Tratamiento de tumores cerebrales en un modelo de ratón mediante terapia sonodinámica

Resumen

Fuente: Mess, G., et al. Terapia sonodinámica para el tratamiento del glioblastoma multiforme en un modelo de ratón utilizando un sistema portátil de ultrasonido enfocado de sobremesa. J. Vis. Exp. (2023)

Este video muestra un protocolo para realizar terapia sonodinámica en un tumor cerebral en un modelo de ratón utilizando ultrasonido enfocado guiado por resonancia magnética (MRgFUS). Se administra un precursor sonosensibilizador antes del tratamiento, que se acumula en las células tumorales y se activa mediante ultrasonido focalizado para producir especies reactivas de oxígeno (ROS). Estas ROS inducen estrés oxidativo, lo que resulta en la muerte de las células tumorales y una proliferación reducida.

Protocolo

Todos los procedimientos que involucran modelos animales han sido revisados por el comité de cuidado animal institucional local y la junta de revisión veterinaria JoVE.

1. Procedimientos de imágenes por resonancia magnética (IRM)

1. Tome la cama de resonancia magnética con el animal fijado estereotácticamente y colóquelo en la base de resonancia magnética previamente conectada al escáner de resonancia magnética (consulte la tabla de materiales), colocando el orificio de la cama de resonancia magnética en su extremo en la clavija de la base de resonancia magnética, como se muestra en la Figura 1. Conecte los tubos de anestesia de entrada y salida a los tubos correspondientes en la máquina de resonancia magnética.

2. Deslice la base de resonancia magnética que contiene al animal en el orificio de resonancia magnética, asegurándose de mantener la misma posición que donde se colocó el maniquí.

3. Realice un localizador para ver la ubicación del cerebro del animal y luego una resonancia magnética ponderada en T1 posterior al contraste que cubra todo el cerebro.

4. Exporte la resonancia magnética como un conjunto de archivos DICOM sin comprimir, uno para cada corte.

2. Tratamiento con ultrasonido focalizado (Figura 2)

1. Retire al animal de la base de resonancia magnética después de completar la exploración y colóquelo en la plataforma colocando la parte delantera de la cama en su clavija correspondiente en la parte posterior de la plataforma y colocando la parte posterior de la cama en su clavija correspondiente.

2. Conecte el tubo de entrada del lecho de resonancia magnética a una fuente de isoflurano para anestesia y ajuste el caudal de gas a 1,0 ml/min y el vaporizador al 2,0% para el mantenimiento de la anestesia. Conecte el tubo de salida a un recipiente de filtro de carbón para la absorción de la anestesia.

3. Transfiera el conjunto de archivos DICOM a la computadora y colóquelos en una carpeta en el directorio de trabajo principal del estudio actual.

4. En el software, vaya a la página principal de inicialización y active el modo jog haciendo clic en Búsqueda guiada de enfoque y luego haciendo clic en Jog Mode On.

5. Coloque un poco de gel de ultrasonido centrifugado en la cabeza del animal, con suficiente gel para cubrir todo el cuero cabelludo por encima del cráneo.

6. Vierta agua desionizada (DI) y desgasificada en el baño de agua hasta un 80% y luego inserte el baño de agua en sus columnas correspondientes en la plataforma.

7. Baje el baño de agua lleno de agua desionizada hasta que la membrana inferior toque el gel de ultrasonido en la cabeza del animal, formando una superficie de acoplamiento entre el agua y el gel. Asegúrese de que el gel de ultrasonido cubra toda la cabeza del animal hasta el baño de agua y que no haya burbujas de aire en el gel de ultrasonido entre el baño de agua y el cuero cabelludo del ratón.

8. Sumerja el transductor de ultrasonido en el baño de agua, asegurándose de que no se formen burbujas de aire en la superficie del transductor.

9. Baje el brazo del transductor usando el modo Jog hacia abajo hacia el transductor parcialmente sumergido y empáchelo al transductor alineando las ranuras magnéticas entre sí mientras la superficie del transductor permanece sumergida.

10. Desactive el modo Jog y, a continuación, salga de la búsqueda enfocada, como se hizo durante el paso de inicialización. Asegúrese de confirmar la posición inicial como se hizo antes.

11. Vaya a la pestaña de tratamiento y luego cargue los archivos de resonancia magnética ponderados en T1 posteriores al contraste haciendo clic en el icono de la carpeta en la parte superior central de la pantalla. Seleccione la carpeta que contiene los archivos DICOM que se cargaron previamente en la computadora y ábralos. Este paso debería cargar automáticamente todos los archivos DICOM en el panel superior derecho.

12. A continuación, en la pestaña Modo de sonicación, seleccione el modo de tratamiento adecuado eligiendo Ráfaga o Onda continua. Si está en modo de ráfaga, en la pestaña Configuración de sonicación, introduzca la duración de la ráfaga, el período de ráfaga y el número de períodos. Estos parámetros corresponderán a cada lugar de sonicación. Si está en modo de onda continua, introduzca sólo la duración de la sonicación.

