Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Cancer Research
Click here for the English version

Cancer Research

Magnetisk resonansstyrt høy intensitetsfokusert ultralyd genererte hypertermi: en mulig behandlingsmetode i en murine rabdomyosarkommodell

Published: January 13, 2023 doi: 10.3791/64544
Automatic Translation
1,2, 3, 3, 2, 3,4, 5, 5, 1,2, 6, 6, 7, 3,8, 3,9, 1,3,4,10, 1,2,10
1Institute of Medical Science, University of Toronto, 2Lunenfeld-Tanenbaum Research Institute, Mount Sinai Hospital, 3The Wilfred and Joyce Posluns Centre for Image-Guided Innovation and Therapeutic Intervention, The Hospital for Sick Children, 4Institute of Biomedical Engineering, University of Toronto, 5Leslie Dan Faculty of Pharmacy, University of Toronto, 6Departments of Radiology and Clinical Neurosciences, University of Calgary, 7Department of Radiation Oncology, University of Toronto, 8Department of Medical Imaging, University of Toronto, 9Department of Pediatric Surgery, University of Toronto, 10Department of Surgery, University of Toronto

ERRATUM NOTICE

Summary

Presentert her er en protokoll for å bruke kontrollert hypertermi, generert av magnetisk resonansstyrt høy intensitetsfokusert ultralyd, for å utløse legemiddelfrigivelse fra temperaturfølsomme liposomer i en rhabdomyosarcoma musemodell.

Abstract

Magnetisk resonansveiledet ultralyd med høy intensitet (MRgHIFU) er en etablert metode for å produsere lokalisert hypertermi. Gitt sanntidsavbildning og akustisk energimodulering, muliggjør denne modaliteten presis temperaturkontroll innenfor et definert område. Mange termiske applikasjoner blir utforsket med denne ikke-invasive, ikke-ioniserende teknologien, for eksempel hypertermigenerering, for å frigjøre medisiner fra termosensitive liposomale bærere. Disse legemidlene kan inkludere kjemoterapier som doksorubicin, for hvilke målrettet frigjøring er ønsket på grunn av de dosebegrensende systemiske bivirkningene, nemlig kardiotoksisitet. Doxorubicin er en bærebjelke for behandling av en rekke ondartede svulster og brukes ofte i residiverende eller tilbakevendende rhabdomyosarcoma (RMS). RMS er den vanligste solide bløtvevs ekstrakranielle svulsten hos barn og unge voksne. Til tross for aggressiv, multimodal terapi har RMS-overlevelsen vært den samme de siste 30 årene. For å utforske en løsning for å møte dette udekkede behovet, ble det utviklet en eksperimentell protokoll for å evaluere frigjøringen av termosensitivt liposomalt doksorubicin (TLD) i en immunkompetent, syngen RMS-musemodell ved bruk av MRgHIFU som kilde til hypertermi for legemiddelfrigivelse.

Introduction

Rhabdomyosarkom (RMS) er en skjelettmuskelsvulst som oftest forekommer hos barn og unge voksne1. Lokalisert sykdom behandles ofte med multimodal behandling, inkludert kjemoterapi, ioniserende stråling og kirurgi. Bruk av multi-drug kjemoterapi regimer er mer utbredt hos pediatriske pasienter, med forbedrede resultater sammenlignet med sine voksne kolleger2; Til tross for pågående forskningsinnsats forblir imidlertid 5-års overlevelsesraten på rundt 30% i den mest aggressive formen av sykdommen 3,4. Den kjemoterapi standard av omsorg er en multidrug diett som inkluderer vinkristin, cyklofosfamid, og actinomycin D. Ved residiverende eller tilbakevendende sykdom benyttes alternative kjemoterapier, inkludert standard (fritt) doksorubicin (FD) og ifosfamid1. Mens alle disse kjemoterapiene har systemisk toksisitet, pålegger kardiotoksisiteten til doksorubicin en livslang dosebegrensning 5-7. For å øke mengden av legemidlet som leveres til svulsten og for å minimere systemisk toksisitet, har alternative formuleringer blitt utviklet, inkludert liposomal innkapsling. Disse kan være ikke-termosensitivt doksorubicin, som er godkjent for behandling av brystkreft og hepatocellulært karsinom, eller termosensitivt doksorubicin, for hvilke kliniske studier pågår 8,9,10,11,12,13. Alternative metoder for å levere liposomale innkapslede legemidler som multivesikulære liposomer og ligandmålrettede liposomer har blitt evaluert og viser løfte om behandling av svulster9. I denne studien har tilsetning av varme multifaktorielle konsekvenser, inkludert legemiddelfrigjøring14. Kombinasjonen av hypertermi (HT) generert med magnetisk resonansveiledet ultralyd med høy intensitet (MRgHIFU) og termosensitivt liposomalt doksorubicin (TLD) er en ny multimodal terapeutisk tilnærming for bruk av dette giftige, men effektive legemidlet for å behandle RMS, samtidig som dosebegrensende toksisitet minimeres og potensielt øker immunresponsen mot svulsten.

Doksorubicin frigjøres raskt fra TLD ved temperaturer >39 °C, godt over den gjennomsnittlige menneskelige kroppstemperaturen på 37 °C, men ikke høyt nok til å forårsake vevskader eller ablasjon. Dette begynner å skje ved 43 °C, men skjer raskere når temperaturen nærmer seg 60 °C15. Ulike metoder har blitt brukt til å generere HT in vivo, inkludert lasere, mikrobølger, radiofrekvensablasjon og fokusert ultralyd, hvorav mange er invasive oppvarmingsmetoder16. MRgHIFU er en ikke-invasiv, ikke-ioniserende oppvarmingsmetode som muliggjør presise temperaturinnstillinger i målvevet in situ. Magnetic resonance (MR) imaging gir avgjørende sanntidsavbildning, hvor dataprogramvare kan brukes, for å beregne en termometrimåling av vevet gjennom hele behandlingen; Deretter kan disse dataene brukes til å kontrollere ultralydbehandlingen i sanntid for å nå og opprettholde et ønsket temperatursettpunkt17. MRgHIFU er testet i ulike vevstyper og kan brukes til et bredt spekter av temperaturbehandlinger, fra mild HT til ablasjon, samt klinisk for vellykket behandling av smertefulle benmetastaser18. I tillegg har HT vist seg å forårsake tumorcytotoksisitet, modulere proteinuttrykk og endre immunresponsen i tumormikromiljøet 19,20,21,22. En studie kombinerte mild hormonbehandling med TLD, etterfulgt av ablasjon med MRgHIFU, i en synergetisk R1 rottemodell23, noe som resulterte i nekrose i tumorkjernen og medikamenttilførsel til periferien. Tradisjonelt har strålebehandling blitt brukt som en tilleggsbehandling for å skade tumorceller og redusere lokal sykdomsfall. Bruken er imidlertid begrenset av livstidsdosering og skade utenfor målet1. Dermed er hormonbehandling unik ved at den kan forårsake noen av de samme effektene uten de samme toksisitetene eller begrensningene.

