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 resonansstyret højintensitetsfokuseret ultralydgenereret hypertermi: en gennemførlig behandlingsmetode i en murin rhabdomyosarkommodel

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

Præsenteret her er en protokol til brug af kontrolleret hypertermi, genereret af magnetisk resonansstyret højintensitetsfokuseret ultralyd, til at udløse lægemiddelfrigivelse fra temperaturfølsomme liposomer i en rhabdomyosarcoma musemodel.

Abstract

Magnetisk resonansstyret højintensitetsfokuseret ultralyd (MRgHIFU) er en etableret metode til fremstilling af lokaliseret hypertermi. I betragtning af billeddannelse i realtid og akustisk energimodulering muliggør denne modalitet præcis temperaturkontrol inden for et defineret område. Mange termiske applikationer udforskes med denne ikke-invasive, ikke-ioniserende teknologi, såsom hypertermigenerering, for at frigive lægemidler fra termofølsomme liposomale bærere. Disse lægemidler kan omfatte kemoterapier såsom doxorubicin, for hvilke målrettet frigivelse ønskes på grund af de dosisbegrænsende systemiske bivirkninger, nemlig kardiotoksicitet. Doxorubicin er en grundpille til behandling af en række maligne tumorer og er almindeligt anvendt i recidiverende eller tilbagevendende rhabdomyosarcoma (RMS). RMS er den mest almindelige ekstrakranielle tumor i fast blødt væv hos børn og unge voksne. På trods af aggressiv, multimodal terapi har RMS-overlevelsesraten været den samme i de sidste 30 år. For at undersøge en løsning til at imødekomme dette uopfyldte behov blev der udviklet en eksperimentel protokol til evaluering af frigivelsen af termosensitiv liposomal doxorubicin (TLD) i en immunokompetent, syngeneisk RMS-musemodel ved hjælp af MRgHIFU som kilde til hypertermi til lægemiddelfrigivelse.

Introduction

Rhabdomyosarcoma (RMS) er en skeletmuskeltumor, der oftest forekommer hos børn og unge voksne1. Lokaliseret sygdom behandles ofte med multimodal behandling, herunder kemoterapi, ioniserende stråling og kirurgi. Brugen af kemoterapiregimer med flere lægemidler er mere udbredt hos pædiatriske patienter med forbedrede resultater sammenlignet med deres voksne kolleger2; På trods af igangværende forskningsindsats forbliver den 5-årige overlevelsesrate imidlertid på omkring 30% i den mest aggressive form af sygdommen 3,4. Kemoterapistandarden for pleje er et multidrug regime, der omfatter vincristin, cyclophosphamid og actinomycin D. I tilfælde af recidiverende eller tilbagevendende sygdom anvendes alternative kemoterapier, herunder standard (fri) doxorubicin (FD) og ifosfamid1. Mens alle disse kemoterapier har systemiske toksiciteter, pålægger doxorubicins kardiotoksicitet en livslang dosisbegrænsning 5-7. For at øge mængden af lægemidlet, der leveres til tumoren og for at minimere systemisk toksicitet, er der udviklet alternative formuleringer, herunder liposomal indkapsling. Disse kan være ikke-termosensitivt doxorubicin, som er godkendt til behandling af brystkræft og hepatocellulært karcinom, eller termosensitivt doxorubicin, for hvilket kliniske forsøg er i gang 8,9,10,11,12,13. Alternative metoder til levering af liposomale indkapslede lægemidler såsom multivesikulære liposomer og ligandmålrettede liposomer er blevet evalueret og viser løfte om behandling af tumorer9. I denne undersøgelse har tilsætningen af varme multifaktorielle virkninger, herunder lægemiddelfrigivelse14. Kombinationen af hypertermi (HT) genereret med magnetisk resonansstyret højintensitetsfokuseret ultralyd (MRgHIFU) og termosensitiv liposomal doxorubicin (TLD) er en ny multimodal terapeutisk tilgang til anvendelse af dette giftige, men effektive lægemiddel til behandling af RMS, samtidig med at dosisbegrænsende toksicitet minimeres og potentielt øger immunresponset på tumoren.

Doxorubicin frigives hurtigt fra TLD ved temperaturer >39 °C, et godt stykke over den gennemsnitlige menneskelige kropstemperatur på 37 °C, men ikke høj nok til at forårsage vævsskade eller ablation; dette begynder at ske ved 43 ° C, men sker hurtigere, når temperaturen nærmer sig 60 ° C15. Forskellige metoder er blevet brugt til at generere HT in vivo, herunder lasere, mikrobølger, radiofrekvensablation og fokuseret ultralyd, hvoraf mange er invasive opvarmningsmetoder16. MRgHIFU er en ikke-invasiv, ikke-ioniserende opvarmningsmetode, der letter præcise temperaturindstillinger inden for målvævet in situ. Magnetisk resonans (MR) billeddannelse giver afgørende billeddannelse i realtid, hvor computersoftware kan bruges, til at beregne en termometrimåling af vævet under hele behandlingen; Derefter kan disse data bruges til at kontrollere ultralydsbehandlingen i realtid for at nå og opretholde et ønsket temperaturindstillingspunkt17. MRgHIFU er blevet testet i forskellige vævstyper og kan bruges til en bred vifte af temperaturbehandlinger, fra mild HT til ablation, såvel som klinisk til vellykket behandling af smertefulde knoglemetastaser18. Derudover har HT vist sig at forårsage tumorcytotoksicitet, modulere proteinekspression og ændre immunresponset i tumormikromiljøet 19,20,21,22. En undersøgelse kombinerede mild HT med TLD efterfulgt af ablation med MRgHIFU i en synergetisk R1-rottemodel23, hvilket resulterede i nekrose i tumorkernen og lægemiddelafgivelse til periferien. Traditionelt er strålebehandling blevet brugt som en supplerende terapi til at beskadige tumorceller og mindske lokal sygdomsgentagelse. Imidlertid er dets anvendelse begrænset af levetidsdosering og skader uden for målet1. HT er således unik, fordi det kan forårsage nogle af de samme virkninger uden de samme toksiciteter eller begrænsninger.

