Un protocole et une procédure animale utilisant un modèle de cathétérisme de la veine jugulaire chez le rat pour les études d’ouverture de la BHE ont été mis au point. Bien qu’il existe de nombreux protocoles précliniques, ce protocole intègre un système FUS disponible dans le commerce et un modèle de rat, minimisant les procédures de préparation des animaux et assurant ainsi la reproductibilité expérimentale.
Dans ce protocole, la sélection des microbulles était basée sur leur stabilité et leur stockage à température ambiante. D’autres microbulles commerciales peuvent être envisagées comme alternatives. Kotopoulis et al. ont étudié et comparé divers types de microbulles pour la sonoporation de faible intensité des cancers du pancréas10. D’après les résultats in vitro , la microbulle sélectionnée dans cette étude s’est avérée être la formulation optimale à des intensités plus faibles, tandis que d’autres microbulles étaient plus efficaces à des intensités plus élevées. Cependant, les microbulles les plus appropriées pour ouvrir la BHE dans un modèle de rat restent incertaines. Vlachos et coll.13 ont étudié les effets de la pression acoustique et de la taille des microbulles sur le volume de l’ouverture de la BHE et les lésions tissulaires, telles que la perturbation vasculaire et l’œdème. Le protocole suggéré encourage les études futures à étudier et à identifier les paramètres de microbulles et de sonication les plus appropriés pour une utilisation dans un modèle de rat.
Dans cette étude, le système FUS préclinique a été sélectionné en raison de ses capacités rapides et précises de ciblage multipoint. Le système est programmé pour traverser automatiquement des points focaux prédéfinis, une caractéristique qui facilite la sonication régionale dirigée vers la zone tissulaire ciblée. Comme alternative, des transducteurs à ultrasons focalisés (FUS) établis, tels que ceux proposés par Sonic Concepts et ExAblate Neuro (voir le tableau des matériaux), peuvent être utilisés pour ouvrir la barrière hémato-encéphalique14,15. Notamment, le transducteur ExAblate Neuro est conçu pour être compatible avec l’imagerie par résonance magnétique, fournissant un guidage et une surveillance en temps réel du processus de traitement. À l’avenir, ces transducteurs pourront être intégrés dans le protocole développé.
Le protocole d’IRM proposé intègre diverses séquences d’IRM afin de démontrer son potentiel pratique pour diverses études d’imagerie. Il est recommandé d’utiliser des séquences d’écho de gradient pondérées T1 avant et post-contraste et des séquences d’écho de spin pondérées T2 pour capturer les changements d’intensité du signal induits par les agents de contraste IRM à partir de la fuite de la BHE. Les utilisateurs ont la possibilité d’inclure la cartographie DWI, DCE et T2* dans leur protocole d’imagerie. Comme alternative à l’utilisation d’un scanner IRM, Singh et al.16 ont introduit des méthodes utilisant l’imagerie par ultrasons Doppler pour la localisation focale et la cartographie acoustique passive pour détecter la cavitation des microbulles, qui est corrélée avec les régions ouvertes par la BHE. Par conséquent, ce protocole est prometteur pour sa mise en œuvre dans un système entièrement à ultrasons, ce qui représente une alternative potentielle.
Dans cette étude, l’approche de perfusion12 a été utilisée, qui fait référence à l’infusion pendant la sonication. Étant donné que cette approche fournit continuellement des microbulles au cerveau, elle peut entraîner une ouverture plus stable et plus cohérente de la BHE par rapport à la perfusion en bolus. Lapin et coll.12 ont étudié la comparaison entre les approches de perfusion et de bolus pour une ouverture constante de la BHE et ont constaté qu’un débit de 7,2 μL de microbulles Definity/kg/min ou moins pouvait ouvrir la BHE sans blessure à divers niveaux de pression. Cependant, cette approche peut avoir une limitation potentielle dans le maintien de la concentration de microbulles dans la seringue au fil du temps. Les microbulles peuvent avoir tendance à flotter et à s’agréger au sommet de la seringue, ce qui peut entraîner une diminution de la dose de microbulles. Alternativement, l’injection en bolus de microbulles peut être effectuée dans le sinus rétroorbitaire. Les études futures utilisant le protocole proposé devraient explorer des comparaisons avec différentes méthodes et types de perfusion de microbulles afin d’optimiser l’ouverture de la BHE dans un modèle de rat.
La limite de cette étude est l’absence de validation histochimique des dommages macroscopiques, tels que les résultats de coloration à l’hématoxyline et à l’éosine (H&E) ou au violet cristallin. Cependant, le protocole proposé peut être utilisé pour optimiser les paramètres de sonication et d’IRM afin d’éviter les dommages macroscopiques dans le cerveau. De plus, des procédures d’analyse histopathologique peuvent être intégrées dans des études futures pour remédier à cette limitation.