Prekliniske dyremodeller for RMS inkluderer syngene immunkompetente modeller og pasientavledede xenotransplantater (PDX) i immunkompromitterte verter. Mens de immunkompromitterte modellene tillater vekst av humane svulster, mangler de riktig tumormikromiljø og er begrenset i deres evne til å studere immunrespons24. FGFR4-aktiverende mutasjon er en lovende markør for dårlig prognose og et potensielt terapeutisk mål ved RMS 1,25 hos voksne og barn. I de syngene RMS-modellene utviklet i Gladdy-laboratoriet, er svulstene i stand til å vokse i en immunkompetent vert, som utvikler medfødte og adaptive immunresponser mot svulsten26. Siden hormonbehandling påvirker immunresponsen, er observasjon av endringen i murine immunrespons en verdifull fordel ved denne tumormodellen. For å teste både tumorresponsen på TLD i forhold til FD, samt endringen i immunresponsen til svulsten til både kjemoterapi og HT, ble det utviklet en protokoll som ble brukt til å behandle syngene murine RMS-svulster in vivo ved bruk av MRgHIFU og TLD, som er fokus for denne studien.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Forskning ble utført i samsvar med dyrepleiekomiteene med godkjente dyrebruksprotokoller under en tilsynsveterinær ved The Centre for Phenogenomics (TCP) og University Health Network (UHN) Animal Resource Centre (ARC) dyreforsøksanlegg. Alle prosedyrer, unntatt MRgHIFU, som involverte dyrene, ble gjort i et biologisk sikkerhetsskap (BSC) for å minimere dyrs eksponering for ekstern luft eller mottakelig infeksjon.

1. Mus avl

MERK: Totalt 65 mus (stamme B6.129S2-Trp53tm1Tyj/J) ble inkludert i pilotstudien (hann: n = 23; hunn: n = 42). Både hann- og hunnmus ble brukt ved 7-9 ukers alder. Valpene deres ble avvent og genotypet, og de heterozygote musene p53 ble brukt til forsøkene.

  1. Hus to hunnmus med hver hannmus for å lage avlsbur. Tell valpens alder fra fødselen (fødsel = dag 0).
  2. På dag 10, identifiser valpene med et ørehakk. Samle halesnips for genotyping før cellelinjeinjeksjon.

2. Genotyping av mus

  1. Ekstraher DNA fra de oppsamlede 2 mm haleklippene ved hjelp av et kommersielt DNA-ekstraksjonssett (se materialfortegnelse), i henhold til produsentens instruksjoner.
  2. Bestem DNA-konsentrasjon og renhet ved å måle absorbansen ved 260-280 nm på et spektrofotometer (se materialtabell).
  3. Utfør polymerasekjedereaksjon (PCR).
    1. Lag en masterblanding som inneholder en kommersiell PCR-blanding (som inneholder Taq-polymerase, dNTPS og MgCl 2; se materialtabell), primer og dH2O i et forhold på 12,5: 0,25: 10,75 (μL) for det nødvendige antall prøver. Legg til 1 μL DNA-prøve til hvert PCR-rør og inkluder dH2O, en nullprøve (homozygot for p53-mutasjon), en heterozygot prøve (heterozygot for p53-mutasjon) og en villtype (homozygot for normal p53) prøve som PCR-kontroller.
    2. Tilsett 24 μL av masterblandingen til hvert PCR-rør som inneholder DNA. Pipetter løsningen i hvert PCR-rør opp og ned for å distribuere DNA gjennom hovedblandingen.
    3. Plasser reaksjonsrørene i en termisk syklist og sykle i henhold til følgende spesifikasjoner: 95 °C i 2 minutter, 40 sykluser på 95 °C i 15 s, 60 °C i 15 s og 72 °C i 1 min, og oppretthold deretter ved 4 °C til du er klar til å analysere på gelen.
  4. Analyser PCR-produktene ved hjelp av agarosegelelektroforese.
    1. Tilbered en 2% gel (50 ml 1x TAE og 1 g agarose) ved å varme opp agarosen i TAE og blande til den er oppløst. Når den er avkjølt og fortsatt flytende, tilsett 2,5 μl DNA-gelflekk til agarose og bland. Kast gelen i en gelboks med en kam. Plasser gelen i det elektroforetiske apparatet (se materialtabell) og dekk med 1x TAE.
    2. Legg 10 μL av 1 kB DNA Ladder på gelen. Last inn 12,5 μL av hver prøve. Kjør gelen i 25 min ved 135 V.
    3. Avbilde gelen ved hjelp av passende innstillinger for den brukte DNA-gelflekken på en gelavbildning (se materialfortegnelse), i henhold til produsentens instruksjoner.

3. Fremstilling av tumormodell (figur 1)

  1. Dyrk M25FV24C-cellelinjen (passasje 12-15) 1 uke før injeksjonsdatoen i komplette vekstmedier (Dulbecco's Modified Eagle Medium [DMEM] med tilsetningsstoffer: 10% FBS, 1% penicillin / streptomycin og 2 mM L-alanyl-L-glutamindipeptid) i en 75 ml kolbe, ved 37 ° C og 5% CO2. Når cellene er ~ 80% sammenflytende, aspirer mediet og vask cellene 1x med 5 ml Dulbeccos fosfatbufrede saltvann (DPBS).
    MERK: M25FV24C er en murine cellelinje konstruert for å overuttrykke mutant FGFR4V550E, som observeres i pediatrisk og voksen RMS 1,26.
  2. Løft cellene ved å legge 0,5 ml 0,25% trypsinoppløsning til siden av platen og inkubere beholderen i 2-3 minutter ved romtemperatur. Når cellene ser ut til å være løsrevet, tilsett 2,5 ml av komplette vekstmedier ved romtemperatur for å deaktivere trypsinet. Bruk en 10 μL prøvealikot for å bestemme cellekonsentrasjonen av levedyktige celler ved hjelp av et hemocytometer og trypanblå ekskludering.
  3. Forbered riktig volum DPBS-suspenderte celler for injeksjon og sett inn i et 1,5 ml mikrosentrifugerør: volum til sentrifuge = (antall mus × antall celler per mus) / (konsentrasjon av celler), hvor antall mus = musene som skal injiseres + 10 ekstra mus for feil, og antall celler per mus = 104.
  4. Sentrifuge i 5 min ved 153 x g. Resuspender cellepelleten i passende volum (10 μL per mus × antall mus) myoinjeksjonsbuffer (F10 media + 0,5% FBS) og injiser musene innen 1 time etter tilberedning av denne suspensjonen.

4. Intramuskulær celleinjeksjon

MERK: M25FV24C-celler injiseres i høyre bakben av mus mellom 4 og 6 ukers alder. Injeksjon etter 4 uker produserer en liten mus med en svulst som kan være vanskeligere å behandle da det er mindre omkringliggende vev for HT-spredning; Venter til 6 uker gir en større mus, noe som gjør det lettere å behandle svulsten.