Prækliniske dyremodeller for RMS omfatter syngeneiske immunkompetente modeller og patientafledte xenotransplantater (PDX) hos immunkompromitterede værter. Mens de immunkompromitterede modeller tillader vækst af de humane tumorer, mangler de det passende tumormikromiljø og er begrænsede i deres evne til at studere immunrespons24. FGFR4-aktiverende mutation er en lovende markør for dårlig prognose og et potentielt terapeutisk mål i voksen og pædiatrisk RMS 1,25. I de syngeneiske RMS-modeller, der er udviklet i Gladdy-laboratoriet, er tumorerne i stand til at vokse i en immunkompetent vært, som udvikler medfødte og adaptive immunresponser på tumoren26. Da HT påvirker immunresponset, er observation af ændringen i murinimmunresponset en værdifuld fordel ved denne tumormodel. For at teste både tumorresponset på TLD sammenlignet med FD såvel som ændringen i tumorens immunrespons til både kemoterapi og HT blev der udviklet en protokol, der blev anvendt til behandling af syngeneiske murine RMS-tumorer in vivo ved hjælp af MRgHIFU og TLD, som er fokus for denne undersøgelse.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Forskningen blev udført i overensstemmelse med dyreplejekomitéerne med godkendte dyreanvendelsesprotokoller under en tilsynsførende dyrlæge ved Center for Phenogenomics (TCP) og University Health Network (UHN) Animal Resource Centre (ARC) dyreforskningsfaciliteter. Alle procedurer, undtagen MRgHIFU, der involverede dyrene, blev udført i et biologisk sikkerhedsskab (BSC) for at minimere dyrs eksponering for ekstern luft eller modtagelig infektion.

1. Opdræt af mus

BEMÆRK: I alt 65 mus (stamme B6.129S2-Trp53tm1Tyj/J) blev inkluderet i pilotundersøgelsen (han: n = 23; hun: n = 42). Både han- og hunmus blev brugt i 7-9 ugers alderen. Deres hvalpe blev fravænnet og genotypet, og p53 heterozygote mus blev brugt til eksperimenterne.

  1. Hus to hunmus med hver hanmus for at skabe avlsbure. Tæl alderen på deres hvalpe fra fødslen (fødsel = dag 0).
  2. På dag 10 skal du identificere hvalpene med et ørehak. Saml halesakse til genotypebestemmelse før cellelinjeinjektion.

2. Genotypebestemmelse af mus

  1. Uddrag DNA fra de indsamlede 2 mm haleafklip ved hjælp af et kommercielt DNA-ekstraktionssæt (se materialetabellen) efter producentens anvisninger.
  2. DNA-koncentrationen og renheden bestemmes ved at måle absorbansen ved 260-280 nm på et spektrofotometer (se materialetabel).
  3. Udfør polymerasekædereaktion (PCR).
    1. Opret en masterblanding, der indeholder en kommerciel PCR-blanding (indeholdende Taq-polymerase, dNTPS og MgCl2; se materialetabel), primer ogdH2O-forholdi et forhold på12,5:0,25:10,75 (μL) for det krævede antal prøver. Der tilsættes 1 μL DNA-prøve til hvert PCR-rør, og dH2O, en nulprøve (homozygot for p53-mutation), en heterozygot prøve (heterozygot for p53-mutation) og en vildtypeprøve (homozygot for normal p53) som PCR-kontrol.
    2. Der tilsættes 24 μL af masterblandingen til hvert PCR-rør, der indeholder DNA. Pipetter opløsningen i hvert PCR-rør op og ned for at fordele DNA'et gennem masterblandingen.
    3. Reaktionsrørene anbringes i en termisk cyklist, og cyklussen anbringes i henhold til følgende specifikationer: 95 °C i 2 minutter, 40 cyklusser med 95 °C i 15 sekunder, 60 °C i 15 sekunder og 72 °C i 1 min, og opbevares derefter ved 4 °C, indtil de er klar til analyse på gelen.
  4. Analyser PCR-produkterne ved hjælp af agarosegelelektroforese.
    1. Forbered en 2% gel (50 ml 1x TAE og 1 g agarose) ved at opvarme agarosen i TAE og blande, indtil den er opløst. Når afkølet og stadig flydende, tilsættes 2,5 μL DNA-gelplet til agaroseen og blandes. Støb gelen i en gelkasse med en kam. Anbring gelen i det elektroforetiske apparat (se materialetabel) og dæk med 1x TAE.
    2. Læg 10 μL 1 kB DNA-stige på gelen. Der fyldes 12,5 μL af hver prøve. Kør gelen i 25 min ved 135 V.
    3. Tag billedet af gelen ved hjælp af passende indstillinger for den anvendte DNA-gelplet på et gelbillede (se materialetabellen) i henhold til producentens anvisninger.

