Tratamento de tumores cerebrais em modelo de camundongo usando terapia sonodinâmica

Resumo

Fonte: Mess, G., et al. Terapia sonodinâmica para o tratamento de glioblastoma multiforme em um modelo de camundongo usando um sistema portátil de ultrassom focado em bancada. J. Vis. Exp. (2023)

Este vídeo demonstra um protocolo para realizar terapia sonodinâmica em um tumor cerebral em um modelo de camundongo usando ultrassom focalizado guiado por ressonância magnética (MRgFUS). Um precursor do sonossensibilizador é administrado antes do tratamento, que se acumula nas células tumorais e é ativado por ultrassom focalizado para produzir espécies reativas de oxigênio (ROS). Essas ROS induzem estresse oxidativo, resultando em morte de células tumorais e proliferação reduzida.

Protocolo

Todos os procedimentos envolvendo modelos animais foram revisados pelo comitê institucional local de cuidados com animais e pelo conselho de revisão veterinária do JoVE.

1. Procedimentos de ressonância magnética (RM)

1. Pegue a cama de ressonância magnética com o animal estereotaxialmente fixado e coloque-a no berço de ressonância magnética previamente conectado ao scanner de ressonância magnética (consulte a Tabela de Materiais), encaixando o orifício da cama de ressonância magnética em sua extremidade no pino no berço de ressonância magnética, conforme mostrado na Figura 1. Conecte os tubos de anestesia de entrada e saída aos tubos correspondentes na máquina de ressonância magnética.

2. Deslize o berço de ressonância magnética contendo o animal no orifício de ressonância magnética, certificando-se de manter a mesma posição de onde o simulador foi colocado.

3. Realize um localizador para ver a localização do cérebro do animal e, em seguida, uma ressonância magnética ponderada em T1 pós-contraste cobrindo todo o cérebro.

4. Exporte a varredura de ressonância magnética como um conjunto de arquivos DICOM não compactados, um para cada fatia.

2. Tratamento de ultrassom focalizado (Figura 2)

1. Remova o animal do berço de ressonância magnética após a conclusão do exame e coloque-o na plataforma encaixando a frente da cama em seu pino correspondente na parte de trás da plataforma e encaixando a parte de trás da cama em seu pino correspondente.

2. Conecte o tubo de entrada do leito de ressonância magnética a uma fonte de isoflurano para anestesia e ajuste a taxa de fluxo de gás para 1,0 mL / min e o vaporizador para 2,0% para manutenção da anestesia. Conecte o tubo de saída a um recipiente de filtro de carvão para absorção de anestesia.

3. Transfira o conjunto de arquivos DICOM para o computador e coloque-os em uma pasta no diretório de trabalho principal do estudo atual.

4. No software, vá para a página principal de inicialização e ative o modo de jog clicando em Guided Focus Finding e, em seguida, clicando em Jog Mode On.

5. Coloque um pouco de gel de ultrassom centrifugado na cabeça do animal, com gel suficiente para cobrir todo o couro cabeludo acima do crânio.

6. Despeje água deionizada (DI) e desgaseificada no banho-maria até 80% e, em seguida, encaixe o banho-maria em suas colunas correspondentes na plataforma.

7. Abaixe o banho-maria cheio de água DI até que a membrana inferior toque o gel de ultrassom na cabeça do animal, formando uma superfície de acoplamento entre a água e o gel. Certifique-se de que o gel de ultrassom cubra toda a cabeça do animal até o banho-maria e que não haja bolhas de ar no gel de ultrassom entre o banho-maria e o couro cabeludo do camundongo.

8. Mergulhe o transdutor de ultrassom no banho-maria, garantindo que não haja bolhas de ar na superfície do transdutor.

9. Abaixe o braço do transdutor usando o modo Jog Down em direção ao transdutor parcialmente submerso e acople-o ao transdutor alinhando as ranhuras magnéticas umas com as outras enquanto a superfície do transdutor permanece submersa.

10. Desative o modo de deslocamento e, em seguida, saia da localização focada, conforme feito durante a etapa de inicialização. Certifique-se de confirmar a posição inicial como feito antes.

11. Vá para a guia de tratamento e, em seguida, carregue os arquivos de ressonância magnética ponderada em T1 pós-contraste clicando no ícone da pasta na parte superior central da tela. Selecione a pasta que contém os arquivos DICOM que foram carregados no computador anteriormente e abra-os. Esta etapa deve carregar automaticamente todos os arquivos DICOM no painel superior direito.

12. Em seguida, na guia Modo de sonicação, selecione o modo de tratamento adequado escolhendo Burst ou Continuous Wave. Se estiver no modo de rajada, na guia Configurações de sonicação, insira a duração da rajada, o período de rajada e o número de períodos. Esses parâmetros corresponderão a cada local de sonicação. Se estiver no modo de onda contínua, insira apenas a duração da sonicação.