  1. Inverter cellesuspensjonen flere ganger før aspirasjon for å bidra til jevnt fordelt cellene i løsningen. Aspirat 10 μL (104 celler) ved hjelp av en mikroliter sprøyte (se Materialfortegnelse). Skrubb musen; Når den er begrenset, kan tilgang til de kaudale lårmusklene oppnås ved å forlenge bakbenet. Barber benet med klippere og tørk av med 70% etanol.
  2. Injiser M25FV24C cellesuspensjon (10 μL, 10 4 celler) i høyre lårmuskulatur i bakbenet til en4-6 uker gammel mus ved hjelp av en gasstett mikroliter sprøyte med en 26s G nål.
    MERK: Nålen skal settes inn parallelt med lårbenet mot kneet, pass på at du ikke treffer isjiasnerven. Sett kun inn nålepunktet (ca. 2 mm) på grunn av den lille muskelmassen i bakbenet.
  3. Administrer oppløsningen i en jevn bevegelse. Fjern nålen og sørg for at blødning ikke oppstår. Sett musen tilbake til et annet bur.
  4. Evaluer dyrene daglig og overvåke bakre lemmer for tumorvekst gjennom palpasjon. Avlive musene ved hjelp av karbondioksid hvis noen av følgende tidlige endepunkter oppstår: tumorstørrelse over 1,5 cm i diameter, tumorsårdannelse eller systemiske tegn på sykdom (piloereksjon, bøyd holdning, inaktivitet eller redusert inntak av mat eller vann).

5. MR-skanning ved screening

  1. Bedøv musen, til et nivå der det ikke er bevegelse med poteklemme, med isofluran under følgende parametere: indusere i et kammer med 4% ved 1,5 LPM, deretter overføre til nesekeglen på MR-skannersleden og fortsette isofluran vedlikehold på nesekeglen med 1,5% -2% ved 0,75 LPM. Fest åndedrettsmonitoren. Bruk veterinærsalve på øynene for å forhindre tørrhet mens du er under anestesi.
  2. Avbilde den bedøvede musen ved hjelp av MR-skanneren (se materialfortegnelse). På det T2-vektede bildet (Ax_Screen oppkjøp, tabell 1), legg merke til in-plane dimensjoner og antall aksiale skiver som svulsten vises innenfor. Legg merke til plasseringen av svulsten i referanse til lårbenet og lateral overflate av låret, hvor ultralydbølgen ville komme inn.
    MERK: Svulsten fremstår som en hyperintens masse i muskelen som er asymmetrisk fra motsatt side. En god starttumorstørrelse for flere behandlinger er 2 mm x 2 mm x 2 mm for enten akutte eller overlevelsesstudier. Hvis det er mye større, vil det bare være bra for akutte studier, da svulsten vil nå et størrelsespunkt før du fullfører tre ukentlige behandlinger. Eksklusjonskriterier for HIFU-behandling inkluderer: viklet rundt lårbenet, for nær lårbenet, for bakre på musen, medialt til lårbenet, for nær endetarmen.
  3. Fjern musen fra skanneren og oppnå en basisvekt. Barber musen fra midten av kroppen ned til føttene under anestesi med en barbermaskin.
    NOTAT: Ideelt sett gjøres barbering 1 dag før behandling, da det lar musen utføre pelsstell som gjør at hårfjerningskremen kan fungere mer effektivt.
  4. Gjenopprett musen i BSC, ved hjelp av en varmepute under den ene enden av buret. Sett musen tilbake i buret når den gjenvinner sternal recumbency.