3. Tumormodel forberedelse (figur 1)

  1. M25FV24C-cellelinjen (passage 12-15) dyrkes 1 uge før injektionsdatoen i komplette vækstmedier (Dulbeccos modificerede ørnemedium [DMEM] med additiver: 10% FBS, 1% penicillin/streptomycin og 2 mM L-alanyl-L-glutamindipeptid) i en 75 ml kolbe ved 37 °C og 5% CO2. Når cellerne er ~ 80% sammenflydende, aspireres mediet og vaskes cellerne 1x med 5 ml Dulbeccos fosfatbufferede saltvand (DPBS).
    BEMÆRK: M25FV24C er en murincellelinje, der er konstrueret til at overudtrykke mutant FGFR4V550E, som observeres i pædiatrisk og voksen RMS 1,26.
  2. Løft cellerne ved at tilsætte 0,5 ml 0,25% trypsinopløsning til siden af pladen og inkubere beholderen i 2-3 minutter ved stuetemperatur. Når cellerne ser løsrevet ud, tilsættes 2,5 ml komplette vækstmedier ved stuetemperatur for at inaktivere trypsinet. Brug en 10 μL prøve alikvote til at bestemme cellekoncentrationen af levedygtige celler ved hjælp af et hæmocytometer og trypanblå udelukkelse.
  3. Forbered det korrekte volumen DPBS-suspenderede celler til injektion og læg det i et 1,5 ml mikrocentrifugeglas: volumen til centrifuge = (antal mus × antal celler pr. mus)/ (koncentration af celler), hvor antallet af mus = de mus, der skal injiceres + 10 ekstra mus for fejl, og antallet af celler pr. mus = 104.
  4. Centrifuger i 5 min ved 153 x g. Resuspender cellepelleten i det passende volumen (10 μL pr. mus × antal mus) myoinjektionsbuffer (F10 media + 0,5% FBS) og injicer musene inden for 1 time efter tilberedning af denne suspension.

4. Intramuskulær celleinjektion

BEMÆRK: M25FV24C-celler injiceres i højre bagben af mus mellem 4 og 6 uger. Injektion efter 4 uger producerer en lille mus med en tumor, der kan være sværere at behandle, da der er mindre omgivende væv til HT-dispersion; Venter indtil 6 uger giver en større mus, hvilket gør det lettere at behandle tumoren.

  1. Inverter cellesuspensionen flere gange før aspiration for at hjælpe jævnt med at fordele cellerne i opløsningen. Opsug 10 μL (104 celler) ved hjælp af en mikroliter sprøjte (se materialetabel). Skrubbe musen; Når de er fastholdt, kan adgang til de kaudale lårmuskler opnås ved at forlænge bagbenet. Barber benet ved hjælp af klippemaskiner og tør af med 70% ethanol.
  2. Injicer M25FV24C-cellesuspensionen (10 μL, 10 4 celler) i højre lårmuskulatur på bagbenet på en4-6 uger gammel mus ved hjælp af en gastæt mikrolitersprøjte med en 26s G-nål.
    BEMÆRK: Nålen skal indsættes parallelt med lårbenet mod knæet, idet man passer på ikke at ramme iskiasnerven. Indsæt kun nålens spids (ca. 2 mm) på grund af bagbenets lille muskelmasse.
  3. Administrer opløsningen i en konstant bevægelse. Fjern kanylen og sørg for, at blødning ikke forekommer. Sæt musen tilbage i et andet bur.
  4. Evaluer dyrene dagligt og overvåg deres bagben for tumorvækst gennem palpation. Aflive musene ved hjælp af kuldioxid, hvis et af følgende tidlige endepunkter opstår: tumorstørrelse på over 1,5 cm i diameter, tumorsår eller systemiske tegn på sygdom (piloerektion, krumbøjet kropsholdning, inaktivitet eller nedsat indtagelse af mad eller vand).

5. Screening af MR-scanning

  1. Bedøv musen til et niveau, hvor der ikke er nogen bevægelse med poteklemme, med isofluran under følgende parametre: inducer i et kammer med 4% ved 1,5 LPM, overfør derefter til næsekeglen på MR-scannerslæden og fortsæt isofluranvedligeholdelse på næsekeglen med 1,5% -2% ved 0,75 LPM. Fastgør åndedrætsmonitoren. Brug dyrlægesalve på øjnene for at forhindre tørhed under anæstesi.
  2. Tag billeder af den bedøvede mus ved hjælp af MR-scanneren (se materialetabel). På det T2-vægtede billede (Ax_Screen erhvervelse, tabel 1) skal du notere in-plane dimensioner og antallet af aksiale skiver, som tumoren vises indeni. Bemærk placeringen af tumoren i forhold til lårbenet og lårets laterale overflade, hvor ultralydbølgen ville komme ind.
    BEMÆRK: Tumoren fremstår som en hyperintens masse i musklen, der er asymmetrisk fra den modsatte side. En god starttumorstørrelse til flere behandlinger er 2 mm x 2 mm x 2 mm til enten akutte eller overlevelsesstudier. Hvis det er meget større, vil det kun være godt for akutte undersøgelser, da tumoren vil nå et størrelsesslutpunkt, inden tre ugentlige behandlinger afsluttes. Eksklusionskriterier for HIFU-behandling omfatter: viklet rundt om lårbenet, for tæt på lårbenet, for bageste på musen, medial til lårbenet, for tæt på endetarmen.
  3. Fjern musen fra scanneren, og få en baselinevægt. Barber musen fra midten af kroppen ned til fødderne under bedøvelse med en elektrisk barbermaskine.
    BEMÆRK: Ideelt set udføres barbering 1 dag før behandling, da det giver musen mulighed for at udføre pleje, hvilket gør det muligt for hårfjerningscremen at arbejde mere effektivt.
  4. Gendan musen i BSC ved hjælp af en varmepude under den ene ende af buret. Sæt musen tilbage i buret, når den genvinder brystsiden.

