אולטרסאונד ממוקד עם סוכני microbubble יכול לפתוח את מחסום הדם מוח מוקדי חולף. טכניקה זו שימשה כדי לספק מגוון רחב של סוכנים על פני מחסום הדם מוח. מאמר זה מספק פרוטוקול מפורט עבור מסירה מקומית למוח מכרסמים עם או בלי הדרכה MRI.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
גישה ספסל למיקום ספציפי מחסום הדם מוח פתיחת באמצעות אולטרסאונד ממוקד במודל עכברוש
במאמר זה
סיכום
תקציר
ניתוח סטראוטקסי הוא תקן הזהב להעברת סמים וגנים מקומיים למוח המכרסמים. טכניקה זו יש יתרונות רבים על פני אספקה מערכתית כולל לוקליזציה מדויקת לאזור המוח היעד והפחתת תופעות לוואי מחוץ ליעד. עם זאת, ניתוח סטראוטקסי הוא פולשני מאוד אשר מגביל את היעילות התרגומית שלה, דורש זמני התאוששות ארוכים, ומספק אתגרים כאשר מיקוד אזורי מוח מרובים. אולטרסאונד ממוקד (FUS) יכול לשמש בשילוב עם microbubbles במחזור כדי לפתוח באופן ארעי את מחסום הדם מוח (BBB) באזורים בגודל מילימטר. הדבר מאפשר לוקליזציה תוך נדרית של סוכנים המועברים באופן שיטתי שאינם יכולים בדרך כלל לחצות את ה- BBB. טכניקה זו מספקת חלופה לא פולשנית לניתוח סטראוטקסי. עם זאת, עד כה טכניקה זו טרם אומצה באופן נרחב במעבדות מדעי המוח בשל הגישה המוגבלת לציוד ושיטות סטנדרטיות. המטרה הכוללת של פרוטוקול זה היא לספק גישה ספסל לפתיחת FUS BBB (BBBO) כי הוא סביר לשחזור ולכן ניתן לאמץ בקלות על ידי כל מעבדה.
מבוא
למרות התגליות הרבות במדעי המוח הבסיסיים, מספר הטיפולים המתעוררים להפרעות נוירו-התפתחותיות ונוירודגנרטיביות נותר מוגבל יחסית1,2. הבנה מעמיקה יותר של הגנים, המולקולות והמעגלים התאיים המעורבים בהפרעות נוירולוגיות הציעה טיפולים מבטיחים שאינם ניתנים למימוש בבני אדם בטכניקות הנוכחיות3. טיפולים יעילים מוגבלים לעתים קרובות על ידי הצורך להיות חדירה למוח ו ספציפי לאתר4,5,6,7,8. עם זאת, שיטות קיימות של אספקת תרופות מקומיות לאזורי מוח ספ....
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
פרוטוקול
כל ההליכים הניסיוניים נעשו בהתאם להנחיות הוועדה המוסדית לטיפול ושימוש בבעלי חיים (IACUC) של UAB.
1. הגדרת ציוד נהיגה אולטרסאונד ממוקד
- השתמש 50 אוהם כבלי BNC קואקסיאליים כדי לחבר (1) את הקלט של מתמר אולטרסאונד לפלט של מגבר RF ו (2) את הקלט של מגבר RF לפלט של מחולל הפונקציות.
- הגדר את מצב מחולל הפונקציות לפרץ סינוסואיד פעם בשנייה עם מחזור חובה של 1%.
- עבור מתמר טבילה בהספק נמוך של 1 מגה-הרץ עם מרחק מוקד של 0.8 אינץ' המשמש עם מגבר RF של 50 dB, הגדר את הגדרות ההתחלה ל: גל סינוס של 1 מגה-הרץ, שיא V אחד לשיא, מחזור 10k, מרווח זמן של 1 (או נקודה).
- עבור מגובה האוויר, מתמר בהספק גבוה של 1.1 מגה-הרץ, הגדר את ההגדר....
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
תוצאות
כאן, אנו מראים כי אולטרסאונד ממוקד עם microbubbles יכול לגרום לפתיחת BBB מקומית באמצעות הפרמטרים שצוינו לעיל הן עם מתמר טבילה בהספק נמוך (איור 3) והן מתמר FUS (איור 4). ראשית, בניסויים מוקדמים, מתמר הטבילה בהספק נמוך היה מכוון לחצי כדור מוח אחד או לפנייים (איור 3b) או למדיאלי(איור 3a). בעלי חיים הוקרבו שעתיים לאחר מכן בזלוף (איור 3a) או ללא זלוף (איור 3.......