6. Eksperiment: HIFU behandlingsdag dyr forberedelse

  1. For å forberede HIFU-systemet med liten boring (se materialtabell), slå på generatoren og fyll transduseren med nok avionisert vann til membranen er utvidet under transduseren, men ikke så fast at den ville komprimere musen. Degas vannet i transduserkretsen i 30 minutter for å fjerne oppløst oksygen fra mediet.
  2. Forbered det tilhørende datasystemet.
    1. Slå på kontrollcomputeren og kontroller at den er koblet via ethernet til HIFU-generatoren og via USB til termisk sondeskjerm. Start programvaren og klikk Hjem for å hjem transduseren før du setter inn musen.
    2. Kalibrer de fiberoptiske termiske sondene: Få romtemperaturene og noter temperaturendringen i MR-rommet. Legg merke til størrelsen på temperaturavviket for hver sonde på grunn av magnetfeltstyrken. Sett driftsrørets temperatursonde inn i et gadoliniumfylt glassrør for temperaturkalibrering under skanning og fest driftrøret med tape.
      MERK: Baseline romtemperatur (drift tube) legges manuelt som en termometriparameter i GUI i programvaren. Et interesseområde (ROI) angis i avdriftrøret i MR-bildet for å oppdage eventuelle temperaturavvik og vil automatisk korrigere termometribildene.
    3. Trekk opp legemidlet som skal injiseres i en 1 ml sprøyte og legg den inn i den automatiske injeksjonspumpen (se Materialfortegnelse). Prime linjen som skal kobles til musens hale venekateter til stoffet har fylt linjen helt ved å trykke på den manuelle leveringsknappen på den automatiske leveringspumpen.
    4. Bruk en varmelampe for å varme musene i burene i ~20 min før overføring til bedøvelseskammeret.
      MERK: Forvarming fremmer vasodilatasjon, som vil oppstå så snart musen er bedøvet og hjelpemidler i kateterplassering.
  3. Bedøv musen med isofluran (induksjon: 4% ved 1,5 LPM; vedlikehold: 1,5% -2% ved 0,75 LPM) og overfør til en nesekjegle. Påfør et hornhindesmøremiddel på øynene for å forhindre skade på grunn av mangel på blinkrefleks under anestesi.
  4. Påfør hårfjerningskrem på det barberte området, inkludert hele høyre bakre lem, og følg produsentens instruksjoner for hårfjerning.
    MERK: Plasser musen under en varmelampe mens du er i BSC for å hjelpe med termoregulering under hårfjerning under anestesi.
  5. Etter å ha vasket av hårfjerningskremen med varmt vann, veier musen på en digital skala og registrerer dosering av legemidler.
  6. Flytt musen til en MR-kompatibel nesekjegle på MR-sleden. Plasser en varmelampe på musen for å holde den varm mens du forbereder deg til MR. Plasser musen i lateral decubitusposisjon med ikke-tumorbærende side ned og svulsten overlegen inne i en 3D-printet museholder på sleden (tilleggsfigur 1 og figur 2). Sørg for riktig posisjonering av svulsten (dvs. i midten av spolen horisontalt og vertikalt, med høyden like over kantene på museholderen for å ta hensyn til kompresjon av ultralydtransduseren).
    MERK: Kutt om nødvendig et komprimert ultralydgelputesegment for å sette under musen, som fôrer bunnen av holderen, med en tykkelse for å utjevne svulsten til toppen av holderen.
  7. Tuck det uinvolverte benet vekk fra svulstbenet, enten under musen eller utvidet med tumorbenet bøyd. Forsikre deg om at føttene ikke er i nærfeltet eller det fjerne feltet i svulsten og ultralydstrålebanen. Plasser varmelampen 15 cm fra halen for å varme opp for kateterinnføring i halevenen.
  8. Sett inn esophageal temperatursonden.
    1. Tre esophageal sonden gjennom nesekeglen og skrubb musens hals. Vipp musen nesen opp for å lage en linje fra munnen rett til magen ved å forlenge hodet. Skyv den termiske sonden over tungen ca. 0,5 cm inn i musens spiserør og sett nesekeglen tilbake rundt musens nese. Fest esophageal probe og nesekegle på toppen av sleden.
      MERK: Overvåk for tegn på respirasjonsbesvær umiddelbart etter innsetting, da det kan settes feil inn i luftrøret.
  9. Sett inn rektal temperatursonde.
    MERK: Rektal og øsofageal temperatursonde skal være innenfor 3 °C fra hverandre.
  10. Plasser åndedrettsmonitoren med tilkoblingskabelen mot musens hode, slik at den ikke forstyrrer plasseringen av ultralydtransduseren. Fest med tape.
  11. Sett inn et 27 G sommerfuglnål hale venekateter i en lateral hale vene festet til mikrotubing med 20 μL dødt rom og tape sikkert. Etter taping, sørg for at kateteret fortsatt skyller godt.
  12. Bruk to personer til å bære den forberedte musen, musesleden, anestesilinjen, åndedrettslinjen, halevenekateteret og termiske sondeledninger inn i MR-skanneren, og plasser den i MR-sledeholderen.
  13. Få operatøren av HIFU-programvaren (se materialfortegnelse) til å flytte menisken til transduseren direkte over svulsten ved visuell inspeksjon for en innledende justering27. Påfør øye smøremiddel eller avgasset ultralydgel til den hårløse huden over svulsten og par HIFU-transduseren til svulstområdet.
  14. Koble legemiddelleveringslinjen fra den automatiske pumpen til halvenekateteret. Beregn mengden dødrom i haleårelinjen og forbindelseslinjen. Skyv musens HIFU-slede på MR-skinner inn i midten av MR.
  15. Still inn mengden legemiddelinfusjon på pumpen, avhengig av stofftype og konsentrasjon og dyrets vekt, og legg til mengden dødrom. Sett pumpen på en infusjonshastighet på 200 mikrol/min.
    MERK: I denne studien ble FD og TLD brukt i en konsentrasjon på 2 mg/ml og en dose på 5 mg/kg kroppsvekt.
  16. Registrer baseline termiske sondetemperaturer.
  17. Plasser luftkonveksjonsoppvarmingsenheten (se Materialfortegnelse) på den varmeste innstillingen. Pek røret som blåser luft mot musen i midten av MR-boringen og fest med tape. Oppvarmingsanordningen vil senere bli dreid til sin laveste innstilling (32 ° C) for å forhindre overoppheting av musen under sonikering.
  18. Skaff undersøkelsen MR-bilder (Ax_Loc, Sag_Loc; Tabell 1) For å bestemme tumorplasseringen for sonikering målretting, inkludert dybde. Juster svingerposisjonen tilsvarende ved hjelp av HIFU-programvaren ved å sette inn ønsket bevegelsesavstand som målt på bildet og deretter klikke på pilretningen for å bevege deg (figur 3A). Legg også merke til plasseringen av drivrøret. Gjenta etter behov.
  19. Bestem plasseringen av transduserens fokuspunkt i koronalplanet ved å utføre en kort 5 s x 50 mV amplitude kontinuerlig "testskudd" sonikering under Test_Shot termometrioppkjøpet (tabell 1).
  20. Juster MR-undersøkelsesbildene med koronavisningen av fokuspunktet i HIFU-programvaren. Se gjennom bildene for tumorplassering, i forhold til benete struktur og endetarm, og revider transduserposisjoneringen etter behov.
  21. Gjenta testskuddet sonikering under ni-repetisjon Therm-avbildning (tabell 1) for å bekrefte om det er jevn og nøyaktig oppvarming i tumorvolumet med minimal oppvarming utenfor målet. Juster stykkets plassering, svingerens plassering og styredybde, og bekreft varmeytelsen med gjentatte "testbilder" etter behov.
  22. Ved hjelp av HIFU-behandlingsovervåkingsprogramvaren definerer du avkastningen for termometriovervåking innenfor den endelige oppvarmingsprofilen ved å måle avstanden som skal bevege seg og deretter endre rutenettskoordinatene i programmet. Sett en avkastning rundt drivrøret for avdriftkorreksjon. Angi grunnlinjetemperaturen basert på temperaturen på endetarmssonden for termometrimålinger. HIFU-systemet brukes til å initiere HIFU-behandling sonikering og for termometriovervåking.
  23. Åpne 20 min hypertermi behandling spesifikasjoner i programvaren og start sonikering når referanse MR-bildene er samlet og termometrien begynner.
  24. Utfør en 20 minutters behandling (figur 3B) under Therm-avbildning (tabell 1) ved hjelp av den innebygde PID-kontrollerprogramvaren (proporsjonal-integrative-derivative). Injiser det valgte legemidlet etter 1,5 min, etter at temperaturen i avkastningen varmes til ønsket temperatur (40 °C).
  25. Overvåk kjernetemperaturen under hele behandlingen. Hvis temperaturen i rektalen øker raskt under behandlingen, kan det være nødvendig med reposisjonering av musen for å unngå rektal oppvarming over behandlingsvarigheten på 10 eller 20 minutter. Stopp behandlingen hvis temperaturen i rektal temperatur øker til >40 °C.

7. Eksperiment: Musemodell avbildning og sonikeringsprosedyre for akutte studier

  1. Etter ferdigstillelse av behandlingen, fjern musen fra MR-boringen, og sørg for hemostase på halevenekateterinnføringsstedet. Overfør musen til BSC og legg på nesekeglen for fortsatt anestesi.
  2. Plasser musen på ryggen på en blå absorberende pute med lemmer behersket og hjertet eksponert.
  3. Avlive musene gjennom ekssanguinering via hjertepunksjon etterfulgt av fjerning av hjertet. Ta blodet umiddelbart og sentrifuge for plasmaseparasjon ved 10 621 x g i 10 minutter.
  4. Utfør nekropsi og lagre organene etter behov for analyse. Frys organene i flytende nitrogen og oppbevar ved -80 °C i flere måneder eller på lang sikt i en tank med flytende nitrogen.
  5. Mekanisk homogeniser tumorvevet ved å tilsette et ni ganger overskudd (w / w) av avionisert vann og bryte ned vevet ved hjelp av en perle-slående homogenisator. Ekstraher doksorubicin fra 600 μL homogenisert vev ved sekvensielt tilsetning av 75 μL 300 mg / ml sølvnitrat, 75 μL 10 mM svovelsyre og 2,5 ml 1: 1 isopropanol: kloroform. Virvel i 20 minutter og oppbevares ved -20 °C over natten.
  6. For å forberede prøver for væskekromatografi med høy ytelse (HPLC), sentrifuger løsningen fra trinn 7,5 ved 4,500 x g, fjern det organiske løsningsmiddellaget og tørk isopropanol: kloroform under en strøm av nitrogengass. Resuspender i 100 μL av 2:1 MeOH:H2O. Mål doksorubicinkonsentrasjonen med HPLC-MS/MS 28.

8. Eksperiment: Musemodell avbildning og sonikeringsprosedyre for overlevelsesstudier

MERK: For overlevelsesstudier, følg HIFU behandlingsdag dyreforberedelsesprosedyre (trinn 6.1 til 6.25).