6. Forsøg: HIFU-behandling dag dyreforberedelse

  1. For at forberede HIFU -systemet med lille boring (se materialetabel) skal du tænde generatoren og fylde transduceren med nok deioniseret vand, indtil membranen er udvidet under transduceren, men ikke så fast, at den komprimerer musen. Afgas vandet i transducerkredsløbet i 30 minutter for at fjerne opløst ilt fra mediet.
  2. Forbered det tilknyttede computersystem.
    1. Tænd for den styrende computer, og sørg for, at den er tilsluttet via ethernet til HIFU-generatoren og via USB til det termiske sondedisplay. Start softwaren, og klik på Hjem for at starte transduceren, før du indsætter musen.
    2. Kalibrer de fiberoptiske termiske sonder: Få baseline stuetemperaturer og bemærk temperaturændringen i MR-rummet. Bemærk størrelsen af temperaturdrift for hver sonde på grund af magnetfeltstyrken. Indsæt drivrørets temperatursonde i et gadoliniumfyldt glasrør til temperaturkalibrering under scanning, og fastgør drivrøret med tape.
      BEMÆRK: Den grundlæggende rumtemperatur (drivrør) tilføjes manuelt som en termometriparameter i GUI'en i softwaren. Et interesseområde (ROI) indstilles i drivrøret i MR-billedet for at registrere enhver temperaturafvigelse og korrigerer automatisk termometribillederne.
    3. Træk lægemidlet op, der skal injiceres, i en 1 ml sprøjte og læg det i den automatiske doseringspumpe (se materialetabellen). Prim linjen, der forbinder til musens halevenekateter, indtil lægemidlet har fyldt linjen helt ved at trykke på den manuelle leveringsknap på den automatiske leveringspumpe.
    4. Brug en varmelampe til at varme musene i burene i ~ 20 minutter før overførsel til bedøvelseskammeret.
      BEMÆRK: Forvarmning fremmer vasodilatation, som vil opstå, så snart musen er bedøvet og hjælper med kateterplacering.
  3. Bedøv musen med isofluran (induktion: 4% ved 1,5 LPM; vedligeholdelse: 1,5%-2% ved 0,75 LPM) og overfør til en næsekegle. Påfør et hornhindesmøremiddel i øjnene for at forhindre skader på grund af manglende blinkrefleks under anæstesi.
  4. Påfør hårfjerningscreme på det barberede område, inklusive hele højre bagben, og følg producentens anvisninger til hårfjerning.
    BEMÆRK: Placer musen under en varmelampe, mens du er i BSC for at hjælpe med termoregulering under hårfjerning under anæstesi.
  5. Efter vask af hårfjerningscremen med varmt vand skal du veje musen på en digital skala og registrere til lægemiddeldosering.
  6. Flyt musen til en MR-kompatibel næsekegle på MR-slæden. Placer en varmelampe på musen for at holde den varm, mens du forbereder MR. Placer musen i lateral decubitusposition med den ikke-tumorbærende side nedad og tumoren overlegen inde i en 3D-printet museholder på slæden (supplerende figur 1 og figur 2). Sørg for korrekt placering af tumoren (dvs. i midten af spolen vandret og lodret med højden lige over museholderens kanter for at tage højde for kompression af ultralydstransduceren).
    BEMÆRK: Hvis det er nødvendigt, skære en komprimeret ultralyd gel pad segment til at sætte under musen, foring bunden af holderen, med en tykkelse til niveau tumoren til toppen af holderen.
  7. Læg det ikke-involverede ben væk fra tumorbenet, enten under musen eller forlænget med tumorbenet bøjet. Sørg for, at fødderne ikke er i nærfeltet eller det fjerne felt af tumor- og ultralydstrålestien. Placer varmelampen 15 cm fra halen for at varme den til kateterindsættelse i halevenen.
  8. Indsæt spiserørets temperatursonde.
    1. Træk spiserøret gennem næsekeglen og skrubbe musens hals. Vip musens næse op for at skabe en linje fra munden lige til maven ved at strække hovedet. Skub termisk sonde over tungen ca. 0,5 cm ind i musens spiserør og udskift næsekeglen omkring musens næse. Fastgør spiserørssonden og næsekeglen øverst på slæden.
      BEMÆRK: Overvåg for tegn på åndedrætsbesvær umiddelbart efter indsættelse, da det kan indsættes forkert i luftrøret.
  9. Indsæt den rektale temperatursonde.
    BEMÆRK: Sonderne til rektal og spiserørstemperatur skal være inden for 3 °C fra hinanden.
  10. Placer åndedrætsmonitoren med tilslutningskablet mod musens hoved, så det ikke forstyrrer placeringen af ultralydstransduceren. Fastgør med tape.
  11. Indsæt et 27 G butterfly nålehalevenekateter i en lateral halevene, der er fastgjort til mikroslangen med 20 μL dødt rum og tape sikkert. Efter tapning skal du sikre dig, at kateteret stadig skyller godt.
  12. Brug to personer til at bære den forberedte mus, museslæde, anæstesilinje, åndedrætslinje, halevenekateter og termiske sondeledninger ind i MR-scanneren, og læg dem i MR-slædeholderen.
  13. Få HIFU-softwareoperatøren (se materialetabellen) til at flytte transducerens menisk direkte over tumoren ved visuel inspektion for en indledende justering27. Påfør øjensmøremiddel eller afgasset ultralydgel på den hårløse hud over tumoren og par HIFU-transduceren til tumorområdet.
  14. Tilslut lægemiddelleveringslinjen fra den automatiske pumpe til halevenekateteret. Beregn mængden af dødt rum i halevenen og forbindelseslinjen. Skub musens HIFU-slæde på MR-skinner ind i midten af MR-scanningen.
  15. Indstil mængden af lægemiddelinfusion på pumpen afhængigt af lægemiddeltype og koncentration og dyrets vægt, og tilsæt mængden af dødrum. Indstil pumpen til en infusionshastighed på 200 μL/min.
    BEMÆRK: I dette studie blev FD og TLD anvendt i en koncentration på 2 mg/ml og en dosis på 5 mg/kg legemsvægt.
  16. Registrer de termiske sondetemperaturer ved basislinjen.
  17. Placer luftkonvektionsopvarmningsanordningen (se materialetabel) på den varmeste indstilling. Ret røret, der blæser luft, mod musen i midten af MR-boringen, og fastgør det med tape. Opvarmningsanordningen vil senere blive drejet til sin laveste indstilling (32 ° C) for at forhindre overophedning af musen under sonikering.
  18. Hent undersøgelsen MR-billeder (Ax_Loc, Sag_Loc; Tabel 1) at bestemme tumor placering for sonikering målretning herunder dybde. Juster transducerens position i overensstemmelse hermed ved hjælp af HIFU-softwaren ved at indsætte den ønskede bevægelsesafstand målt på billedet og derefter klikke på pilens retning for at bevæge sig (figur 3A). Bemærk også placeringen af drivrøret. Gentag efter behov.
  19. Bestem placeringen af transducerens brændpunkt i koronalplanet ved at udføre en kort 5 s x 50 mV amplitude kontinuerlig 'testskud' sonikering under Test_Shot termometriopkøb (tabel 1).
  20. Juster MR-undersøgelsesbillederne med koronalvisningen af fokuspunktet i HIFU-softwaren. Gennemgå billederne for tumorplacering i forhold til knoglestruktur og endetarm, og revider transducerens positionering efter behov.
  21. Gentag testskudsonikering under ni gentagelser Therm-billeddannelse (tabel 1) for at bekræfte, om der er jævn og nøjagtig opvarmning i tumorvolumenet med minimal opvarmning uden for målet. Juster skiveplaceringen, transducerens placering og styredybden, og bekræft opvarmningsydelsen med gentagne "testbilleder" efter behov.
  22. Brug HIFU-behandlingsovervågningssoftwaren til at definere ROI for termometriovervågning inden for den endelige varmeprofil ved at måle afstanden, der skal flyttes, og derefter ændre gitterkoordinaterne i programmet. Indstil et investeringsafkast omkring drivrøret til driftskorrektion. Indtast basislinjetemperaturen baseret på rektalsondetemperaturen for termometrimålinger. HIFU-systemet bruges til at indlede HIFU-behandling, sonikering og til termometriovervågning.
  23. Åbn 20 min hypertermi behandling specifikationer i softwaren og start sonikering, når referencen MR billeder er indsamlet og termometri begynder.
  24. Udfør en 20 minutters behandling (figur 3B) under termisk billeddannelse (tabel 1) ved hjælp af den indbyggede proportionalintegrativ-afledte (PID) controllersoftware. Injicer det valgte lægemiddel på 1,5 min, efter at temperaturen i ROI er opvarmet til den ønskede temperatur (40 ° C).
  25. Overvåg kernetemperaturen under hele behandlingen. Hvis rektaltemperaturen stiger hurtigt under behandlingen, kan det være nødvendigt at flytte musen for at undgå rektal opvarmning i løbet af behandlingsvarigheden på 10 eller 20 minutter. Stop behandlingen, hvis rektaltemperaturen stiger til >40 °C.