NOTA: Neste estudo, o modo de onda contínua foi usado por uma duração de 120 s.

13. Clique no ícone de alvo no meio superior da página e selecione os locais adequados na fatia de ressonância magnética correta para onde a região focal do ultrassom focalizado (FUS) deve ser direcionada. Um quadrado vermelho claro com um círculo vermelho estará presente quando clicado. Mais de uma seleção pode ser escolhida.

14. À esquerda da imagem de ressonância magnética há uma tabela, que será preenchida com as coordenadas 3D das regiões focais selecionadas. Na última coluna da tabela, insira o nível de potência a ser sonicado em cada ponto focal, que pode ser calculado separadamente para cada transdutor usado para obter os níveis de pressão ou intensidade desejados. Clique em cada ponto focal na tabela para confirmar o que resultará no realce das coordenadas e a região focal correspondente na imagem ficará azul. nota: Consulte a folha de dados do transdutor para determinar como traduzir o nível de potência inserido na tabela em pressão ou intensidade, pois esses valores são específicos do transdutor.

15. Quando estiver satisfeito com todas as regiões focais, selecione Teste de movimento. Isso fará com que o software mova o transdutor para todos os pontos focais para garantir que os movimentos sejam possíveis. Após a confirmação, o software indicará Teste de movimento concluído. Se ocorrer um erro, ajuste as regiões focais para que possam caber nos eixos 3D dos motores do transdutor.

16. Quando estiver pronto, selecione Iniciar sonicação para iniciar o protocolo de sonicação, movendo o transdutor e aplicando os parâmetros FUS corretos em cada região focal selecionada.

17. Terminado o protocolo de sonicação, desacople o transdutor do braço do transdutor, remova o banho-maria da plataforma e limpe o gel de ultrassom do couro cabeludo do animal.

18. Desaparafuse as barras de mordida e orelha, remova o animal da cama de ressonância magnética e coloque-o em uma almofada quente até que ele acorde da anestesia. Neste ponto, devolva o animal à sua gaiola.

19. Para os animais subsequentes, repetir o mesmo protocolo, a partir do ponto 6. 20. Uma vez tratados os animais desejados, limpe todas as superfícies tocadas pelos animais com etanol a 70% (ver Tabela de Materiais).

21. Saia do software e, em seguida, desligue e desligue cada equipamento.

Resultados

Figura 1: Posicionamento de animais. (A) Leito e berço de ressonância magnética, com várias partes rotuladas: 1. Berço de ressonância magnética. 2. Leito de ressonância magnética estereotáxica. 3. Barras auriculares. 4. Barra...

Materiais

Lista de materiais utilizados neste artigo

Nome	Empresa	Número de catálogo	Comentários
7T PET-MR sistema	Bruker	Biospec 70/30
Folha de alumínio	Reynolds Brand
Amplifier	FUS Instruments	2175
Mouses nus atímicos	Charles River Laboratories	Código de cepa 490
Recipiente de resíduos de isoflourano de carvão	Patterson scientific	78909457
Computador	FUS Instruments	2269
Vidro de cobertura	Fisherbrand	12-545J
	ASUS	VZ239H
Barbeador	eletrônicoWahl	93235-002
Soro bovino fetal	Thermo Fisher Scientific	16000044
Gerador de função	Siglent	QS0201X-E01B
Agente de contraste de gadolínio (Gadavist)	McKesson Corporation	2068062
Gaze	Henry Schein	101-4336
Lâmpada	de calor
Almofada térmica	Kent Scientific	RT-0501
Câmara de indução	Patterson scientific	78933388
Vaporizador de isofluorano	Patterson scientific	78916954
Isoflurano	Covetrus	29405
Sistema de isoflurano	Patterson Scientific
espectro IVIS	Perkin Elmer	124262
Nair	Church e Dwight Co.
pomada oftálmica pomada			veterinária Puralube
RK-50 Sistema MRgFUS	Instruments	2182
Escala
Lâmina de bisturi	Covetrus	7319
Cabo de bisturi	Fine Science Tools	91003-12
Conjunto de chaves de fenda	Jakemy	JM-8160
Marcador de pele	Time Out	D538,851
Quadro estereotáxico	Kopf Instruments	5000
Protótipo de ressonância magnética estereotáxica Dispositivo de imagem plástica	FUS Instruments
Transdutor e caixa correspondente	FUS Instruments	T515H750-118
Desgaseificador ultrassônico	FUS Instruments	2259
Gel ultrassônico	ParkerLabs	01-08
Banho-maria	FUS Instruments
Xylazine	Covetrus	1XYL006

Monitor de mesa 7893590342010553