מודל עכברי בעל יכולת חיסונית לטיפול תרמי אינטרסטיציאלי בלייזר בגליובלסטומה
15 בנובמבר 2024
גליובלסטומה היא צורה הרסנית של סרטן מוח ראשוני, וטיפול תרמי אינטרסטיציאלי בלייזר מתגלה כחלופה מבטיחה לכריתה כירורגית קונבנציונלית לגליובלסטומה שאינה ניתנת לניתוח. פרוטוקול זה מתאר מודל עכבר פרה-קליני אופטימלי שניתן להשתמש בו כדי לחקור את השפעות הטיפול או טיפולים משלימים וקומבינטוריים.
המחקר שלנו מתמקד בגידולי מוח במבוגרים. זה כולל גליובלסטומה, גליומה ראשונית, כמו גם גרורות במוח. פיתחנו מודלים של עכברי גידול מוח כדי לזהות טיפולים יעילים יותר לחולים עם מצבים קטלניים אלה.
גליובלסטומה היא גידול המוח הראשוני החמור והשכיח ביותר. ביותר מ-20% מחולי הגליובלסטומה, לא ניתן להסיר גידול מוח זה בניתוח. במקרים אלה, טיפול תרמי אינטרסטיציאלי בלייזר, בקיצור, LITT, משמש קלינית כדי למקד את גידולי המוח האגרסיביים הללו.
LITT היא טכנולוגיית אבלציה של רקמות תרמיות המיושמת קלינית עבור גידולי מוח שאינם נגישים בניתוח. המחקר שלנו באמצעות מודלים של עכברי LITT יספק מידע חשוב על תגובות הרקמה והתאים לטיפול בחום בגידול וברקמת המוח שמסביב. הבנה טובה יותר של השינויים המולקולריים והתאים הנגרמים על ידי LITT במוח תאפשר לנו להשתמש ב-LITT בצורה יעילה יותר כדי לשפר את התוצאות עבור חולי גידולי מוח.
האתגר הניסויי הקריטי ביותר הוא מיקוד וטיפול מדויקים בגידול. בניגוד לניתוח LITT, המשמש קלינית בחולים אנושיים, לרוב המודלים אין הדמיית MRI בזמן אמת, מה שמקשה על מיקוד הגידול ללא כל עזר חזותי. כדי להתחיל, רשום את משקל העכבר המורדם כדי לחשב את מינון התרופות הנכון.
גלח בזהירות את אזור הניתוח, הימנע מהעיניים, האוזניים והשפם. מקם את החותכות של העכבר לתוך החור של מוט הנשיכה והתאם את חרוט האף של מסגרת סטריאוטקסית עד שהוא מתאים היטב, ולאחר מכן הדק את בורג השמירה כדי לאבטח אותו במקומו. בדוק את עומק ההרדמה על ידי ביצוע צביטות בבוהן הגפיים האחוריות הדו-צדדיות.
לאחר שהעכבר מורדם כראוי, אבטח את הגולגולת באמצעות סיכות אוזניים והתאם את הראש למצב מישור ניטרלי. יש למרוח משחת עיניים בנדיבות על שתי העיניים כדי למנוע יובש. בעזרת מזרק בגודל 28 אינץ', הזריק מלוקסיקם תת עורי כתרופה נגד כאבים.
הפחת את קצב ההרדמה כדי לשמור על קצב הנשימה היעד. לאחר מכן, עטפו את העכבר בצורה אספטית. בעזרת צמר גפן סטרילי, יש למרוח תמיסת חיטוי כלורהקסידין החל מדיאלית וכלפי חוץ.
לאחר מכן בעזרת צמר גפן סטרילי טרי, מרחו 70% אתנול באותו אופן. בדוק שוב את עומק ההרדמה על ידי ניטור קצב הנשימה. לאחר מכן בעזרת אזמל להב מספר 15, בצע חתך באמצע סגיטלי של 1.0 עד 1.5 סנטימטר המתחיל מעט אחורי לעיניים בכיוון הקיפוד.
כעת, בעזרת צמר גפן סטרילי, שקפו את קצוות הפצע כדי לדמיין את הגולגולת. יש לשפשף בעדינות כל רקמת חיבור מהאזור. במידת הצורך, השתמש במקלון צמר גפן סטרילי ספוג במי חמצן כדי לחשוף את פני הגולגולת ולדמיין את תפרי הלמבדה.