7. Eksperiment: Musemodel billeddannelse og sonikeringsprocedure til akutte undersøgelser

  1. Efter afslutningen af behandlingen fjernes musen fra MR-boringen, hvilket sikrer hæmostase på halevenekateterindsættelsesstedet. Overfør musen til BSC og læg den på næsekeglen for fortsat anæstesi.
  2. Placer musen på ryggen på en blå absorberende pude med lemmerne fastholdt og hjertet udsat.
  3. Aflive musene gennem ekssanguination via hjertepunktur efterfulgt af fjernelse af hjertet. Tag blodet straks og centrifuger til plasmaseparation ved 10.621 x g i 10 minutter.
  4. Udfør obduktion og opbevar organerne efter behov til analyse. Organerne fryses ned i flydende nitrogen og opbevares ved -80 °C i flere måneder eller længere sigt i en tank med flydende nitrogen.
  5. Mekanisk homogenisere tumorvævet ved at tilføje et ni gange overskud (w / w) deioniseret vand og nedbryde vævet ved hjælp af en perle-slå homogenisator. Doxorubicin ekstraheres fra 600 μL homogeniseret væv ved sekventielt tilsætning af 75 μL 300 mg/ml sølvnitrat, 75 μL 10 mM svovlsyre og 2,5 ml 1:1 isopropanol:chloroform. Vortex i 20 min og opbevares ved -20 °C natten over.
  6. For at forberede prøver til højtydende væskekromatografi (HPLC) centrifugeres opløsningen fra trin 7.5 ved 4.500 x g, det organiske opløsningsmiddellag fjernes, og isopropanol:chloroformen tørres under en strøm af nitrogengas. Resuspenderes i 100 μL 2:1 MeOH:H2O. doxorubicinkoncentrationen måles med HPLC-MS/MS28.

