Radiothérapie par peinture de dose basée sur la tomographie par émission de positons dans un modèle de rat de glioblastome à l’aide de la plate-forme de recherche sur les rayonnements de petits animaux

Résumé

Nous présentons ici un protocole pour effectuer une radiothérapie préclinique basée sur la tomographie par émission de positons dans un modèle de glioblastome de rat à l’aide d’algorithmes développés en interne pour optimiser la précision et l’efficacité.

Résumé

Un modèle de glioblastome de rat pour imiter le traitement chimio-radiothérapie du glioblastome humain en clinique a déjà été établi. À l’instar du traitement clinique, la tomodensitométrie (TDM) et l’imagerie par résonance magnétique (IRM) ont été combinées au cours du processus de planification du traitement. L’imagerie par tomographie par émission de positons (TEP) a ensuite été ajoutée pour mettre en œuvre l’amplification du sous-volume à l’aide d’un système de micro-irradiation. Cependant, la combinaison de trois modalités d’imagerie (tomodensitométrie, IRM et TEP) à l’aide d’un système de micro-irradiation s’est avérée laborieuse, car l’imagerie multimodale, la planification du traitement et l’administration des doses doivent être effectuées séquentiellement dans le cadre préclinique. Il en résulte également un flux de travail plus sujet aux erreurs humaines. Par conséquent, un algorithme convivial pour optimiser davantage la planification de la radiothérapie basée sur l’imagerie multimodale préclinique a été mis en œuvre. Cet outil logiciel a été utilisé pour évaluer la précision et l’efficacité de la radiothérapie par peinture de dose avec micro-irradiation à l’aide d’un plan d’étude in silico . La nouvelle méthodologie pour la radiothérapie par peinture de dose est supérieure à la méthode décrite précédemment en termes de précision, d’efficacité temporelle et de variabilité intra- et inter-utilisateurs. Il s’agit également d’une étape importante vers la mise en œuvre de la planification du traitement inverse sur les micro-irradiateurs, où la planification prospective est encore couramment utilisée, contrairement aux systèmes cliniques.

Introduction

Le glioblastome (GB) est une tumeur cérébrale primitive maligne et très agressive. Gb est une tumeur hétérogène solide généralement caractérisée par des limites infiltrantes, une atypie nucléaire et une nécrose1. La présence de la barrière hémato-encéphalique et le statut du cerveau en tant que site immuno-privilégié font de la découverte de nouvelles cibles pour la chimiothérapie et l’immunothérapie une tâche ardue2,3,4. Il est à noter que le traitement des patients atteints de GB a à peine changé depuis l’introduction, en 2005, du protocole Stupp qui....

Protocole

L’étude a été approuvée par le comité d’éthique local pour l’expérimentation animale (ECD 18/21). La surveillance de l’anesthésie est effectuée en acquérant la fréquence respiratoire des animaux à l’aide d’un capteur.

1. Modèle de cellule de rat F98 GB

1. Cultivez les cellules F98 GB dans une monocouche à l’aide du milieu Eagle modifié de Dulbecco, complété par 10% de sérum de veau, 1% de pénicilline, 1% de streptomycine et 1% de L-glutamine, et placez-les dans un incubateur à _CO2 (5% de _CO2 et 37 ° C).
2. Inoculer les cellules de gliome dans le cerveau des rats Fischer F344 femelles (poids corporel 170 g....

Résultats

La faisabilité de l’irradiation guidée par TEP et IRM dans un modèle de rat glioblastome utilisant le SARRP pour imiter la stratégie de traitement humain a déjà été décrite20,21,22. Alors que l’animal était fixé sur un lit multimodal fabriqué en interne, il a été possible de créer un plan de radiothérapie acceptable combinant trois modalités d’imagerie: TEP, IRM et CT. Dans ces méthodes, un progiciel externe (voir la tab.......

Discussion

Un modèle GB de rat pour imiter le traitement de chimiothérapie-radiothérapie en clinique pour les patients atteints de glioblastome a été précédemment ^décrit20. Semblable à la méthode clinique, la tomodensitométrie et l’IRM ont été combinées au cours du processus de planification du traitement pour obtenir une irradiation plus précise. Un lit multimodal pour minimiser les mouvements (de la tête) a été utilisé lorsque l’animal a été déplacé d’un système d’imagerie à un autre. Par la suite, l’image.......

Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article

Nom	Entreprise	Numéro de catalogue	Commentaires
Culture cellulaire
F98 Glioblastome Lignée cellulaire	ATCC	CRL-2397	https://www.lgcstandards-atcc.org/products/all/CRL-2397
Dulbeco’s Modified Eagle Medium	Thermo Fisher Scientific	22320-030
Fioles de culture cellulaire	Thermo Fisher Scientific	178883	75 cm² ;
FBS	Thermo Fisher Scientific	10270106
L-Glutamine	Thermo Fisher Scientific	25030-032	200 mM
Pénicilline-Streptomycine	Thermo Fisher Scientific	15140-148	10 000 U/mL
Saline tamponnée au phosphate (PBS)	Thermo Fisher Scientific	14040-224
Trypsine-EDTA	Thermo Fisher Scientific	25300-062	0.05 %
GB Modèle
Rat Meule en forme de boule	Foredom	A-228	1.8 mm
Cire d’os	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 Rats	Charles	River-Seringue
insuline Microfine	Beckton-Dickinson	320924	1 mL, 29 g
Lampe IR	Philips	HP3616/01
Meloxicam (Metacam)	Boehringer Ingelheim-2		mg/mL
Outil rotatif à micromoteur	Foredom	K.1090-22
Système de micropompe	Stoelting Co.	53312	Stoelting Injecteur stéréotaxique
Cadre stéréotaxique	Stoelting Co.	51600
Xylocaïne (1 %, avec adrénaline 1:200 000)	Aspen-1		%, avec adrénaline 1:200 000
Gel de xylocaïne (2 %)	Aspen-2		%
Irradiation
Micro-irradiateur	X-Strahl	SARRP	Version 4.2.0
Logiciel	X-Strahl	Muriplan	Planification du traitement préclinique système (PCTPC), version 2.2.2
Small Animal PET
[18F]FET	Traceur TEP fabriqué en interne		; avec Prohance : Agent IRM/TEP
Micro-PET	Molecubes	Beta-Cube	https://www.molecubes.com/b-cube/
IRM
Micro-MRI	Bruker Biospin	Pharmascan 70/16	https://www.bruker.com/products/mr/preclinical-mri/pharmascan.html
Aiguille de 30 g pour injection IV	Beckton-Dickinson	305128
PE 10 Tubing	Instech Laboratories Inc	BTPE-10	BTPE-10, tube en polyéthylène 0,011 x 0,024 po (0,28 x 60 mm), non stérile, bobine de 30 m (98 ft), Instech laboratories, Inc Plymouth meeting PA USA- (800) 443-4227- http://www.instechlabs.com
Prohance agent de contraste	Bracco		mg/mL, agent de contraste au gadolinium (avec [18F]FET : IRM/agent TEP)
Tx/Rx Rat Brain - Mouse Whole Body Volumecoil	Bruker Biospin-40		mm de diamètre
Unité de chauffage à base d’eau	Bruker Biospin	MT0125
Consommables
Isoflurane	Zoetis	B506	Anesthésie
Seringue à insuline Microfine	Beckton-Dickinson	320924	1 mL, 29 G
Analyse
MATLAB	Mathworks-Version		R2019b
PMOD	PMOD technologies LLC		Logiciel d’imagerie préclinique et moléculaire

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