffnungen in der BHS. Das Vorhandensein von Farbstoff im Gehirn der Maus deutet auf eine erfolgreiche Sonoporation hin.
Für die Verabreichung von Mikrobläschen zur BHS-Öffnung führen Sie einen 26- bis 30-Gauge-Schwanzvenenkatheter ein und spülen Sie die Vene mit einer kleinen Menge Heparinlösung aus. Sichern Sie den Katheter mit Gewebeband, um ein Ablösen zu verhindern. Wenn die Katheterisierung erfolgreich ist, füllen Sie den Katheter mit der Heparinlösung, um eine Blutgerinnung zu vermeiden.
Platzieren Sie das Tier auf der temperaturgeregelten stereotaktischen Plattform, um eine Unterkühlung zu vermeiden. Fixieren Sie den Kopf des Tieres mit einer Beißstange und Ohrstangen und kleben Sie den Schwanz und den Katheter auf die Plattform. Befestigen Sie das Gehäuse der Maus mit einem Riemen.
Platzieren Sie die stereotaktische Plattform mit der montierten Maus in der Bildgebungsmodalität und nehmen Sie Bilder des Tieres auf. Stellen Sie fest, ob das Tier richtig auf der Plattform platziert ist. Markieren Sie die Position des Tieres mit den multimodalen Passermarken in Kombination mit der Bildverarbeitungspipeline entsprechend dem Fokuspunkt des Schallkopfs. Bestimmen Sie den Zielbereich, indem Sie einen Gehirnumriss über das aufgenommene Röntgenbild legen oder BLI-Bilder verwenden, um das Zentrum des Tumors zu bestimmen.
Schützen Sie vor dem Positionieren des Schallkopfes die Nasenlöcher und das Maul des Tieres mit Klebeband, um zu verhindern, dass das Ultraschallgel die Atmung beeinträchtigt. Tragen Sie Ultraschallgel auf den Kopf der Maus auf, um eine gute Schallleitung zu gewährleisten. Erfassen Sie die Kavitation der Mikroblase mit dem Nadelhydrophon, das in unmittelbarer Nähe des Hinterhauptbeins platziert ist.
Führen Sie den Schallkopf anhand der Kalibrierwerte in die richtige Position über dem Tier. Wenden Sie vorkonfigurierte Einstellungen auf alle angeschlossenen Geräte an, um die gewünschte Gehirnregion anzusprechen. Nachdem der Schallkopf in die richtige Position gebracht wurde, lösen und aktivieren Sie die Mikrobläschen wie vom Hersteller beschrieben.
Spülen Sie vor der Mikrobläscheninjektion den Schwanzvenenkatheter mit Kochsalzlösung, um den Zugang zur Schwanzvene zu bestätigen. Starten Sie die Beschallungsbahn und injizieren Sie gleichzeitig die Mikrobläschen. Gleichzeitig erkennt und verifiziert das Nadelhydrophon die Kavitation von Mikroblasen in Echtzeit. Falls gewünscht, verabreichen Sie nach der Sonoporation ein intravaskuläres Kontrastmittel oder Medikament. Überwachen Sie das Tier bis zu einem festgelegten Zeitpunkt.