אתר ברגמה במקום שבו תפרי הקרנית השמאלית והימנית פוגשים את התפר הסגיטלי. לחלופין, כדי להקל על העברת ברגמה במהלך ניתוח LITT, השתמש בשרף אקרילי צבעוני לא רעיל וקיסם עץ סטרילי והטביע סימן קטן מעל ברגמה. עם מזרק המיקרוליטר במסגרת, אפס הקואורדינטות הסטריאוטקטיות עם הקצה הנוגע בברגמה.
קואורדינטת X מתייחסת לתנועה במישור הצדדי המדיאלי, קואורדינטת Y לתנועה אחורית קדמית, וקואורדינטת Z למישור הגחון הגבי. ודא שהלמבדה נמצאת באותו מישור גחון גבי כמו ברגמה כאשר Z שווה לאפס בשני ציוני הדרך. אם יש צורך בהתאמות, ודא שהגולגולת עדיין מקובעת היטב על ידי הפעלת לחץ עדין עם ספוגית סטרילית.
מקם את קצה המחט מעל אזור המטרה בקואורדינטות בתוספת 2.0 מילימטר מדיה לרוחב ובתוספת 0.5 מילימטר אנטרופוסטריור מברגמה. הורד בזהירות את קצה המקדחה עד שהוא נוגע בגולגולת. הרם מעט את קצה המחט וצור נקודה קטנה במיקום החור באמצעות טוש כירורגי סטרילי.
לאחר מכן, הרימו מעט את המחט כך שהיא לא תפריע וקדחו חור במיקום המסומן שלכם, והקפידו לחפור רק דרך הגולגולת מבלי לפגוע בקרום המוח שמתחתיה. צור חור בור שני בתוספת 3.0 מילימטר לרוחב מדיאלי ובתוספת 0.5 מילימטר אנטרופוסטריור, או הרחב את החור המקורי לקואורדינטה זו כדי להתאים את הצמד התרמי במהלך הליך LITT. לאחר מכן, הסר את צינור המיקרו-צנטריפוגה המכיל תאי גליומה של עכבר CT2A מהקרח והעביר בעדינות את הצינור בקצה האצבע כדי להשעות מחדש את התאים.
בעזרת מזרק של חמישה או 10 מיקרוליטר, צייר בעדינות כשני מיקרוליטר ממתלה התאים. מוציאים 0.5 מיקרוליטר מהמזרק כדי להסיר אוויר. נגב את פיר המחט עם ספוגית אלכוהול כדי להסיר שאריות נוזל או תאים.
הורד לאט את המחט לעומק ב-Z שווה למינוס שלושה מילימטרים ועצור לדקה אחת. לאחר מכן החזירו לאט את המחט 0.5 מילימטרים והזריקו תאים במהירות של 0.5 מיקרוליטר לדקה. לאחר השלמת ההזרקה, המתן שתי דקות לפני שתמשוך לאט את המזרק במשך שלוש עד ארבע דקות.
עצירה של עד דקה לאחר המרווחים הראשונים של 100 עד 250 מיקרומטר תסייע במניעת תזוזה של תאים. כדי לסגור את חתך הפצע, יש להעריך מחדש את שולי החתך. בעזרת שלושה תפרים קטועים עם תפר 50, סגור את הפצע תוך הזזה קלה של שולי הפצע כדי להבטיח שהדרמיס הבסיסי נוגע.
מרחו את תמיסת היוד של פובידון על הפצע הסגור והעבירו את העכבר לכלוב התאוששות מרופד בנייר על משטח חימום המוגדר ל-37 מעלות צלזיוס. לאחר שהחיה חזרה לשכיבה על החזה, ניתן להעביר אותה בחזרה לכלוב הביתי שלה. תשעה ימים לאחר הזרקת תרחיף תאי גליומה של עכבר CT2A, אבטח את העכבר המורדם במסגרת הסטריאוטקטית.
צור מחדש חתך בקו האמצע והשתמש במקלון קצה כותנה סטרילי כדי לנקות את הגולגולת כדי להסיר כל רקמה שמסתירה ברגמה. עם הטיפול התרמי הבין-תאי בלייזר או חיבור LITT במקומו על המסגרת הסטריאוטקטית, אפס את הקואורדינטות בברגמה עבור קצה סיב הלייזר. לאחר מכן, הרם מעט את קצה סיבי הלייזר ועבור לקואורדינטות האחוריות הצדדיות והקדמיות הרצויות.