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
דיון
כאן תיארנו גישה ספסל כדי microbubble סייע FUS BBB פתיחת עם גישות חלופיות כולל, שני מתמרים שונים ושיטות למיקוד תוך חיים עם וללא הדרכה MRI. נכון לעכשיו, על מנת להקים MRI מונחה FUS BBB פתיחת במעבדה, יש אפשרות לרכוש מכשירים מוכנים לשימוש מעולה המספקים תוצאות סטנדרטיות מאוד לשחזור עם ממשקים ידידותיים למשתמש. עם זאת, מעבדות רבות אינן מוכנות לעלות של מכשירים כאלה. לכן, המטרה העיקרית של פרוטוקול זה היא לספק נקודת התחלה שכל מעבדה יכולה להקים על מנת לבנות את המומחיות שלהם בטכניקה.
פתיחת FUS BBB היא כעת .......
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
גילויים
למחברים אין מה לחשוף.
תודות
מחקר זה נתמך בחלקו על ידי מענק תשתית מחקר EPSCoR NSF לאוניברסיטת קלמסון (1632881). בנוסף, מחקר זה נתמך בחלקו על ידי מרכז המחקר הבינלאומי Civitan, ברמינגהאם, AL. המחברים מודים בהכרת תודה על השימוש בשירותים ובמתקנים של אוניברסיטת אלבמה במתקן המשותף להדמיית בעלי חיים קטן בברמינגהאם [NIH P30 CA013148]. המחברים מכירים בראג'יב צ'ופרה על תמיכתו והנחייתו.
....הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
חומרים
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| שייקר בועות | Lantheus Medical Imaging | VMIX | VIALMIX, מכשיר הפעלה המשמש להפעלת מיקרו-בועות Definity |
| תקע קטטר / מכסה הזרקה | טכנולוגיות עירוי SAI | מספר חלק: | תקע קטטר IC / מכסה הזרקה |
| צבע כחול אוונס | סיגמא | E2129-10G | צבע כחול אוונס |
| מחולל פונקציות | Tektronix | AFG3022B | ערוץ כפול, 250MS/s, מתמר FUS 25MHz |
| , 1.1MHz | FUS Instruments | TX-110 | מתמר אולטרסאונד ממוקד כדורי תואם MRI 1 MHz עם הידרופון |
| כרית חימום לעכברים וחולדות | Kent Scientific | PS-03 | כרית חימום- PhysioSuite לעכברים וחולדות |
| משאבת עירוי | KD Scientific | 780100 | KDS 100 Legacy משאבת עירוי מזרק יחיד |
| קלטת קפטון | Gizmo Dorks | https://www.amazon.com/dp/B01N1GGKRC/ ref=cm_sw_em_r_mt_dp_U_GbR7Db56HKD91 | Gizmo Dorks Kapton Tape (Polyimide) למדפסות תלת מימד והדפסה, 8 x 8 אינץ', 10 גיליונות לחבילה |
| מתמר טבילה בהספק נמוך, מתמר טבילה 1MHz | Olympus | V303-SU | , 1 מגה-הרץ, 0.50 אינץ'. קוטר אלמנט, סגנון מארז סטנדרטי, מחבר UHF ישר, F=0.80IN ערכות |
| מגנט | WINOMO | https://www.amazon.com/dp/B01DJZQJBG/ ref=cm_sw_em_r_mt_dp_U_JYQ7DbM32E5QC | WINOMO 15 מ"מ לתפור בשקית מגנטית אבזמים לתפירת סקראפבוקינג - 10 סטים |
| מגבר RF | E& I | A075 | 75W |
| קטטר וריד זנב | BD | 382512/ פישר פריט: NC1228513 | 24 גרם BD Insyte Autoguard צנתרים IV מוגנים (לא מכונפים) |
| מיקרו-בועות ניגודיות אולטרסאונד | Lantheus Medical Imaging | DE4, DE16 DEFINITY | (Perflutren Lipid Microsphere) |