  1. Etter at behandlingen er fullført, plasser musen under en varmelampe for å la den komme seg, og overvåke pusten og bevegelsen til den gjenvinner sternal hvile. Deretter returnerer dyret til buret.
    MERK: Sørg for at halvparten av buret er på linje med en varmelampe, da den termiske reguleringen av dyrene påvirkes av anestesi og HT-behandling.
  2. Overvåk musene daglig for atferd, fôringsmønstre og respirasjonsfrekvens for tegn på nød.
  3. Utfør behandlinger én gang i uken etter trinn 6,1 til 6,25 i 3 sammenhengende uker.
  4. To ganger ukentlig, utfør MR-avbildning av musene for tumormåling. I ukene under behandlingen, utfør en MR-skanning og en ultralyd hver uke. Etter at behandlingen er fullført, utfør annenhver uke ultralydbilder.
  5. Avlive musen 60 dager etter fullført serie behandlinger, eller når et humant endepunkt er nådd (tumorstørrelse >1,5 cm3 eller sykelighet fra svulsten), etterfulgt av nekropsi med tumor- og organfjerning for analyse.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Med MRgHIFU-generert hypertermiprotokoll kunne svulstene i bakekstremiteten kontinuerlig varmes opp til ønsket innstilt temperatur så lenge behandlingen varte (figur 4 viser representativ behandling, 10 eller 20 min, n = 65). For å vurdere en behandling som vellykket måtte avkastningen opprettholdes over 39 °C under hele behandlingen, med variasjon på <6 °C gjennom hele behandlingen og uten oppvarming av off-target vev. I tillegg måtte kjernetemperaturen holde seg under 39 °C, basert på rektalsonden eller starttemperaturen i rektalsonden pluss endringen i temperaturen i spiserørsonden (tilleggsfigur 2). Når sonikering av MRgHIFU ble stoppet, returnerte svulsten raskt til grunnlinjetemperaturen.

Svulstene ble målrettet til 40,5 °C for å nå en temperatur for rask legemiddelfrigjøring samtidig som kumulative temperatureffekter over 43 °C ble unngått. Gjennomsnittstemperaturen for ROI i alle behandlede svulster var 40,6 °C (n = 65), med en gjennomsnittlig forskjell mellom 10-prosentilen og 90-prosentilen på 4,3 °C. Standardavviket til gjennomsnittstemperaturen var 1,3 °C for varigheten av behandlingen for både 10 og 20 minutters behandlinger (figur 5). Suksessraten for behandlingene for å oppfylle inklusjonskriteriene forbedret seg merkbart i løpet av studiens varighet fra 11 % til 100 % (figur 6).

Etter optimalisering av behandlingsprotokollen ble varigheten av hypertermi vurdert for legemiddelfrigivelseseffekt sammenlignet med normoterm (NT) mus. For å bestemme optimal behandlingstid for hypertermi for videre studier ble det testet to behandlingsvarigheter: 10 min og 20 min. Disse varighetene ble valgt for muligheten for konsekvent opprettholdelse av kjernenormotermi og tumorhypertermi. Høyytelsesvæskekromatografi og massespektrometri (HPLC-MS) ble brukt til å vurdere mengden doksorubicin i svulstene og kvantifisere forskjellen i doksorubicinakkumulering mellom de testede varighetene. Det var en signifikant høyere prosent av startdosen (%ID) av doksorubicin i svulstene i musene behandlet med 20 minutter HT + TLD sammenlignet med TLD 20 min NT-mus (figur 7, q = 0,000108). Det var ingen signifikant forskjell mellom 10 min og 20 min HT + TLD gruppene; Det var imidlertid et større standardavvik i behandlingsgruppen på 10 minutter sammenlignet med gruppen på 20 minutter (3,698 vs. 2,065 %ID/g tumor). Spesielt var det fire nær nullverdier innenfor behandlingsgruppen på 10 minutter HT + TLD, som alle ble behandlet med en enkelt gruppe TLD. TLD ble karakterisert før bruk i in vivo eksperimenter, som tidligere beskrevet av Dunne et al.28. Kort fortalt ble TLD karakterisert med hensyn til størrelse, zetapotensial, smeltefaseovergangstemperatur og legemiddelkonsentrasjon, og liposomer ble brukt innen 72 timer etter lagring ved 4 °C. Selv om alle partier med TLD ble testet før bruk, er det mulig at liposomene hadde frigjort doksorubicinet under eksperimentelt oppsett, før bruk. I tillegg kan bevegelse under skanningen resultere i falskt forhøyede temperaturberegninger i programvaren, og dermed underopphete svulsten og resultere i lavere legemiddelfrigivelse. Alternativt kan falskt lave verdier også oppstå hvis stoffet aldri ble injisert, for eksempel hvis halevenekateteret var fjernet eller feilplassert. Som vist ovenfor inkluderte oppsettet av MR-sleden temperatursondeinnsetting (rektal og spiserør), innsetting av halevenekateter og plassering av respiratorisk monitor, etterfulgt av flytting av sleden, musen, halevenekateteret, tre fiberoptiske temperaturprober, respirasjonsmonitor og anestesilinjer inn i MR-boringen. Det er flere tidspunkter i løpet av denne prosessen at halevenekateteret kan løsne. Dette ble kontrollert ved å kontrollere blodtilførselen inn i slangen, blødning fra kateterinnstikkstedet og medikamentsammenslåing under båndet etter behandling, men feil er fortsatt en mulighet.

Figure 1
Figur 1: Eksperimentell protokoll for dyrebehandlinger og tilhørende behandlingsgrupper for HT-varighetsstudiene. Musene ble injisert med M25FV24C-celler i høyre bakekstremitet, og ble screenet for tumordannelse med MR etter 2-3 uker. De ble deretter delt inn i normoterme (ikke-HT) eller hypertermiske (HT) grupper, med enten TLD eller FD i varigheter på enten 10 eller 20 min. Forkortelse: Dox = doksorubicin. Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.

Figure 2
Figur 2: Museoppsett under HIFU-behandling . (A) En 3D-trykt holder (hvit) med indre gummifôr (rød) og en utskjæring for å tillate ultralydstrålepassasje for museposisjonering. (B) Museoppsett inne i en 3D-printet museholder med rektal temperaturhold (grønn kabel), halevenekateter (hvit) og respirasjonsmonitor (blå). (C) Museposisjonering på MR HIFU-sengen under prosedyren. Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.

Figure 3
Figur 3: Mus i MR under MR-behandling. (A) Svulsten (sirklet i oransje) og drivrøret som brukes til å måle omgivelsestemperaturen (sirklet i lyseblått) er synlige. (B) Under behandlingen legges termometritemperaturmålingen over på MR-bildet. Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.

Figure 4
Figur 4: Temperaturen (°C) overvåkes under behandlingen. Gjennomsnittlig (grønn), topp 10 persentil (rød) og topp 90persentil (cyan) temperaturer av alle voxels i avkastningen. Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.

