Qui presentiamo un protocollo per eseguire la radioterapia preclinica basata sulla tomografia ad emissione di positroni in un modello di glioblastoma di ratto utilizzando algoritmi sviluppati internamente per ottimizzare l'accuratezza e l'efficienza.
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Articolo metodologico
Radioterapia con pittura a dose basata sulla tomografia a emissione di positroni in un modello di ratto glioblastoma utilizzando la piattaforma di ricerca sulle radiazioni dei piccoli animali
In questo articolo
Sommario
Abstract
In precedenza è stato stabilito un modello di glioblastoma di ratto per imitare il trattamento con radiazioni chemio del glioblastoma umano nella clinica. Analogamente al trattamento clinico, la tomografia computerizzata (TC) e la risonanza magnetica (MRI) sono state combinate durante il processo di pianificazione del trattamento. L'imaging della tomografia ad emissione di positroni (PET) è stato successivamente aggiunto per implementare l'aumento del sottovolume utilizzando un sistema di microirraggiamento. Tuttavia, la combinazione di tre modalità di imaging (TC, RISONANZA MAGNETICA e PET) utilizzando un sistema di microirraggiamento si è rivelata laboriosa perché l'imaging multimodale, la pianificazione del trattamento e la somministrazione della dose devono essere completati sequenzialmente in ambito preclinico. Ciò si traduce anche in un flusso di lavoro più soggetto a errori umani. Pertanto, è stato implementato un algoritmo di facile utilizzo per ottimizzare ulteriormente la pianificazione del trattamento con radiazioni preclinico multimodale basato sull'imaging. Questo strumento software è stato utilizzato per valutare l'accuratezza e l'efficienza della radioterapia con verniciatura a dose con micro-irradiazione utilizzando un progetto di studio in silico . La nuova metodologia per la radioterapia con verniciatura a dose è superiore al metodo precedentemente descritto in termini di accuratezza, efficienza temporale e variabilità intra e interutente. È anche un passo importante verso l'implementazione della pianificazione del trattamento inverso sui microirraggiatori, dove la pianificazione anticipata è ancora comunemente utilizzata, in contrasto con i sistemi clinici.
Introduzione
Il glioblastoma (GB) è un tumore cerebrale primario maligno e molto aggressivo. GB è un tumore eterogeneo solido tipicamente caratterizzato da confini infiltrativi, atipia nucleare e necrosi1. La presenza della barriera emato-encefalica e lo status del cervello come sito immuno-privilegiato rende la scoperta di nuovi bersagli per la chemio- e l'immunoterapia un compito scoraggiante2,3,4. È interessante notare che il trattamento dei pazienti con GB è cambiato a malapena dall'introduzione, nel 2005, del protocollo Stupp che combina la radioterapia a fasc....
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Protocollo
Lo studio è stato approvato dal comitato etico locale per gli esperimenti sugli animali (ECD 18/21). Il monitoraggio dell'anestesia viene eseguito acquisendo la frequenza respiratoria degli animali utilizzando un sensore.
1. Modello di cella di ratto F98 GB
- Coltivare le cellule F98 GB in un monostrato utilizzando il Modified Eagle Medium di Dulbecco, integrato con il 10% di siero di vitello, l'1% di penicillina, l'1% di streptomicina e l'1% di L-glutammina, e metterle in un incubatore a CO2 (5% CO2 e 37 °C).
- Inoculare le cellule del glioma nel cervello di ratti Fischer F344 femmina (peso corporeo 17....
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Risultati
La fattibilità dell'irradiazione guidata da PET e RISONANZA MAGNETICA in un modello di ratto glioblastoma che utilizza il SARRP per imitare la strategia di trattamento umano è stata precedentemente descritta20,21,22. Mentre l'animale è stato fissato su un letto multimodale realizzato internamente, è stato possibile creare un piano di trattamento con radiazioni accettabile combinando tre modalità di imaging: PET, RISONANZA MAGNET.......
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Discussione
Un modello gb di ratto per imitare il trattamento chemioterapico-radioterapico nella clinica per i pazienti con glioblastoma è stato precedentemente descritto20. Analogamente al metodo clinico, la TC e la risonanza magnetica sono state combinate durante il processo di pianificazione del trattamento per ottenere un'irradiazione più precisa. Un letto multimodale per ridurre al minimo il movimento (della testa) è stato utilizzato quando l'animale è stato spostato da un sistema di imaging a un altro. .......
