Medidas espaciais de Perfusão, intersticial pressão do produto e lipossomas Acumulação em tumores sólidos

O objetivo geral deste experimento é relacionar o acúmulo intratumoral de nanoterapêuticos com as propriedades do microambiente tumoral, incluindo a microcirculação tumoral e a pressão elevada do fluido intersticial, ou IFP. Este método nos permite responder a perguntas importantes sobre nanomedicamentos. Perguntas como o que impulsiona a absorção heterogênea de nanopartículas dentro de um tumor?

A principal vantagem desta técnica é que permite o mapeamento espacial co-localizado das propriedades do microambiente tumoral e a distribuição intratumoral das nanopartículas. Depois de confirmar o nível apropriado de anestesia por topenge, aplique pomada nos olhos do camundongo e prenda os membros do animal em decúbito ventral em uma placa de plástico fina. Em seguida, insira um cateter personalizado de calibre 27 conectado a um pedaço de tubo PE10 de 20 centímetros na veia lateral da cauda e prenda o tubo com vários pedaços de fita adesiva.

Agora, encha uma seringa de um mililitro com pelo menos 200 microlitros de tomografia computadorizada ou lipossomas de tomografia computadorizada e uma seringa de um mililitro com pelo menos 150 microlitros de uma proporção de 9-1 por volume de iohexol livre misturado com solução salina. Coloque a seringa de lipossomas CT em uma bomba de seringa e conecte o cateter à seringa, definindo uma taxa de bomba de 600 microlitros por minuto, equivalente a 10 microlitros por segundo. Em seguida, coloque o mouse na cama do micro scanner de TC e use o sistema de posicionamento a laser para ajustar o tumor de modo que ele tenha aproximadamente a mesma orientação para cada varredura.

Usando o software do console do scanner de TC para cada protocolo de imagem de interesse, selecione escuro claro no menu suspenso e clique no botão de varredura para iniciar a calibração e inicializar o sistema. Para obter uma microtomografia computadorizada anatômica volumétrica do tumor antes que qualquer agente de contraste seja injetado, primeiro verifique o indicador do software do console do scanner de TC para confirmar se os intertravamentos de segurança do scanner de TC foram removidos. Em seguida, selecione a varredura que usa uma energia de raios-x de 80 quilovolts, uma corrente de tubo de 70 miliamperes e captura 1.000 projeções de imagem.

Em seguida, inicie a verificação. Quando a varredura estiver concluída, configure a bomba para injetar aproximadamente 150 microlitros da solução de lipossomas e pressione o botão Iniciar para injetar o bolus de lipossomas de TC a 55 miligramas de iodo por mililitro de concentração de solução. Lave manualmente o cateter com 50 microlitros de solução salina para garantir que toda a quantidade de agente lipossomal foi injetada e que o cateter foi limpo.

Após 10 minutos, faça uma segunda varredura anatômica do tumor, como acabamos de demonstrar. Para realizar um DCE-CT, coloque uma seringa de solução de iohexol livre na bomba de seringa e configure a bomba para injetar 100 microlitros de iohexol na mesma taxa de injeção. Esses volumes de injeção são superiores ao padrão de 200 microlitros, mas os animais são monitorados durante a recuperação e nenhum evento adverso foi observado.

Em seguida, no console do tomógrafo, selecione uma varredura dinâmica de cinco minutos usando uma energia de raios-x de 80 quilovolts e uma corrente de tubo de 90 miliamperes, como acabamos de demonstrar, que captura 416 projeções de imagem a cada um segundo durante os primeiros 30 segundos, seguidas por 416 projeções de imagem a cada 10 segundos. Capture cinco segundos de dados DCE-CT e ligue a bomba injetora. No final do exame, execute uma terceira microtomografia computadorizada anatômica volumétrica.

48-70 horas depois, capture imagens anatômicas de TC dos lipossomas usando as mesmas configurações volumétricas que acabamos de demonstrar. Para medir o IFP, prenda o animal na plataforma do robô CT IFP de forma que o tumor fique imobilizado e acessível ao sistema robótico CT IFP. Obtenha uma microtomografia computadorizada anatômica conforme demonstrado.

Em seguida, carregue os dados de inserção da pré-agulha no software de alinhamento do robô CT IFP e ajuste a janela e o nível para visualizar o tumor. Clique na borda do tumor em qualquer imagem seguida da seleção de uma segunda localização da borda no lado adjacente do tumor. O software calculará uma série de posições ao longo de uma linha linear entre os dois pontos.

Em seguida, selecione as coordenadas X, Y e Z para uma série de cinco a oito posições uniformemente espaçadas na lista. Em seguida, lave a agulha do sistema IFP com uma solução salina de heparina e insira as primeiras posições predeterminadas da agulha nas janelas de coordenadas X, Y, Z do software de controle do robô CT IFP. Pressione o botão ir para mover o robô para o local desejado.

Em seguida, para cada posição da agulha, clique no botão inserir agulha para inserir a agulha no tecido. Aperte e solte o tubo PE20 para confirmar uma boa comunicação de fluido entre a agulha IFP e o tecido e observe que a medição do IFP aumenta e retorna ao valor de pré-pinçamento no software de aquisição IFP. Por fim, adquira uma tomografia anatômica com a agulha inserida, clicando no botão de retração da agulha no final da varredura para remover a agulha do tecido.

A seleção de uma região de interesse dentro do tumor produz uma curva de tempo/intensidade que pode ser usada para produzir estimativas quantitativas de parâmetros hemodinâmicos selecionados no tumor. A segmentação do volume tumoral em múltiplas regiões de interesse de tamanhos iguais permite a quantificação da distribuição espacial desses parâmetros dentro do volume tumoral. A biodistribuição dos lipossomas CT 48 horas após a injeção também pode ser observada.

Conforme indicado, o agente ainda está circulando no sistema vascular com uma captação substancial observada no baço e no fígado. O acúmulo intratumoral desses lipossomas de TC é heterogêneo, com acúmulo predominantemente periférico em comparação com o centro do tecido tumoral. A agulha pode ser claramente identificada por microtomografia computadorizada de alta resolução, permitindo a localização espacial das medidas de IFP dentro do volume tumoral.

A medição espacialmente co-localizada da profusão e da fração de volume plasmático demonstra uma correlação significativa com o acúmulo intratumoral de lipossomas de TC em tumores subcutâneos. Além disso, a distribuição radial da PIF se correlaciona com as outras medidas hemodinâmicas, sugerindo uma complexa relação espacial/temporal entre a microcirculação tumoral, a PIF e o acúmulo intratumoral dos lipossomas. Ao tentar este procedimento, é importante prender o animal na cama do scanner, garantindo o mínimo de movimento do tumor entre as medições de IFP.

As implicações deste trabalho estendem-se ao desenvolvimento de novas terapias. O transporte de nanopartículas é um primeiro passo fundamental na construção de terapêuticas eficazes baseadas na nanomedicina. Depois de assistir a este vídeo, você deve ter uma boa ideia de como mapear espacialmente a pressão do fluido intersticial do tumor, a microcirculação do tumor e a distribuição de nanopartículas.