Figure 5
Figur 5: Gjennomsnittstemperaturer under behandling innenfor ROI for hver mus testet i optimaliseringsfasen med standardavviket under behandlingen. Samlet gjennomsnittstemperatur og standardavvik under behandlingen er også vist (oransje). Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.

Figure 6
Figur 6: Suksessraten for hypertermibehandling ble forbedret over tid. Behandlingssuksess var avhengig av inklusjonskriteriene (systemisk temperatur, tumortemperatur og variasjon med ROI, og ingen distal oppvarming). Blå linje = % av musene som behandlingen var vellykket for. Oransje søyler = antall mus behandlet med hormonbehandling. Hver behandling (behandling 1-6) refererer til en egen dato som forsøkene ble utført på. Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.

Figure 7
Figur 7 Mengde doksorubicin i svulsten etter medikamentell behandling. (A) Flere Mann-Whitney-tester med FDR-korreksjon for flere sammenligninger av HPLC-MS-resultatene viser signifikans (q < 0,05) mellom mengden doksorubicin i tumor i 20 min TLD + HT-gruppen sammenlignet med NT-kontrollen. (B) Det ble ikke sett forskjeller i svulsten i FD-gruppene. %ID = prosent av startdose. = q < 0,0001. Forkortelser: HT = hypertermi, NT = normotermi. Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.

Navn på sekvens Ax_Screen Ax_Loc Sag_Loc Cor_TestShot Therm
Sekvens Type T2w RARE T2w RARE T2w RARE BLINKE BLINKE
Orientering Aksial Aksial Sagittal Koronal Aksial/sagittale
Ekkotid (ms) 40 72 72 6 6
Repetisjonstid (ms) 3200 4500 4500 39.06 39.06
Vendevinkel (grader) 90/180 90/180 90/180 10 10
Synsfelt (mm) 28,8 x 28,8 36 x 36 35 x 35 35 x 35
Matrise størrelse 128 x 128 128 x 128 128 x 128 128 x 128 128 x 128
Oppløsning (mm) 0,225 x 0,225 0,281 x 0,281 0,281 x 0,281 0,273 x 0,273 0,273 x 0,273
Stykke nummer 20 20 20 3 2
Stykketykkelse (mm) 1 1 1 1.5 1.25
# Gjennomsnitt 3 1 1 1 1
# Repetisjoner 1 1 1 9 9 eller 300
Skannetid 4 min 0 s 1 min 12 s 1 min 12 s 45 s 25 min

Tabell 1: Parametere for MR-fangst med tilhørende sekvensnavn.

Tilleggsfigur 1: En museholder for 3D-modell (hvit) med innvendig gummifôr (rødt). Dimensjoner: lengde = 43 mm, ytre radius = 15 mm, indre bredde = 20,7 mm. Klikk her for å laste ned denne filen.

Tilleggsfigur 2: Temperaturen (°C) overvåkes under behandlingen. Kjernetemperatur målt med rektale (blå) og spiserørssonder. Klikk her for å laste ned denne filen.

Supplerende kodefil 1: 3D-utskriftsfil for museholderen. Klikk her for å laste ned denne filen.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Protokollen utviklet her ble brukt til å målrette bakre lemmer svulster ved hjelp av MRgHIFU for mild HT-behandling og frigjøre innkapslede legemidler fra liposomer in vivo. Flere kritiske trinn ble oppdaget i denne protokollen under pilotstudien, og optimalisering av disse kritiske trinnene utgjorde forbedret behandlingssuksess i forhold til pilotstudien. Først er fullstendig fjerning av håret på området som skal sonikeres. Eventuell gassfangst i pelsen forhindrer ultralydstrålen i å passere og blokkerer ultralydpassasje i målvevet1. For det andre er museposisjonering avgjørende for en vellykket behandling; Svulsten bør plasseres overlegen i museholderen for å være i nærmere kontakt med ultralydtransduseren. I tillegg bør benete strukturer plasseres ut av ultralydstrålebanen uten å skade musen. Ben har vist seg å absorbere ultralydbølger effektivt, og fungerer deretter som en in situ oppvarmingskilde. Det kan påvirke oppvarmingsprofilen mens du blokkerer ultralydtransduksjon i interesseområdet4. Den kontralaterale lemmen bør også plasseres ut av veien for ultralydbanen, enten ved å stikke benet opp under resten av kroppen eller ved å forlenge det og fylle luften mellom bena med ultralydgel eller en gelpute. Endetarmen må også være utenfor ultralydets vei for å unngå oppvarming og refleksjon fra temperatursonden. Forsiktig tumorposisjonering er det viktigste trinnet for å fullføre en vellykket behandling.

Etter korrekt posisjonering må plassering av esophageal temperatursonde utføres nøye for å unngå trakeal okklusjon. Når musen settes inn i MR-boringen, bør metallforbindelsesnavet mellom kateteret i halen og injeksjonspumpekateteret festes med tape distalt for avbildningsområdet for å unngå gjenstandskaping. Ultralydtransduseren skal plasseres slik at den er i kontakt med det pelsløse området av beinet og ikke forskyver åndedrettsmonitoren. Nøye overvåking av musens kroppstemperatur under behandling og påfølgende justering av konveksjonsvarmesystemet er nødvendig for musens overlevelse. På grunn av nærheten til endetarmen og svulsten hos noen mus, var tilsetningen av esophageal probe viktig for å bestemme kjernetemperaturendringen, da rektaltemperaturen bare kunne reflektere lokal oppvarming i motsetning til kjerneoppvarming.

I utformingen og implementeringen av denne protokollen ble omfattende feilsøking vellykket utført av et tverrfaglig team. For museposisjonering ble en museholder designet og 3D-trykt for bruk på en MR-slede for rotter for å muliggjøre strømning av den oppvarmede luften rundt musen for intra-prosedyremessig kroppstemperaturjustering. Materialene til denne holderen ble valgt basert på deres evne til å holde musen sikkert samtidig som de tillater ultralydtransduksjon. En gummiinnsats inne i den trykte holderen tillot individuelle musejusteringer, mens kuttet i bunnen forhindret ultralydbølgerefleksjon og utilsiktet oppvarming.

Det er begrensninger knyttet til modellen, for eksempel nærhet av svulstene til nærliggende strukturer - bein (femur) og endetarm - som kan absorbere eller reflektere ultralydbølger, henholdsvis. Utilsiktet oppvarming av lårbenet kan resultere i benmarg ødeleggelse og smerte, mens ultralydrefleksjon fra luft i endetarmen kan forårsake lokal oppvarming og vevskader. I tillegg var det tilfeller av fangst av ultralydbølgen på grunn av hudgjenvekst etter behandling hos overlevelsesmusene, noe som forårsaket lokalisert oppvarming av huden. Det mistenkes at dette skyldes luftfangst rundt hårsekken som ikke er forskjøvet med ultralydgelen mellom transduseren og huden. I hvert tilfelle virket huden mørkere enn den omkringliggende hårløse huden. På immunhistokjemiske deler av disse muselemmene så man hår i epidermis, men man fant ingen tumorfibrose eller annen forklaring på hvorfor ultralyden ikke kunne passere gjennom hud og underhud.