NOTA: En este estudio, se utilizó el modo de onda continua durante 120 s.

13. Haga clic en el icono de destino en la parte superior central de la página y seleccione las ubicaciones adecuadas en el corte de resonancia magnética correcto donde se dirigirá la región focal de ultrasonido enfocado (FUS). Un cuadrado rojo claro con un círculo rojo estará presente cuando se haga clic. Se puede elegir más de una selección.

14. A la izquierda de la imagen de resonancia magnética hay una tabla, que se completará con las coordenadas 3D de las regiones focales seleccionadas. En la última columna de la tabla, introduzca el nivel de potencia a sonicar en cada punto focal, que puede calcularse por separado para cada transductor utilizado para obtener los niveles de presión o intensidad deseados. Haga clic en cada punto focal de la tabla para confirmar cuál dará como resultado que se resalten las coordenadas y la región focal correspondiente en la imagen se volverá azul. nota: Consulte la hoja de datos del transductor para determinar cómo traducir el nivel de potencia ingresado en la tabla en presión o intensidad, ya que estos valores son específicos del transductor.

15. Una vez que esté satisfecho con todas las regiones focales, seleccione Prueba de movimiento. Esto hará que el software mueva el transductor a todos los puntos focales para garantizar que los movimientos sean posibles. Después de la confirmación, el software indicará Prueba de movimiento completa. Si se produce un error, ajuste las regiones focales para que puedan caber dentro de los ejes 3D de los motores del transductor.

16. Una vez listo, seleccione Begin Sonication para comenzar el protocolo de sonicación, moviendo el transductor y aplicando los parámetros FUS correctos en cada región focal seleccionada.

17. Una vez finalizado el protocolo de sonicación, desacople el transductor del brazo del transductor, retire el baño de agua de la plataforma y limpie el gel de ultrasonido del cuero cabelludo del animal.

18. Desenrosque las barras de mordida y oídos, retire al animal de la cama de resonancia magnética y luego colóquelo sobre una almohadilla tibia hasta que se despierte de la anestesia. En este punto, regrese al animal a su jaula.

19. Para los animales posteriores, repetir el mismo protocolo, a partir de la sección 6. 20. Una vez tratados los animales deseados, limpie todas las superficies tocadas por los animales con etanol al 70% (consulte la tabla de materiales).

21. Salga del software y luego apague y apague cada equipo.

Resultados

Figura 1: Colocación de animales. (A) Cama y cuna de resonancia magnética, con varias partes etiquetadas: 1. Cuna de resonancia magnética. 2. Cama de resonancia magnética estereotáctica. 3. Barras para los oídos. 4. Barra de m...

Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo

Nombre	Empresa	Número de catálogo	Comentarios
7T PET-MR SYSTEM	Bruker	Biospec 70/30
Papel de aluminio	Amplificador de la marca
	FUS Instruments	2175
Athymic nude rate	Charles River	Laboratories Código de cepa 490
Contenedor de residuos de isofluorano	de carbón Patterson scientific	78909457
Computadora	FUS Instruments	2269
Cubierta de vidrio	Fisherbrand	12-545J
Monitor de escritorio	VZ239H		Afeitadora
electrónica	Wahl	93235-002
Suero fetal bovino	Thermo Fisher Scientific	16000044
Generador de funciones	Siglent	QS0201X-E01B
Agente de contraste de gadolinio (Gadavist)	McKesson Corporation
Gasa	Henry Schein	101-4336
Lámpara	de calor
Almohadilla térmica	Kent Scientific	RT-0501
Cámara de inducción	Patterson scientific	78933388
Vaporizador de isofluorano	Patterson scientific	78916954
Isoflurano	Covetrus	29405
Sistema de isoflurano	Patterson Scientific
espectro IVIS	Perkin Elmer	124262
Nair	Church y Dwight Co.
Ungüento oftálmico	Ungüento
RK-50 Sistema MRgFUS	Instruments
	Covetrus	7319
Mango de bisturí	Herramientas de ciencia fina	91003-12
Juego de destornilladores	Jakemy	JM-8160
Marcador de piel	Time Out	D538,851
Marco estereotáctico	Kopf Instruments	5000
Prototipo de resonancia magnética estereotáctica accesorio de imagen de plástico FUS	Instruments
Transductor y caja a juego	FUS Instruments	T515H750-118
Desgasificador ultrasónico	FUS Instruments	2259
Gel de ultrasonidos	ParkerLabs	01-08
Baño de agua	FUS Instruments
Xilacina	Covetrus	1XYL006

Reynolds ASUS 2068062 78935903 42010553 veterinario Puralube Hoja de bisturí a escala 2182