Radioterapia de pintura de dosis basada en tomografía por emisión de positrones en un modelo de rata con glioblastoma utilizando la Plataforma de Investigación de Radiación en Animales Pequeños

Resumen

Aquí presentamos un protocolo para realizar radioterapia preclínica basada en tomografía por emisión de positrones en un modelo de glioblastoma de rata utilizando algoritmos desarrollados internamente para optimizar la precisión y la eficiencia.

Resumen

Previamente se estableció un modelo de glioblastoma de rata para imitar el tratamiento de quimio-radiación del glioblastoma humano en la clínica. Al igual que el tratamiento clínico, la tomografía computarizada (TC) y la resonancia magnética (IRM) se combinaron durante el proceso de planificación del tratamiento. Posteriormente se agregaron imágenes de tomografía por emisión de positrones (PET) para implementar el aumento de subvolumen utilizando un sistema de microirradiación. Sin embargo, la combinación de tres modalidades de imágenes (TC, RM y PET) utilizando un sistema de microirradiación demostró ser laboriosa porque las imágenes multimodales, la planificación del tratamiento y la administración de dosis deben completarse secuencialmente en el entorno preclínico. Esto también da como resultado un flujo de trabajo que es más propenso a errores humanos. Por lo tanto, se implementó un algoritmo fácil de usar para optimizar aún más la planificación del tratamiento de radiación preclínica basada en imágenes multimodales. Esta herramienta de software se utilizó para evaluar la precisión y la eficiencia de la radioterapia de pintura de dosis con microirradiación mediante el uso de un diseño de estudio in silico . La nueva metodología para la radioterapia de pintura de dosis es superior al método descrito anteriormente en términos de precisión, eficiencia de tiempo y variabilidad intra e interusuario. También es un paso importante hacia la implementación de la planificación inversa del tratamiento en microirradiadores, donde la planificación anticipada todavía se usa comúnmente, en contraste con los sistemas clínicos.

Introducción

El glioblastoma (GB) es un tumor cerebral primario maligno y muy agresivo. El GB es un tumor heterogéneo sólido caracterizado típicamente por límites infiltrativos, atipia nuclear y ^necrosis1. La presencia de la barrera hematoencefálica y el estatus del cerebro como un sitio inmunoprivilegiado hace que el descubrimiento de nuevos objetivos para la quimioterapia y la inmunoterapia sea una tarea desalentadora2,3,4. Cabe destacar que el tratamiento de los pacientes con GB apenas ha cambiado desde la introducción, en 2005, del protocolo Stupp que combina l....

Protocolo

El estudio fue aprobado por el comité de ética local para experimentos con animales (ECD 18/21). La monitorización de la anestesia se realiza adquiriendo la frecuencia respiratoria de los animales mediante un sensor.

1. Modelo de célula de rata F98 GB

1. Cultive las células F98 GB en una monocapa utilizando el Medio Águila Modificada de Dulbecco, suplementado con suero de ternera al 10%, penicilina al 1%, estreptomicina al 1% y L-glutamina al 1%, y colóquelas en una incubadora de _CO2 (5% _CO2 y 37 °C).
2. Inocular las células de glioma en el cerebro de ratas Fischer F344 hembras (peso corporal 170 g).
   N....

Resultados

Anteriormente se ha descrito la viabilidad de la irradiación guiada por PET y RM en un modelo de rata glioblastoma utilizando el SARRP para imitar la estrategia de tratamiento humano20,21,22. Si bien el animal se fijó en una cama multimodal hecha internamente, fue posible crear un plan de tratamiento de radiación aceptable que combinara tres modalidades de imágenes: PET, MRI y CT. En estos métodos, se utilizó un paquete de softw.......

Discusión

Anteriormente se describió un modelo GB de rata para imitar el tratamiento de quimio-radiación en la clínica para pacientes con ^{glioblastoma20}. Al igual que el método clínico, la TC y la RM se combinaron durante el proceso de planificación del tratamiento para obtener una irradiación más precisa. Se utilizó una cama multimodal para minimizar el movimiento (de la cabeza) cuando el animal se movió de un sistema de imágenes a otro. Posteriormente, se añadieron imágenes pet al proceso de planificación.......

Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo

Nombre	Empresa	Número de catálogo	Comentarios
Cultivo
F98 Glioblastoma Cell Line	ATCC	CRL-2397	https://www.lgcstandards-atcc.org/products/all/CRL-2397
Dulbeco's Modified Eagle Medium	Thermo Fisher Scientific	22320-030
Matraces de cultivo celular	Thermo Fisher Scientific	178883	75 cm²
FBS	Thermo Fisher Scientific	10270106
L-glutamina	Thermo Fisher Scientific	25030-032	200 mM
Penicilina-estreptomicina	Thermo Fisher Scientific	15140-148	10.000 U/mL
solución salina tamponada con fosfato (PBS)	Thermo Fisher Scientific	14040-224
Tripsina-EDTA	Thermo Fisher Scientific	25300-062	0.05%
ES Modelo
Fresa en forma de bola	Foredom	A-228	1.8 mm
Cera de hueso	Aesculap	1029754	https://www.aesculapusa.com/en/healthcare-professionals/or-solutions/or-solutions-cranial-closure/hemostatic-bone-wax.html
Ethilon	Ethicon	662G/662H	FS-2, 4-0, 3/8, 19 mm
Fischer F344/Ico crl Ratas	Charles	River-Jeringa de
insulina Microfina	Beckton-Dickinson	320924	1 mL, 29 g
Lámpara IR	Philips	HP3616/01
Meloxicam (Metacam)	Boehringer Ingelheim-2		mg/mL
Herramienta rotativa con micromotor	Foredom	K.1090-22
Sistema de microbomba	Stoelting Co.	53312	Stoelting Inyector estereotáxico
Marco estereotáctico	Stoelting Co.	51600
Xilocaína (1%, con adrenalina 1:200.000)	Álamo-1		%, con adrenalina 1:200.000
Gel de xilocaína (2%)	Álamonte-2	%
Irradiación
Microrradiador	X-Strahl	SARRP	Versión 4.2.0
Software	X-Strahl	Muriplan	Planificación del tratamiento preclínico (PCTPC), versión 2.2.2
PET
[18F]FET	de	de fabricación propia	; junto con Prohance: Agente de resonancia magnética/PET
Micro-PET	Molecubes	Beta-Cube	https://www.molecubes.com/b-cube/
Resonancia magnética
Micro-MRI	Bruker Biospin	Pharmascan 70/16	https://www.bruker.com/products/mr/preclinical-mri/pharmascan.html
Aguja de 30 g para inyección intravenosa	Beckton-Dickinson	305128
PE 10 Tubing	Instech Laboratories Inc	BTPE-10	BTPE-10, tubo de polietileno de 0,011 x 0,024 pulgadas (0,28 x 60 mm), no estéril, carrete de 30 m (98 pies), Instech laboratories, Inc Plymouth meeting PA USA- (800) 443-4227- http://www.instechlabs.com
Agente de contraste Prohance	Bracco		mg/mL, agente de contraste de gadolinio (junto con [18F]FET: agente de resonancia magnética/PET)
Tx/Rx Cerebro de rata - Ratón Volumen de cuerpo enterobobina	Bruker Biospin-40		mm
de diámetro Unidad de calefacción a base de agua	Bruker Biospin	MT0125
Consumibles
Isoflurano	Zoetis	B506	Anestesia
Jeringa de insulina Microfine	Beckton-Dickinson	320924	1 mL, 29 g
Análisis
MATLAB	Mathworks-Versión		R2019b
PMOD	PMOD technologies LLC		Software de imágenes preclínicas y moleculares

celularRataanimal para animales pequeños Trazador PET para animales pequeños Imaging-279.3 de imágenes