Traitement des tumeurs cérébrales dans un modèle murin à l’aide de la thérapie sonodynamique

Résumé

Source : Mess, G., et al. Thérapie sonodynamique pour le traitement du glioblastome multiforme dans un modèle murin à l’aide d’un système d’échographie focalisée portable de paillasse. J. Vis. Exp. (2023)

Cette vidéo présente un protocole permettant d’effectuer une thérapie sonodynamique sur une tumeur cérébrale dans un modèle murin à l’aide d’ultrasons focalisés guidés par résonance magnétique (MRgFUS). Un précurseur sonosensibilisant est administré avant le traitement, qui s’accumule dans les cellules tumorales et est activé par des ultrasons focalisés pour produire des espèces réactives de l’oxygène (ROS). Ces ROS induisent un stress oxydatif, entraînant la mort des cellules tumorales et une réduction de la prolifération.

Protocole

Toutes les procédures impliquant des modèles animaux ont été examinées par le comité institutionnel local de protection des animaux et le comité d’examen vétérinaire JoVE.

1. Procédures d’imagerie par résonance magnétique (IRM)

1. Prenez le lit d’IRM avec l’animal fixé stéréotaxiquement et placez-le dans le berceau d’IRM préalablement connecté à l’appareil d’IRM (voir Tableau des matériaux), en insérant le trou de lit d’IRM à son extrémité à la cheville du berceau d’IRM, comme illustré à la figure 1. Fixez les tubes d’anesthésie d’entrée et de sortie aux tubes correspondants dans l’appareil IRM.

2. Faites glisser le berceau d’IRM contenant l’animal dans l’alésage de l’IRM, en vous assurant de garder la même position que l’endroit où le fantôme a été placé.

3. Effectuez un localisateur pour voir l’emplacement du cerveau de l’animal, puis une IRM post-contraste pondérée en T1 couvrant l’ensemble du cerveau.

4. Exportez l’IRM sous la forme d’un ensemble de fichiers DICOM non compressés, un pour chaque tranche.

2. Traitement par ultrasons focalisés (Figure 2)

1. Retirez l’animal du berceau d’IRM une fois l’examen terminé et placez-le sur la plate-forme en insérant l’avant du lit dans sa cheville correspondante à l’arrière de la plate-forme et en insérant l’arrière du lit dans sa cheville correspondante.

2. Connectez le tube d’entrée du lit d’IRM à une source d’isoflurane pour l’anesthésie et réglez le débit de gaz à 1,0 mL/min et le vaporisateur à 2,0 % pour le maintien de l’anesthésie. Connectez le tube de sortie à une cartouche de filtre à charbon pour l’absorption de l’anesthésie.

3. Transférez l’ensemble des fichiers DICOM sur l’ordinateur et placez-les dans un dossier dans le répertoire de travail principal de l’étude en cours.

4. Dans le logiciel, accédez à la page d’initialisation principale et activez le mode Jog en cliquant sur Recherche de mise au point guidée, puis en cliquant sur Mode Jog On.

5. Placez une noisette de gel à ultrasons centrifugé sur la tête de l’animal, avec suffisamment de gel pour couvrir tout le cuir chevelu au-dessus du crâne.

6. Versez de l’eau désionisée (DI) et dégazée dans le bain-marie jusqu’à 80 %, puis insérez le bain-marie sur ses colonnes correspondantes sur la plate-forme.

7. Abaissez le bain-marie rempli d’eau DI jusqu’à ce que la membrane inférieure touche le gel à ultrasons sur la tête de l’animal, formant une surface de couplage entre l’eau et le gel. Assurez-vous que le gel à ultrasons couvre toute la tête de l’animal au bain d’eau et qu’il n’y a pas de bulles d’air dans le gel à ultrasons entre le bain d’eau et le cuir chevelu de la souris.

8. Immergez le transducteur à ultrasons dans le bain-marie, en vous assurant qu’aucune bulle d’air ne se forme à la surface du transducteur.

9. Abaissez le bras de la sonde à l’aide du mode Jog Down vers la sonde partiellement immergée et couplez-la à la sonde en alignant les fentes magnétiques les unes avec les autres pendant que la surface de la sonde reste immergée.

10. Désactivez le mode Jog, puis quittez la recherche ciblée, comme cela a été fait lors de l’étape d’initialisation. Assurez-vous de confirmer la position d’origine comme fait précédemment.

11. Allez dans l’onglet traitement, puis téléchargez les fichiers IRM pondérés en T1 post-contraste en cliquant sur l’icône du dossier en haut au milieu de l’écran. Sélectionnez le dossier contenant les fichiers DICOM qui ont été téléchargés précédemment sur l’ordinateur et ouvrez-les. Cette étape devrait charger automatiquement tous les fichiers DICOM dans le panneau supérieur droit.

12. Ensuite, dans l’onglet Mode de sonication, sélectionnez le mode de traitement approprié en choisissant Rafale ou Onde continue. Si vous êtes en mode rafale, dans l’onglet Paramètres de sonication, entrez la durée de la rafale, la période de rafale et le nombre de périodes. Ces paramètres correspondront à chaque emplacement de sonication. Si vous êtes en mode onde continue, entrez uniquement la durée de sonication.