8. Eksperiment: Musemodel billeddannelse og sonikeringsprocedure til overlevelsesundersøgelser

BEMÆRK: For overlevelsesundersøgelser skal du følge HIFU-behandlingsdagens dyreforberedelsesprocedure (trin 6.1 til 6.25).

  1. Efter afslutningen af behandlingen skal du placere musen under en varmelampe for at give den mulighed for at komme sig og overvåge dens vejrtrækning og bevægelse, indtil den genvinder brystliggende. Derefter returneres dyret til sit bur.
    OBS: Sørg for, at halvdelen af buret er på linje med en varmelampe, da dyrenes varmeregulering påvirkes af bedøvelsen og HT-behandlingen.
  2. Overvåg musene dagligt for adfærd, fodringsmønstre og respirationsfrekvens for tegn på nød.
  3. Udfør behandlingerne én gang om ugen ved at følge trin 6.1 til 6.25 i 3 på hinanden følgende uger.
  4. To gange om ugen skal du udføre MR-billeddannelse af musene til tumormåling. I ugerne under behandlingen skal du udføre en MR-scanning og en ultralyd hver uge. Når behandlingen er afsluttet, skal du udføre ultralydsbilleddannelse hver anden uge.
  5. Aflive musen 60 dage efter afslutningen af behandlingsrækken, eller når et humant endepunkt er nået (tumorstørrelse >1,5cm3 eller sygelighed fra tumoren), efterfulgt af obduktion med tumor og organfjernelse til analyse.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Ved hjælp af den MRgHIFU-genererede hypertermiprotokol kunne tumorerne i bagbenet konsekvent opvarmes til den ønskede indstillede temperatur i behandlingens varighed (figur 4 viser en repræsentativ behandling, 10 eller 20 min, n = 65). For at betragte en behandling som vellykket skulle ROI opretholdes over 39 °C under hele behandlingen med <6 °C variation gennem hele behandlingen og uden opvarmning af væv uden for målet. Derudover skulle kernetemperaturen forblive under 39 °C baseret på rektalsonden eller startrektaltemperaturen plus ændringen i spiserørets sondetemperatur (supplerende figur 2). Når sonikeringen af MRgHIFU blev stoppet, vendte tumoren hurtigt tilbage til baselinetemperaturen.

Tumorerne blev målrettet mod 40,5 ° C for at nå en temperatur for hurtig lægemiddelfrigivelse, samtidig med at man undgik kumulative temperatureffekter over 43 ° C. Den gennemsnitlige temperatur af ROI i alle behandlede tumorer var 40,6 ° C (n = 65), med en gennemsnitlig forskel mellem 10 th percentil og 90th percentil voxels på 4,3 ° C. Standardafvigelsen for gennemsnitstemperaturen var 1,3 °C under hele behandlingen for både 10 og 20 minutters behandling (figur 5). Succesraten for behandlingerne for at opfylde inklusionskriterierne blev mærkbart forbedret i løbet af undersøgelsens varighed fra 11% til 100% (figur 6).

Efter optimering af behandlingsprotokollen blev varigheden af hypertermi vurderet for lægemiddelfrigivelseseffektivitet sammenlignet med normotermiske (NT) mus. For at bestemme den optimale behandlingstid for hypertermi til yderligere undersøgelser blev to behandlingsvarigheder testet: 10 min og 20 min. Disse varigheder blev valgt for muligheden for konsekvent at opretholde kernenormotermi og tumorhypertermi. Højtydende væskekromatografi og massespektrometri (HPLC-MS) blev anvendt til at vurdere mængden af doxorubicin i tumorerne og kvantificere forskellen i doxorubicinakkumulering mellem de testede varigheder. Der var en signifikant højere procentdel af den indledende dosis (%ID) doxorubicin i tumorerne hos de 20 min HT + TLD-behandlede mus sammenlignet med TLD 20 min NT-mus (figur 7, q = 0,000108). Der var ingen signifikant forskel mellem 10 min og 20 min HT + TLD grupperne; Der var dog en større standardafvigelse i 10 min behandlingsgruppen sammenlignet med 20 min gruppen (3,698 vs. 2,065% ID/g tumor). Især var der fire nær-nul-værdier inden for 10 min HT + TLD-behandlingsgruppen, som alle blev behandlet med en enkelt batch TLD. TLD blev karakteriseret før brug i in vivo-eksperimenter, som tidligere beskrevet af Dunne et al.28. Kort fortalt blev TLD karakteriseret med hensyn til dets størrelse, zetapotentiale, smeltefaseovergangstemperatur og lægemiddelkoncentration, og liposomer blev anvendt inden for 72 timer efter opbevaring ved 4 ° C. Selvom alle batcher af TLD blev testet før brug, er det muligt, at liposomerne havde frigivet doxorubicin under eksperimentel opsætning før brug. Derudover kan bevægelse under scanningen resultere i falsk forhøjede temperaturberegninger i softwaren, hvilket underopheder tumoren og resulterer i lavere lægemiddelfrigivelse. Alternativt kan falsk lave værdier også forårsages, hvis lægemidlet aldrig blev injiceret, for eksempel hvis halevenekateteret var blevet fjernet eller forkert placeret. Som det ses ovenfor, omfattede opsætningen af MR-slæden indsættelse af temperatursonde (rektal og spiserør), indsættelse af halevenekateter og placering af åndedrætsmonitor efterfulgt af bevægelse af slæde, mus, halevenekateter, tre fiberoptiske temperaturprober, åndedrætsmonitor og anæstesilinjer ind i MR-boringen. Der er flere tidspunkter under denne proces, hvor halevenekateteret kan løsne sig. Dette blev kontrolleret ved at kontrollere blodgennemstrømning tilbage i linjen, blødning fra kateterindsættelsesstedet og lægemiddelsamling under båndet efter behandling, men fejl er stadig en mulighed.