לאחר מכן הורד לאט את הגשושית לקואורדינטות הגחון הגביות של המטרה כדי להגיע למטרה. הגדר את פרמטרי הטיפול ב-LITT למצב רציף ולהפעיל אחד מה. לאחר מכן, העבר את הלייזר ממצב המתנה לפעיל והפעל את הלייזר למשך 60 שניות באמצעות דוושת כף הרגל.
אם הטמפרטורה עולה מעבר ל-46 מעלות צלזיוס, עצרו לזמן קצר, ואז הפעילו מחדש, במטרה לשמור על הטמפרטורה קרובה ל-46 מעלות צלזיוס. לבסוף, החזר לאט את מכלול הלייזר. נגב בעדינות את סיבי הלייזר והצמד התרמי בעזרת ספוגית אלכוהול.
סובב את המכלול מהדרך, וודא שהבדיקות אינן נוגעות במסגרת. תמונות תהודה מגנטית משוקללת של T2 הראו השתלת גידול מוצלחת עם שיעורי לקיחת כמעט 100% והיווצרות גידול כדורי עקבי. הטיפול ב-LITT הביא לאבלציות עקביות עם אזורים שחורים היפר-אינטנסיביים מוגדרים, מה שמעיד על נמק רקמות בליבה המרכזית ובאזור לבן היפר-אינטנסיבי שמסביב המראה בצקת סביב הניתוח.
סקירה כללית
גליובלסטומה היא צורה חמורה של סרטן מוח ראשוני שלרוב לא ניתן להסירה בניתוח. טיפול תרמי בינ-רקמתי בלייזר (LITT) הופך לטיפול מבטיח במקרים שאינם ניתנים לניתוח. מאמר זה דן בפיתוח של מודלים פרה-קליניים אופטימליים בעכברים לבחינת השפעות הטיפול.
מרכיבי מפתח של המחקר
תחום מדעי
- מדעי המוח
- אונקולוגיה
- טכניקות טיפוליות
רקע
- גליובלסטומה היא הגידול הראשוני השכיח והאגרסיבי ביותר במוח.
- ליתר מ-20% מחולי הגליובלסטומה ישנם גידולים שאינם ניתנים להסרה בניתוח.
- LITT היא טכניקה קלינית המשמשת לטיפול בגידולים אלו.
- מודלים של עכברים חיוניים לבחינת אסטרטגיות טיפול חדשות.
מטרת המחקר
- פיתוח מודל עכבר למחקר של גליובלסטומה.
- הערכת היעילות של LITT וטיפולים אחרים.
- שיפור ההבנה של תגובות לטיפול בגליובלסטומה.
שיטות שנעשה בהן שימוש
- יצירת מודלים פרה-קליניים אופטימליים בעכברים.
- יישום טיפול תרמי בינ-רקמתי בלייזר (Laser Interstitial Thermal Therapy).
- הערכת השפעות הטיפול על צמיחת הגידול.
- בחינה של טיפולים משלימים ומשולבים.
תוצאות עיקריות
- הדגים את ההיתכנות של LITT במודלים של עכברים.
- זיהה טיפולים משלימים פוטנציאליים עבור גליובלסטומה.
- הראה את חשיבותם של מודלים פרה-קליניים בהערכת טיפולים.
- סיפק תובנות לגבי ההתנהגות הביולוגית של גליובלסטומה.
מסקנות
- מודלים אופטימליים של עכברים הם קריטיים למחקר של גליובלסטומה.
- LITT מראה פוטנציאל כטיפול בגידולים שאינם ניתנים להסרה בניתוח.
- נדרשים מחקרים נוספים כדי לבחון טיפולים משולבים.
שאלות נפוצות
רלוונטיות תעשייתית למנהלים
ביסוס מודל עכברי בעל מערכת חיסונית תקינה לטיפול תרמי בין-רקמתי בלייזר (LITT) בגליובלסטומה מאפשר הערכה פרה-קלינית קפדנית של השפעות האבלציה בתוך מיקרו-סביבת גידול רלוונטית קלינית. מודל זה תומך בביטחון ניבוי במחקר תרגומי על ידי שיקוף של פרמטרים של מחלה וטיפול בבני אדם, ובכך מספק מידע ישיר לשלבי הגילוי המוקדמים ולנקודות קבלת החלטות פרה-קליניות. הפלטפורמה נותנת מענה לפער קריטי בהפחתת סיכונים מנגנוניים ובתיקוף מטרות בפיתוח טיפולים בגידולי מוח.
יישומים אסטרטגיים במחקר ופיתוח בביו-פארמה
גילוי מוקדם ותיקוף מטרה
- מאפשר בחינה של היפותזות טיפוליות בנוגע לתגובות של הגידול ושל הסביבה המיקרו-סביבתית המושרות על ידי LITT.
- תומך בהפחתת סיכונים ביולוגיים על ידי מידול אינטראקציות בין מאחס בעל מערכת חיסונית תקינה לבין הגידול לאחר אבלציה.
- מסייע בתיקוף פונקציונלי של מטרות עבור התערבויות מבוססות אבלציה בגלובלסטומה.
- מספק בסיס לביטחון ניבוי במחקרי תרגום (translational studies) עוקבים.
סריקה ופיתוח בדיקה (Assay)
- מכין מערכות in vivo מתוקשפות וניתנות לשחזור להערכת פרמטרים של אבלציה וטיפולים משולבים.
- מתקנן את תהליכי השתלת הגידול והאבלציה לקבלת תוצאות כמותיות עקביות.
- מאפשר הערכה חסונה של השפעות הטיפול, ובכך תומך בסריקה של חומרים מסייעים בשלבים הבאים.
- משפר את המוכנות של הבדיקה להערכת נקודות קצה חיסוניות ומולקולריות לאחר LITT.
מחקר תרגומי ופרה-קליני
- מתאימה מודלים פרה-קליניים למערכות LITT קליניות לצורך גילוי ביומרקרים תרגומיים.
- תומך ברצף מהשלב הגילוי ועד לתיקוף פרה-קליני של אסטרטגיות אבלציה.
- מאפשר קידום מותאם-סיכון של קונספטים טיפוליים מבוססי LITT.
- מספק תובנות מכניסטיות לגבי תגובות של גידולים ורקמות הרלוונטיות לתרגום קליני.
שילוב תהליכי עבודה וצינור עיבוד (Pipeline)
מודל LITT עכברי זה, בעל מערכת חיסונית תקינה, מגשר בין שלבי הגילוי המוקדמים לבין התיקוף הפרה-קליני, ומאפשר מחקרים מכניסטיים והערכה כמותית של תוצאות האבליציה במערכת רלוונטית למחלה.
- ביולוגיה של תגליות: תומך בבדיקת השערות לגבי שינויים מולקולריים ותאיים המושרים על ידי LITT בגלובלסטומה.
- סריקה: מספק קריאות כמותיות הניתנות לשחזור של אבלציה של גידול והשפעות פרי-טומורליות.
- אנליטיקה: מספק מדידות מבוססות MRI ומדידות היסטולוגיות לצורך ניתוח השוואתי של תנאי טיפול.
- מחקר תרגומי: מתאים נקודות סיום פרה-קליניות עם דימות קליני ופרמטרים טיפוליים.
- שימוש חוזר ארגוני: מבסס פלטפורמה סטנדרטית וניתנת לשימוש חוזר להערכת אסטרטגיות אבלציה ושילובי טיפולים חדשים.
השפעה תפעולית וארגונית
- ערך מדעי: מגביר את הביטחון החיזוי ומפחית עמימות מכניסטית בפיתוח טיפולים מבוססי אבלציה.
- ערך תפעולי: משפר את הסטנדרטיזציה, השחזוריות והיכולת להרחבה של מחקרי גליובלסטומה פרה-קליניים.
- ערך אסטרטגי: מספק בסיס לקבלת החלטות לגבי המשך או הפסקת פיתוח (go/no-go) והקצאת הון עבור תוכניות LITT ותוכניות טיפוליות נלוות.
- השפעה על הפורטפוליו: מאפשר תיעדוף וקידום של נכסי אונקולוגיה מבוססי אבלציה תוך התחשבות בסיכונים.
שיקולי יישום
- דורש מומחיות בניתוחים סטריאוטקטיים ובהרדמה של בעלי חיים קטנים.
- מחייב גישה לדימות MRI ומכשור לייזר Nd:YAG לצורך טיפול והערכה.
- דורש סטנדרטיזציה בין-צוותית של פרוטוקולי השתלת גידולים ואבלאציה.
- ייתכן שיהיה צורך בהתאמות עבור שורות תאי גליומה שונות או רקעים אימונולוגיים שונים.
- המגבלות כוללות היעדר הנחיית MRI בזמן אמת במהלך האבלאציה, דבר המשפיע על דיוק המיקוד.