Med utviklingen av denne protokollen er det planlagt videre studier for å utvide modellsystemene for å teste andre pediatriske solide svulster, som osteosarkom og myxofibrosarkom, for behandling med HT og TLD. Dette er lovende da disse pasientene kan møte svekkende smerte med begrensede behandlingsalternativer i denne kliniske sammenhengen. Denne protokollen kan utvides til andre solide tumortyper lokalisert i ekstremiteter som kan målrettes med MRgHIFU 29,30. Avslutningsvis støtter dataene at kombinasjonen av termosensitive liposomer kan ekstrapoleres for å innkapsle andre former for kjemoterapi eller legemidler der målrettet legemiddellevering ville være gunstig og ha en ikke-invasiv form for oppvarming, som MRgHIFU, ville være ideell.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Forfatterne har ingen økonomiske interesser eller interessekonflikter å opplyse.

Acknowledgments

Vi ønsker å anerkjenne våre finansieringskilder for dette prosjektet og personellet som er involvert, inkludert: C17 Research Grant, Canada Graduate Scholarship, Ontario Student Opportunity Trust Fund og James J. Hammond Fund.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
1.5mL Eppendorf tubes Eppendorf 22363204
1kb plus DNA Ladder Froggabio DM015-R500
2x HS-Red Taq (PCR mix) Wisent 801-200-MM
7 Tesla MRI BioSpec Bruker T184931 70/30 BioSpec, Bruker, Ettlingen, Germany
C1000 Thermal cycler Biorad 1851148
Clippers Whal Peanut 8655
Compressed ultrasound gel Aquaflex HF54-004
Convection heating device 3M Bair Hugger 70200791401
Depiliatory cream Nair 61700222611 Shopper's Drug Mart
DMEM Wisent 219-065-LK
DNeasy extraction kit Qiagen  69504
DPBS Wisent 311-420-CL
Drug injection system Harvard Apparatus PY2 70-2131 PHD 22/2200 MRI compatible Syringe Pump
Eye lubricant Optixcare 50-218-8442
F10 Media Wisent 318-050-CL
FBS Wisent 081-105
Froggarose FroggaBio A87
Gel Molecular Imager BioRad GelDocXR
Glutamax Wisent 609-065-EL
Heat Lamp Morganville Scientific HL0100  Similar to this product
Intravascular Polyethylene tubing (0.015" ID x 0.043" OD, 20G) SAI infusion PE-20-100
Isoflurane Sigma 792632
M25FV24C Cell line Gladdy Lab N/A
Microliter Syringe Hamilton 01-01-7648
Molecular Imager Gel Doc XR Biorad 170-8170
Mouse holder The 3D printing material used was ABS-M30i, and it was printed on FDM Fortus 380mc machine  N/A Dimensions: length = 43 mm, outer radius = 15 mm, inner width (where the mouse would sit) = 20.7 mm. 
MyRun Machine Cosmo Bio Co Ltd CBJ-IMR-001-EX
Nanodrop 8000 Spectrophotometer Thermo Scientific ND-8000-GL
p53 primers Eurofins N/A Custom Primers
PCR tubes Diamed SSI3131-06
Penicillin/Streptomycin Wisent 450-200-EL
Proteus software  Pichardo lab N/A
Respiratory monitoring system SAII Model 1030 MR-compatible monitoring and gating system for small animals
Small Bore HIFU device, LabFUS Image Guided Therapy N/A LabFUS, Image Guided Therapy, Pessac, France Number of elements 8
frequency 2.5 MHz
diameter  25 mm
radius of curvature 20 mm
Focal spot size 0.6 mm x 0.6 mm x 2.0 mm

Motor: axes 2

Generator:
Number of channels 8
Maximum electrical power/channel Wel 4
Maximum electrical power Wel 32
Bandwidth 0.5 - 5 MHz
Control per channel: Freq., Phase and. amplitude
Measurements per channel: Vrms, Irms, cos(theta)
Duty Cycle at 100% power % 100% for 1 min.

Transducer:
Number of elements 8
frequency  2.5 MHz
diameter 25 mm
radius of curvature 20 mm
Focal spot size  0.6 mm x 0.6 mm x 2.0 mm
SYBR Safe ThermoFisher Scientific S33102
TAE Wisent 811-540-FL
Tail vein catheter (27G 0.5" ) Terumo Medical Corp 15253
Thermal probes Rugged Monitoring L201-08
Trypan blue ThermoFisher Scientific 15250061
Trypsin Wisent 325-052-EL
Ultrasound Gel Aquasonic PLI 01-08