REMARQUE : Dans cette étude, le mode d’onde continue a été utilisé pendant une durée de 120 s.

13. Cliquez sur l’icône de la cible en haut au milieu de la page et sélectionnez les emplacements appropriés sur la coupe d’IRM appropriée où la région focale des ultrasons focalisés (FUS) doit être dirigée. Un carré rouge clair avec un cercle rouge sera présent lorsque vous cliquez. Vous pouvez choisir plus d’une sélection.

14. À gauche de l’image IRM se trouve un tableau, qui sera rempli avec les coordonnées 3D des régions focales sélectionnées. Dans la dernière colonne du tableau, entrez le niveau de puissance à soniser à chaque point focal, qui peut être calculé séparément pour chaque sonde utilisée pour obtenir les niveaux de pression ou d’intensité souhaités. Cliquez sur chaque point focal du tableau pour confirmer ce qui entraînera la mise en évidence des coordonnées et la région focale correspondante sur l’image deviendra bleue. note: Reportez-vous à la fiche technique de la sonde pour déterminer comment traduire le niveau de puissance saisi dans le tableau en pression ou en intensité, car ces valeurs sont spécifiques à la sonde.

15. Une fois satisfait de toutes les régions focales, sélectionnez Test de mouvement. Cela incitera le logiciel à déplacer le transducteur vers tous les points focaux pour s’assurer que les mouvements sont possibles. Après confirmation, le logiciel indiquera que le test de mouvement est terminé. Si une erreur se produit, ajustez les zones focales afin qu’elles puissent s’adapter aux axes 3D des moteurs des transducteurs.

16. Une fois prêt, sélectionnez Begin Sonication pour commencer le protocole de sonication, en déplaçant le transducteur et en appliquant les paramètres FUS corrects à chaque région focale sélectionnée.

17. Une fois le protocole de sonication terminé, découplez le transducteur du bras du transducteur, retirez le bain-marie de la plate-forme et essuyez le gel à ultrasons du cuir chevelu de l’animal.

18. Dévissez l’occlusion et les barres auriculaires, retirez l’animal du lit d’IRM, puis placez-le sur un coussin chaud jusqu’à ce qu’il se réveille de l’anesthésie. À ce stade, remettez l’animal dans sa cage.

19. Pour les animaux subséquents, répéter le même protocole, en commençant par la section 6. 20. Une fois que les animaux souhaités sont traités, nettoyez toutes les surfaces touchées par les animaux avec de l’éthanol à 70 % (voir le tableau des matériaux).

21. Quittez le logiciel, puis éteignez et éteignez chaque équipement.

Résultats

Figure 1 : Placement des animaux. (A) Lit et berceau IRM, avec diverses pièces étiquetées : 1. Berceau IRM. 2. Lit d’IRM stéréotaxique. 3. Barres d’oreille. 4. Barre de morsure. 5. Cône de nez. 6. Trou de cheville de...

Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article

Nom	Entreprise	Numéro de catalogue	Commentaires
7T PET-MR system	Bruker	Biospec 70/30
Feuille d’aluminium	Reynolds Brand
Amplifier	FUS Instruments	2175
Souris nues athymiques	Charles River Laboratories	Code de souche 490
Conteneur à déchets d’isofluorane de charbon	de bois Patterson scientific	78909457
Ordinateur	FUS Instruments	2269
Verre de protection	Fisherbrand	12-545J
Moniteur de bureau	ASUS	VZ239H
Rasoir électronique	Wahl	93235-002
Sérum fœtal bovin	Thermo Fisher Scientific	16000044
Générateur de fonction	Siglent	QS0201X-E01B
Agent de contraste au gadolinium (Gadavist)	McKesson Corporation	2068062
Gauze	Henry Schein	101-4336
Lampe	chauffante
Coussin chauffant	Kent Scientific	RT-0501
Chambre à induction	Patterson	scientific 78933388
Vaporisateur d’isofluorane	Patterson scientific	78916954
Isoflurane	Covetrus	29405
Système d’isoflurane	Patterson Scientific
spectre IVIS	Perkin, Elmer	124262
Nair	Church et Dwight Co.
Pommade ophtalmique	Puralube pommade
RK-50 MRgFUS system	FUS Instruments	2182
Balance
Lame de scalpel	Covetrus	7319
Manche de scalpel	Fine Science Tools	91003-12
Jeu de tournevis	Jakemy	JM-8160
Marqueur de peau	Time Out	D538,851
Cadre stéréotaxique	Kopf Instruments	5000
Prototype d’appareil d’imagerie plastique IRM stéréotaxique	FUS Instruments
Transducteur et boîte correspondante	FUS Instruments	T515H750-118
Dégazeur à ultrasons	FUS Instruments	2259
Gel à ultrasons	ParkerLabs	01-08
Bain d’eau	FUS Instruments
Xylazine	Covetrus	1XYL006

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