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Dichiarazioni
Gli autori non hanno conflitti di interesse da divulgare.
Ringraziamenti
Gli autori desiderano ringraziare la Lux Luka Foundation per aver sostenuto questo lavoro.
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Materiali
| Nome | Azienda | Numero di catalogo | Commenti |
|---|---|---|---|
| Coltura | |||
| F98 Linea cellulare di glioblastoma | ATCC | CRL-2397 | https://www.lgcstandards-atcc.org/products/all/CRL-2397 |
| Dulbeco's Modified Eagle Medium | Thermo Fisher Scientific | 22320-030 | |
| Fiasche per colture cellulari | Thermo Fisher Scientific | 178883 | 75 cm² |
| FBS | Thermo Fisher Scientific | 10270106 | |
| L-glutammina | Thermo Fisher Scientific | 25030-032 | 200 mM |
| Penicillina-Streptomicina | Thermo Fisher Scientific | 15140-148 | 10.000 U/mL |
| Soluzione salina tamponata con fosfato (PBS) | Thermo Fisher Scientific | 14040-224 | |
| Tripsina-EDTA | Thermo Fisher Scientific | 25300-062 | 0,05% |
| GB Modello | |||
| Fresa a forma di palla | Foredom | A-228 | 1,8 mm |
| Cera per ossa | 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 Ratti | Charles | River-Siringa | |
| insulina Microfine | Beckton-Dickinson | 320924 | 1 mL, 29 G |
| Lampada | IR Philips | HP3616/01 | |
| Meloxicam (Metacam) | Boehringer Ingelheim-2 | mg/mL | |
| Utensile rotante per micromotori | Foredom | K.1090-22 | |
| Sistema di micropompa | Stoelting Co. | 53312 | Stoelting Iniettore stereotassico |
| Telaio stereotassico | Stoelting Co. | 51600 | |
| Xilocaina (1%, con adrenalina 1:200.000) | Aspen-1 | %, con adrenalina 1:200.000 | |
| Gel di xilocaina (2%) | Aspen-2 | % | |
| Micro-irradiatore per irradiazione | |||
| Software | X-Strahl | Muriplan | Pianificazione del trattamento preclinico (PCTPC), versione 2.2.2 |
| Small Animal PET | |||
| [18F]FET | Tracciante PET realizzato internamente; insieme a Prohance: agente MRI/PET | ||
| Micro-PET | Molecubes | Beta-Cube | https://www.molecubes.com/b-cube/ |
| Small Animal MRI Micro-MRI | |||
| Bruker Biospin | Pharmascan 70/16 | https://www.bruker.com/products/mr/preclinical-mri/pharmascan.html | |
| Ago da 30 G per iniezione endovenosa | Beckton-Dickinson | 305128 | |
| PE 10 Tubing | Instech Laboratories Inc | BTPE-10 | BTPE-10, tubo in polietilene 0,011 x 0,024 pollici (0,28 x 60 mm), non sterile, bobina da 30 m (98 piedi), Instech laboratories, Inc Plymouth meeting PA USA- (800) 443-4227- http://www.instechlabs.com |
| Agente di contrasto Prohance | Bracco | Imaging-279,3 mg/mL, agente di contrasto al gadolinio (insieme a [18F]FET: agente MRI/PET) | |
| TX/RX Rat Brain - Mouse Whole Body Volumecoil | Bruker Biospin-Unità | con diametro di 40 mm | |
| Bruker Biospin | MT0125 | ||
| Materiali di | |||
| Isoflurano | Zoetis | B506 | |
| Siringa da insulina | Beckton-Dickinson | 320924 | 1 mL, 29 G |
| Analisi | |||
| MATLAB | Mathworks-Versione | R2019b | |
| PMOD | PMOD technologies LLC | Software di imaging preclinico e molecolare |
Riferimenti
- Louis, D. N., et al. The 2016 World Health Organization classification of tumors of the central nervous system: a summary. Acta Neuropathologica. 131 (6), 803-820 (2016).
- Wadajkar, A. S., et al.
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Ristampe e permessi