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Skapek, S. X., et al. Rhabdomyosarcoma. Nature Reviews Disease Primers. 5 (1), (2019).
  2. Ferrari, A., et al. Impact of rhabdomyosarcoma treatment modalities by age in a population-based setting. Journal of Adolescent and Young Adult Oncology. 10 (3), 309-315 (2021).
  3. Dasgupta, R. Pediatric rhabdomyosarcoma surgery: Background, anatomy, pathophysiology. , Available from: https://emedicine.medscape.com/article/939156-overview#a2 (2019).
  4. Ognjanovic, S., Linabery, A. M., Charbonneau, B., Ross, J. A. Trends in childhood rhabdomyosarcoma incidence and survival in the United States, 1975-2005. Cancer. 115 (18), 4218-4226 (2009).
  5. Mulrooney, D. A., et al. Cardiac outcomes in a cohort of adult survivors of childhood and adolescent cancer: retrospective analysis of the Childhood Cancer Survivor Study cohort. BMJ. 339, (2009).
  6. Lipshultz, S. E., Cochran, T. R., Franco, V. I., Miller, T. L. Treatment-related cardiotoxicity in survivors of childhood cancer. Nature Reviews Clinical Oncology. 10 (12), 697-710 (2013).
  7. Winter, S., Fasola, S., Brisse, H., Mosseri, V., Orbach, D. Relapse after localized rhabdomyosarcoma: Evaluation of the efficacy of second-line chemotherapy. Pediatric Blood & Cancer. 62 (11), 1935-1941 (2015).
  8. Wood, B. J., et al. Phase I study of heat-deployed liposomal doxorubicin during radiofrequency ablation for hepatic malignancies. Journal of Vascular and Interventional Radiology. 23 (2), 248-255 (2012).
  9. Bulbake, U., Doppalapudi, S., Kommineni, N., Khan, W. Liposomal formulations in clinical use: an updated review. Pharmaceutics. 9 (2), 12 (2017).
  10. Zagar, T. M., et al. Two phase I dose-escalation/pharmacokinetics studies of low temperature liposomal doxorubicin (LTLD) and mild local hyperthermia in heavily pretreated patients with local regionally recurrent breast cancer. International Journal of Hyperthermia. 30 (5), 285-294 (2014).
  11. Kim, A. A phase I study of lyso-thermosensitive liposomal doxorubicin and MR-HIFU for pediatric refractory solid tumors. , Available from: https://clinicaltrials.gov/ct2/show/NCT02536183 (2019).
  12. PanDox: targeted doxorubicin in pancreatic tumours (PanDox). University of Oxford. , Available from: https://clinicaltrials.gov/ct2/show/NCT04852367 (2021).
  13. Suelmann, B. B. M. Image-guided targeted doxorubicin delivery with hyperthermia to optimize loco-regional control in breast cancer (i-GO). , Available from: https://clinicaltrials.gov/ct2/show/NCT03749850 (2018).
  14. De Vita, A., et al. Lysyl oxidase engineered lipid nanovesicles for the treatment of triple negative breast cancer. Scientific Reports. 11 (1), 5107 (2021).
  15. Sapareto, S. A., Dewey, W. C. Thermal dose determination in cancer therapy. International Journal of Radiation Oncology, Biology, Physics. 10 (6), 787-800 (1984).
  16. Kok, H. P., et al. Heating technology for malignant tumors: a review. International Journal of Hyperthermia. 37 (1), 711-741 (2020).
  17. Kokuryo, D., Kumamoto, E., Kuroda, K. Recent technological advancements in thermometry. Advanced Drug Delivery Reviews. 163, 19-39 (2020).
  18. Bongiovanni, A., et al. 3-T magnetic resonance-guided high-intensity focused ultrasound (3 T-MR-HIFU) for the treatment of pain from bone metastases of solid tumors. Support Care Cancer. 30 (7), 5737-5745 (2022).
  19. Seifert, G., et al. Regional hyperthermia combined with chemotherapy in paediatric, adolescent and young adult patients: current and future perspectives. Radiation Oncology. 11, 65 (2016).
  20. Dewhirst, M. W., Lee, C. -T., Ashcraft, K. A. The future of biology in driving the field of hyperthermia. International Journal of Hyperthermia. 32 (1), 4-13 (2016).
  21. Dewhirst, M. W., Vujaskovic, Z., Jones, E., Thrall, D. Re-setting the biologic rationale for thermal therapy. International Journal of Hyperthermia. 21 (8), 779-790 (2005).
  22. Repasky, E. A., Evans, S. S., Dewhirst, M. W. Temperature matters! And why it should matter to tumor immunologists. Cancer Immunology Research. 1 (4), 210-216 (2013).
  23. Hijnen, N., et al. Thermal combination therapies for local drug delivery by magnetic resonance-guided high-intensity focused ultrasound. Proceedings of the National Academy of Sciences. 114 (24), E4802-E4811 (2017).
  24. Shultz, L. D., et al. Human cancer growth and therapy in immunodeficient mouse models. Cold Spring Harbor Protocols. 2014 (7), 694-708 (2014).
  25. De Vita, A., et al. Deciphering the genomic landscape and pharmacological profile of uncommon entities of adult rhabdomyosarcomas. International Journal of Molecular Sciences. 22 (21), 11564 (2021).
  26. McKinnon, T., et al. Functional screening of FGFR4-driven tumorigenesis identifies PI3K/mTOR inhibition as a therapeutic strategy in rhabdomyosarcoma. Oncogene. 37 (20), 2630-2644 (2018).
  27. Zaporzan, B., et al. MatMRI and MatHIFU: software toolboxes for real-time monitoring and control of MR-guided HIFU. Journal of Therapeutic Ultrasound. 1, (2013).
  28. Dunne, M., et al. Heat-activated drug delivery increases tumor accumulation of synergistic chemotherapies. Journal of Controlled Release. 308, 197-208 (2019).
  29. Zhao, Y. X., Hu, X. Y., Zhong, X., Shen, H., Yuan, Y. High-intensity focused ultrasound treatment as an alternative regimen for myxofibrosarcoma. Dermatologic Therapy. 34 (2), 14816 (2021).
  30. Vanni, S., et al. Myxofibrosarcoma landscape: diagnostic pitfalls, clinical management and future perspectives. Therapeutic Advances in Medical Oncology. 14, 17588359221093973 (2022).

Tags

Kreftforskning utgave 191

Erratum

Formal Correction: Erratum: Magnetic Resonance-Guided High Intensity Focused Ultrasound Generated Hyperthermia: A Feasible Treatment Method in a Murine Rhabdomyosarcoma Model
Posted by JoVE Editors on 02/08/2023. Citeable Link.

An erratum was issued for: Magnetic Resonance-Guided High Intensity Focused Ultrasound Generated Hyperthermia: A Feasible Treatment Method in a Murine Rhabdomyosarcoma Model . The Authors section was updated from:

Claire Wunker1,2
Karolina Piorkowska3
Ben Keunen3
Yael Babichev2
Suzanne M. Wong3,4
Maximilian Regenold5
Michael Dunne5
Julia Nomikos1,2
Maryam Siddiqui6
Samuel Pichardo6
Warren Foltz7
Adam C. Waspe3,8
Justin T. Gerstle3,9
Rebecca A. Gladdy1,2,10
1 Institute of Medical Science, University of Toronto
2 2Lunenfeld-Tanenbaum Research Institute, Mount Sinai Hospital
3 The Wilfred and Joyce Posluns Centre for Image-Guided Innovation and Therapeutic Intervention, The Hospital for Sick Children
4 Institute of Biomedical Engineering, University of Toronto
5 Leslie Dan Faculty of Pharmacy, University of Toronto
6 Departments of Radiology and Clinical Neurosciences, University of Calgary
7 Department of Radiation Oncology, University of Toronto
8 Department of Medical Imaging, University of Toronto
9 Department of Pediatric Surgery, University of Toronto
10 Department of Surgery, University of Toronto

to:

Claire Wunker1,2
Karolina Piorkowska3
Ben Keunen3
Yael Babichev2
Suzanne M. Wong3,4
Maximilian Regenold5
Michael Dunne5
Julia Nomikos1,2
Maryam Siddiqui6
Samuel Pichardo6
Warren Foltz7
Adam C. Waspe3,8
Justin T. Gerstle3,9
James M. Drake1,3,4,10
Rebecca A. Gladdy1,2,10
1 Institute of Medical Science, University of Toronto
2 Lunenfeld-Tanenbaum Research Institute, Mount Sinai Hospital
3 The Wilfred and Joyce Posluns Centre for Image-Guided Innovation and Therapeutic Intervention, The Hospital for Sick Children
4 Institute of Biomedical Engineering, University of Toronto
5 Leslie Dan Faculty of Pharmacy, University of Toronto
6 Departments of Radiology and Clinical Neurosciences, University of Calgary
7 Department of Radiation Oncology, University of Toronto
8 Department of Medical Imaging, University of Toronto
9 Department of Pediatric Surgery, University of Toronto
10 Department of Surgery, University of Toronto

Magnetisk resonansstyrt høy intensitetsfokusert ultralyd genererte hypertermi: en mulig behandlingsmetode i en murine rabdomyosarkommodell
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Wunker, C., Piorkowska, K., Keunen,… More

Wunker, C., Piorkowska, K., Keunen, B., Babichev, Y., Wong, S. M., Regenold, M., Dunne, M., Nomikos, J., Siddiqui, M., Pichardo, S., Foltz, W., Waspe, A. C., Gerstle, J. T., Drake, J. M., Gladdy, R. A. Magnetic Resonance-Guided High Intensity Focused Ultrasound Generated Hyperthermia: A Feasible Treatment Method in a Murine Rhabdomyosarcoma Model. J. Vis. Exp. (191), e64544, doi:10.3791/64544 (2023).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter