Se ha desarrollado un protocolo y un procedimiento animal utilizando un modelo de rata de cateterismo de la vena yugular para estudios de apertura de BHE. Si bien existen numerosos protocolos preclínicos, este protocolo incorpora un sistema FUS disponible comercialmente y un modelo de rata, lo que minimiza los procedimientos de preparación de animales y, por lo tanto, garantiza la reproducibilidad experimental.
En este protocolo, la selección de microburbujas se basó en su estabilidad y almacenamiento a temperatura ambiente. Otras microburbujas comerciales pueden considerarse como alternativas. Kotopoulis et al. investigaron y compararon varios tipos de microburbujas para la sonoporación de baja intensidad de cánceres de páncreas10. Con base en los resultados in vitro , se encontró que la microburbuja seleccionada en este estudio era la formulación óptima a intensidades más bajas, mientras que otras microburbujas eran más efectivas a intensidades más altas. Sin embargo, las microburbujas más adecuadas para abrir la BHE en un modelo de rata siguen sin estar claras. Vlachos et al.13 investigaron los efectos de la presión acústica y el tamaño de las microburbujas sobre el volumen de la abertura de la BHE y el daño tisular, como la disrupción vascular y el edema. El protocolo sugerido anima a futuros estudios a investigar e identificar los parámetros de microburbujas y sonicación más adecuados para su uso en un modelo de rata.
En este estudio, se seleccionó el sistema FUS preclínico debido a sus capacidades rápidas y precisas para la orientación multipunto. El sistema está programado para atravesar automáticamente puntos focales predefinidos, una característica que facilita la sonicación regional dirigida al área del tejido objetivo. Como alternativa, se pueden emplear transductores de ultrasonido focalizado (FUS) establecidos, como los ofrecidos por Sonic Concepts y ExAblate Neuro (ver Tabla de materiales), para abrir la barrera hematoencefálica14,15. En particular, el transductor ExAblate Neuro está diseñado para ser compatible con las imágenes de RM, proporcionando orientación y supervisión en tiempo real del proceso de tratamiento. En el futuro, estos transductores se pueden integrar en el protocolo desarrollado.
El protocolo de resonancia magnética propuesto incorpora varias secuencias de resonancia magnética para demostrar su potencial práctico para diversos estudios de imágenes. Se recomiendan secuencias de eco de gradiente ponderadas en T1 antes y después del contraste y secuencias de eco de espín ponderadas en T2 para capturar los cambios en la intensidad de la señal inducidos por los agentes de contraste de resonancia magnética de la fuga de BBB. Los usuarios tienen la opción de incluir mapeo DWI, DCE y T2* en su protocolo de imágenes. Como alternativa al uso de un escáner de resonancia magnética, Singh et al.16 introdujeron métodos que utilizan imágenes de ultrasonido Doppler para la localización focal y el mapeo acústico pasivo para detectar la cavitación de microburbujas, que se correlaciona con las regiones abiertas por BBB. Por lo tanto, este protocolo es prometedor para su implementación dentro de un sistema de ultrasonido, presentando una alternativa potencial.
En este estudio se empleó el enfoque de infusión12 , que se refiere a la infusión durante la sonicación. Dado que este enfoque proporciona continuamente microburbujas al cerebro, puede resultar en una apertura más estable y consistente de la BHE en comparación con la infusión en bolo. Lapin et al.12 investigaron la comparación entre los enfoques de infusión y bolo para una apertura consistente de la BHE, encontrando que una tasa de 7,2 μL de microburbuja Definity / kg / min o inferior podría abrir la BHE sin lesiones a varios niveles de presión. Sin embargo, este enfoque puede tener una limitación potencial para mantener la concentración de microburbujas dentro de la jeringa a lo largo del tiempo. Las microburbujas pueden tender a flotar y agregarse en la parte superior de la jeringa, lo que posiblemente cause una disminución en la dosis de microburbujas. Alternativamente, la inyección en bolo de microburbujas se puede realizar en el seno retroorbitario. Los estudios futuros que utilicen el protocolo propuesto deben explorar comparaciones con diferentes métodos y tipos de infusión de microburbujas para optimizar la apertura de la BHE en un modelo de rata.
La limitación de este estudio es la ausencia de validación histoquímica para el daño macroscópico, como los resultados de tinción con hematoxilina y eosina (H&E) o violeta de cristal. Sin embargo, el protocolo propuesto puede utilizarse para optimizar los parámetros de sonicación y resonancia magnética para evitar daños macroscópicos en el cerebro. Además, se pueden incorporar procedimientos para el análisis histopatológico en estudios futuros para abordar esta limitación.