Figure 1
Figur 1: Forsøgsprotokol for dyrebehandlinger og de tilknyttede behandlingsgrupper for HT-varighedsundersøgelserne. Musene blev injiceret med M25FV24C-celler i deres højre bagben og blev screenet for tumordannelse ved hjælp af MR efter 2-3 uger. De blev derefter opdelt i normotermiske (ikke-HT) eller hypertermiske (HT) grupper, med enten TLD eller FD med varigheder på enten 10 eller 20 min. Forkortelse: Dox = Doxorubicin. Klik her for at se en større version af denne figur.

Figure 2
Figur 2: Opsætning af mus under HIFU-behandling . (A) En 3D-printet holder (hvid) med indvendig gummiforing (rød) og en udskæring for at muliggøre ultralydstrålepassage til musepositionering. (B) Musopsætning inde i en 3D-printet museholder med et rektalt temperaturhold (grønt kabel), halevenekateter (hvidt) og åndedrætsmonitor (blåt). (C) Museplacering på MR HIFU-lejet under proceduren. Klik her for at se en større version af denne figur.

Figure 3
Figur 3: Mus i MR under MRIgHIFU-behandling. (A) Tumoren (cirklet i orange) og drivrøret, der bruges til at måle omgivelsestemperaturen (cirklet i lyseblå) er synlige. (B) Under behandlingen overlejres termometritemperaturmålingen på MR-billedet. Klik her for at se en større version af denne figur.

Figure 4
Figur 4: Temperatur (°C) overvåget under behandlingen. Gennemsnitlig (grøn), top 10 th percentil (rød) og top 90th percentil (cyan) temperaturer af alle voxels i ROI. Klik her for at se en større version af denne figur.

Figure 5
Figur 5: Gennemsnitstemperaturer under behandling inden for ROI for hver mus, der testes i optimeringsfasen med standardafvigelsen under behandlingen. Den samlede gennemsnitstemperatur og standardafvigelse under behandlingen er også vist (orange). Klik her for at se en større version af denne figur.

Figure 6
Figur 6: Succesraten for hypertermibehandling blev forbedret over tid. Behandlingssucces var afhængig af inklusionskriterierne (systemisk temperatur, tumortemperatur og variation med ROI og ingen distal opvarmning). Blå linje = % af mus, hvor behandlingen var vellykket. Orange bjælker = antal mus behandlet med HT. Hver behandling (behandling 1-6) refererer til en separat dato, som forsøgene blev udført på. Klik her for at se en større version af denne figur.

Figure 7
Figur 7: Mængde doxorubicin i tumoren efter lægemiddelbehandling. (A) Flere Mann-Whitney-tests med FDR-korrektion til flere sammenligninger af HPLC-MS-resultaterne viser signifikans (q < 0,05) mellem mængden af doxorubicin i tumoren i 20 min TLD + HT-gruppen sammenlignet med NT-kontrollen. (B) Der sås ingen forskelle i tumoren i FD-grupperne. %ID = procent af startdosis. = q < 0,0001. Forkortelser: HT = hypertermi, NT = normotermi. Klik her for at se en større version af denne figur.

Sekvensens navn Ax_Screen Ax_Loc Sag_Loc Cor_TestShot Therm
Sekvens Type T2w SJÆLDEN T2w SJÆLDEN T2w SJÆLDEN BLINKE BLINKE
Orientering Aksial Aksial Sagittal Koronale Aksial / sagittal
Ekkotid (ms) 40 72 72 6 6
Gentagelsestid (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
Matrix størrelse 128 x 128 128 x 128 128 x 128 128 x 128 128 x 128
Opløsning (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
Udsnit nummer 20 20 20 3 2
Udsnitstykkelse (mm) 1 1 1 1.5 1.25
# Gennemsnit 3 1 1 1 1
# Gentagelser 1 1 1 9 9 eller 300
Scanningstid 4 min 0 s 1 min 12 s 1 min 12 s 45 s 25 minutter

Tabel 1: Parametre for MR-optagelse med tilknyttede sekvensnavne.

Supplerende figur 1: En 3D-model museholder (hvid) med indvendig gummiforing (rød). Dimensioner: længde = 43 mm, udvendig radius = 15 mm, indvendig bredde = 20,7 mm. Klik her for at downloade denne fil.

Supplerende figur 2: Temperatur (°C) overvåget under behandlingen. Kernetemperatur målt ved rektal (blå) og esophageal (orange) sonder. Klik her for at downloade denne fil.