| ג'ל אולטרסאונד | Aquasonic | https://www.amazon.com/dp/B07FPQDM4F/ ref=cm_sw_em_r_mt_dp_U_D6Q7Db3J9QP7P | ג'ל אולטרסאונד Aquasonic 100 Transmission 1 ליטר בקבוק סחיטה |
| ערכות עירוי מכונפות, 22ga. | Fisher Healthcare | 22-258087 | Terumo Surflo Winged Infusion Sets |
| תוכנת בקר מנוע | N/A | N/A | תוכנה מותאמת אישית שנכתבה ב-LabView לשליטה בסביבת זמן הריצה של בקר המנוע Velmex |
| עבור תוכנת בקר המנוע | National Instruments | LabView מנוע זמן ריצה גרסה 2017 ומעלה | https://www.ni.com/en-us/support/downloads/software-products/download.labview.html |
| 3 צירים מפעיל שלב ליניארי (מיקום XYZ) | Velmex | ||
| Velmex | MB-1 | בורג BiSlide 1/4-20x3/4 אינץ' בורג כובע שקע (10 חבילות), כמות: | |
| 3 בקר מנוע | Velmex | VXM-3 | בקרה, בקרת מנוע צעד 3 צירים ניתנת לתכנות, כמות: 1 |
| קליעי הרכבה | Velmex | MC-2 | Cleat, 2 חורים BiSlide, כמות: 6 |
| קליעי הרכבה | Velmex | MC-2 | Cleat, 2 חורים BiSlide, כמות: 2 |
| ממיר USB לטורי | Velmex | VXM-USB-RS232 | כבל תקשורת טורי USB ל-RS232 10 רגל, כמות: 1 |
| שלב ליניארי בציר x | Velmex | MN10-0100-M02-21 | BiSlide, נסיעה = 10 אינץ', 2 מ"מ / סיבוב, גבולות, NEMA 23, כמות: |
| מנוע צעד 1 ציר x | Velmex | PK266-03A-P1 | Vexta Type 23T2, מנוע צעד עם פיר יחיד, כמות: 1 |
| שלב ליניארי בציר y | Velmex | MN10-0100-M02-21 | BiSlide, נסיעה = 10 אינץ', 2 מ"מ / סיבוב, גבולות, NEMA 23, כמות: |
| מנוע צעד 1 ציר y | Velmex | PK266-03A-P1 | Vexta Type 23T2, מנוע צעד פיר יחיד, כמות: 1 |
| בולם ציר z | Velmex | D6CL-6.3F | D6CL מנחת עבור צעד כפול מסוג 23 מנוע, כמות: |
| 1 שלב ליניארי בציר z | Velmex | MN10-0100-M02-21 | BiSlide, נסיעה = 10 אינץ', 2 מ"מ / סיבוב, גבולות, NEMA 23, כמות: |
| מנוע צעד 1 ציר z | Velmex | PK266-03B-P2 | Vexta Type 23T2, מנוע צעד כפול, כמות: 1 |
| קבצים | |||
| תושבת מתמר טבילה ומצביע | |||
| https://www.tinkercad.com/things/cRgTthGXSRq מסגרת | https://www.tinkercad.com/things/ilynoQcdqlH | ||
| מחזיק | https://www.tinkercad.com/things/aZNgqhBOHAX | ||
| 9.4T בעל חיים קטן MRI | Bruker | Bruker Bruker BioSpec 94/20 | ParaVision גרסה 5.1 |
| AAV9-hsyn-GFP | Addgene | ||
| מסיר שיער קרם | כנסייה & דווייט | נאיר קרם | |
| gadobutrol MRI חומר ניגוד | באייר | גדביסט (Gadobutrol, 1mM / mL) | |
| מסגרת סטריאוטקטית | Stoelting | # 51500 | לא תואם MRI |
| מכשיר אספקת FUS FUS | Instruments | RK-300 | מוכן לשימוש FUS תואם MRI למכרסמים |
מקורות
- Markou, A., Chiamulera, C., Geyer, M. A., Tricklebank, M., Steckler, T. Removing obstacles in neuroscience drug discovery: the future path for animal models. Neuropsychopharmacology. 34 (1), 74-89 (2009).
- Schoepp, D. D. Where will new neuroscience therapi....
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הדפסות חוזרות והרשאות