Supplerende kodningsfil 1: 3D-udskrivningsfil til museholderen. Klik her for at downloade denne fil.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Protokollen udviklet heri blev brugt til at målrette bagekstremitetstumorer ved hjælp af MRgHIFU til mild HT-behandling og frigive indkapslede lægemidler fra liposomer in vivo. Flere kritiske trin blev fundet i denne protokol under pilotundersøgelsen, og optimering af disse kritiske trin tegnede sig for den forbedrede behandlingssucces i forhold til pilotstudiet. For det første er fuldstændig fjernelse af håret på det område, der skal sonikeres. Enhver gasfangst i pelsen forhindrer ultralydstrålen i at passere og blokerer ultralydspassage ind i målvævet1. For det andet er musepositionering afgørende for en vellykket behandling; Tumoren skal placeres overlegent i museholderen for at være i tættere kontakt med ultralydstransduceren. Derudover bør knoglestrukturer placeres ud af ultralydstrålebanen uden at skade musen. Bone har vist sig at absorbere ultralydbølger effektivt og efterfølgende fungere som en in situ varmekilde. Det kan påvirke varmeprofilen, mens ultralydstransduktion blokeres i interesseområdet4. Det kontralaterale lem skal også placeres ude af vejen for ultralydsstien, enten ved at stikke benet op under resten af kroppen eller ved at udvide det og fylde luften mellem benene med ultralydgel eller en gelpude. Endetarmen skal også være ude af ultralydets vej for at undgå opvarmning uden for målet og refleksion fra temperatursonden. Omhyggelig tumorpositionering er det vigtigste skridt til at gennemføre en vellykket behandling.

Efter korrekt positionering skal placeringen af spiserørtemperatursonden udføres omhyggeligt for at undgå trakeal okklusion. Når musen indsættes i MR-boringen, skal metalforbindelsesnavet mellem kateteret i halen og injektionspumpens kateter sikres med tape, der er distalt til billedområdet for at undgå artefaktdannelse. Ultralydstransduceren skal placeres, så den er i kontakt med det pelsløse område af benet og ikke fortrænger åndedrætsmonitoren. Omhyggelig overvågning af musens kernekropstemperatur under behandling og efterfølgende justering af konvektionsvarmesystemet er nødvendig for musens overlevelse. På grund af nærheden af endetarmen og tumoren hos nogle mus var tilsætningen af spiserørssonden vigtig for at bestemme kernetemperaturændringen, da rektaltemperaturen kun kunne afspejle lokal opvarmning i modsætning til kernekropsopvarmning.

Ved design og implementering af denne protokol blev omfattende fejlfinding udført med succes af et tværfagligt team. Til musepositionering blev en museholder designet og 3D-printet til brug på en rotte-MR-slæde for at muliggøre strømning af den opvarmede luft omkring musen til justering af kropstemperaturen inden for proceduren. Materialerne til denne holder blev valgt ud fra deres evne til at holde musen sikkert og samtidig muliggøre ultralydstransduktion. En gummiindsats inde i den trykte holder tillod individuelle musejusteringer, mens udskæringen i bunden forhindrede ultralydbølgerefleksion og utilsigtet opvarmning.

Der er begrænsninger forbundet med modellen, såsom tumorernes nærhed til nærliggende strukturer - knogle (lårben) og endetarmen - som henholdsvis kan absorbere eller reflektere ultralydbølger. Utilsigtet opvarmning af lårbenet kan resultere i knoglemarvsødelæggelse og smerte, mens ultralydsrefleksion fra luft i endetarmen kan forårsage lokal opvarmning og vævsskade. Derudover var der tilfælde af fangst af ultralydbølgen på grund af hudgenvækst efter behandling i overlevelsesmusene, hvilket forårsagede lokal opvarmning af huden. Det er mistanke om, at dette skyldes luftfangst omkring hårsækken, der ikke forskydes med ultralydsgelen mellem transduceren og huden. I hvert tilfælde syntes huden mørkere end den omgivende hårløse hud. På immunhistokemiske sektioner af disse muselemmer blev hår set inden for epidermis, men der blev ikke fundet tumorfibrose eller anden forklaring på, hvorfor ultralydet ikke ville være i stand til at passere gennem huden og subkutant væv.

Med udviklingen af denne protokol planlægges yderligere undersøgelser for at udvide modelsystemerne til at teste andre pædiatriske faste tumorer, såsom osteosarkom og myxofibrosarkom, til behandling med HT og TLD. Dette er lovende, da disse patienter kan stå over for invaliderende smerter med begrænsede behandlingsmuligheder i denne kliniske sammenhæng. Denne protokol kan udvides til andre solide tumortyper placeret i ekstremiteterne, der kan målrettes med MRgHIFU29,30. Afslutningsvis understøtter dataene, at kombinationen af termofølsomme liposomer kan ekstrapoleres for at indkapsle andre former for kemoterapi eller lægemidler, hvor målrettet lægemiddelafgivelse ville være gavnlig, og at have en ikke-invasiv form for opvarmning, såsom MRgHIFU, ville være ideel.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Forfatterne har ingen økonomiske interesser eller interessekonflikter at oplyse.

Acknowledgments

Vi vil gerne anerkende vores finansieringskilder til dette projekt og det involverede personale, herunder: 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

Kræftforskning nr. 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 resonansstyret højintensitetsfokuseret ultralydgenereret hypertermi: en gennemførlig behandlingsmetode i en murin rhabdomyosarkommodel
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