Bir Fare Modelinde Beyin Tümörlerinin Sonodinamik Terapi Kullanılarak Tedavisi

Özet

Kaynak: Mess, G., et al. Taşınabilir bir tezgah üstü odaklanmış ultrason sistemi kullanılarak bir fare modelinde glioblastoma multiforme tedavisi için sonodinamik terapi. J. Vis. Uzm. (2023)

Bu video, manyetik rezonans kılavuzluğunda odaklanmış ultrason (MRgFUS) kullanılarak bir fare modelinde bir beyin tümörü üzerinde sonodinamik tedavi gerçekleştirmek için bir protokolü göstermektedir. Tedaviden önce, tümör hücrelerinde biriken ve reaktif oksijen türleri (ROS) üretmek için odaklanmış ultrason ile aktive edilen bir sonosensitizer öncüsü uygulanır. Bu ROS oksidatif stresi indükleyerek tümör hücresi ölümüne ve proliferasyonun azalmasına neden olur.

Protokol

Hayvan modellerini içeren tüm prosedürler, yerel kurumsal hayvan bakım komitesi ve JoVE veteriner inceleme kurulu tarafından gözden geçirilmiştir.

1. Manyetik rezonans görüntüleme (MRG) prosedürleri

1. Hayvan stereotaktik olarak sabitlenmiş halde MRG yatağını alın ve daha önce MRI tarayıcısına bağlı olan MRI beşiğine yerleştirin (Malzeme Tablosuna bakınız), Şekil 1'de gösterildiği gibi MRG yatağı deliğini ucundaki çiviye yerleştirerek. Giriş ve çıkış anestezi tüplerini MRI makinesindeki ilgili tüplere takın.

2. Hayvanı içeren MRI beşiğini MRI deliğine kaydırın ve fantomun yerleştirildiği yerle aynı konumu koruduğunuzdan emin olun.

3. Hayvanın beyninin yerini görmek için bir lokalizatör yapın ve ardından tüm beyni kapsayan kontrast sonrası T1 ağırlıklı bir MRI taraması yapın.

4. MRI taramasını, her dilim için bir tane olmak üzere sıkıştırılmamış DICOM dosyaları kümesi olarak dışa aktarın.

2. Fokuslu ultrason tedavisi (Şekil 2)

1. Taramanın tamamlanmasından sonra hayvanı MRI beşiğinden çıkarın ve yatağın önünü platformun arkasındaki karşılık gelen çiviye yerleştirerek ve yatağın arkasını karşılık gelen çiviye yerleştirerek platforma yerleştirin.

2. MRI yatağının giriş tüpünü anestezi için bir izofluran kaynağına bağlayın ve anestezinin sürdürülmesi için gaz akış hızını 1.0 mL / dk'ya ve buharlaştırıcıyı% 2.0'a ayarlayın. Anestezi emilimi için çıkış tüpünü bir kömür filtre kabına bağlayın.

3. DICOM dosya kümesini bilgisayara aktarın ve bunları mevcut etüdün ana çalışma dizinindeki bir klasöre yerleştirin.

4. Yazılımda, ana başlatma sayfasına gidin ve Güdümlü Odak Bulma'ya ve ardından Jog Modu Açık'a tıklayarak Jog Modunu açın.

5. Hayvanın kafasına, kafatasının üzerindeki tüm kafa derisini kaplayacak kadar jel ile bir miktar santrifüjlenmiş ultrason jeli yerleştirin.

6. Deiyonize (DI) ve gazı alınmış suyu su banyosuna %80'e kadar dökün ve ardından su banyosunu platformdaki ilgili sütunlarına yerleştirin.

7. DI su ile doldurulmuş su banyosunu, alt zar hayvanın kafasındaki ultrason jeline temas edene kadar indirin ve su ile jel arasında bir bağlantı yüzeyi oluşturun. Ultrason jelinin hayvanın tüm kafasını su banyosuna kadar kapladığından ve ultrason jelinde su banyosu ile farenin kafa derisi arasında hava kabarcığı olmadığından emin olun.

8. Ultrason dönüştürücüsünü su banyosuna daldırın ve dönüştürücü yüzeyinde hava kabarcığı oluşmadığından emin olun.

9. Jog Mode Down'ı kullanarak dönüştürücü kolunu kısmen suya batırılmış dönüştürücüye doğru indirin ve dönüştürücü yüzeyi su altında kalırken manyetik yuvaları birbiriyle hizalayarak dönüştürücüye bağlayın.

10. Jog Modu'nu kapatın ve ardından başlatma adımında olduğu gibi Odaklanmış Bulma'dan Çık'ı kapatın. Daha önce yapıldığı gibi ana konumu onayladığınızdan emin olun.

11. Tedavi sekmesine gidin ve ardından ekranın üst ortasındaki klasör simgesine tıklayarak kontrast sonrası T1 ağırlıklı MRI dosyalarını yükleyin. Daha önce bilgisayara yüklenen DICOM dosyalarını içeren klasörü seçin ve açın. Bu adım, sağ üst paneldeki tüm DICOM dosyalarını otomatik olarak yüklemelidir.

12. Ardından, Sonikasyon Modu sekmesinde, Burst veya Continuous Wave'i seçerek uygun tedavi modunu seçin. Seri çekim modundaysanız, Sonication Ayarları sekmesinde, seri çekim uzunluğunu, seri çekim süresini ve periyot sayısını girin. Bu parametreler her bir sonikasyon konumuna karşılık gelecektir. Sürekli dalga modundaysa, sadece sonikasyon süresini girin.

NOT: Bu çalışmada 120 s'lik bir süre için sürekli dalga modu kullanılmıştır.

13. Sayfanın üst ortasındaki hedef simgesine tıklayın ve odaklanmış ultrason (FUS) odak bölgesinin hedefleneceği doğru MRI diliminde uygun yerleri seçin. Tıklandığında kırmızı bir daire ile açık kırmızı bir kare mevcut olacaktır. Birden fazla seçim yapılabilir.

14. MRI görüntüsünün solunda, seçilen odak bölgelerinin 3B koordinatlarıyla doldurulacak bir tablo bulunur. Tablonun son sütununda, istenen basınç veya yoğunluk seviyelerini elde etmek için kullanılan her dönüştürücü için ayrı ayrı hesaplanabilen, her odak noktasında sonikleştirilecek güç seviyesini girin. Koordinatların vurgulanmasına neden olacak ve görüntüdeki ilgili odak bölgesi maviye dönecek olan onaylamak için tablodaki her bir odak noktasına tıklayın. not: Tabloya girilen güç seviyesinin basınca veya yoğunluğa nasıl çevrileceğini belirlemek için dönüştürücü veri sayfasına bakın, çünkü bu değerler dönüştürücüye özgüdür.

15. Tüm odak bölgelerinden memnun kaldığınızda, Hareket Testi'ni seçin. Bu, yazılımdan, hareketlerin mümkün olduğundan emin olmak için dönüştürücüyü tüm odak noktalarına hareket ettirmesi istenecektir. Onaylandıktan sonra, yazılım Hareket Testi Tamamlandı mesajını gösterecektir. Bir hata oluşursa, odak bölgelerini dönüştürücü motorların 3D eksenlerine sığacak şekilde ayarlayın.

16. Hazır olduğunda, sonikasyon protokolünü başlatmak, dönüştürücüyü hareket ettirmek ve seçilen her odak bölgesinde doğru FUS parametrelerini uygulamak için Sonikasyonu Başlat'ı seçin.

17. Sonikasyon protokolü bittiğinde, dönüştürücüyü dönüştürücü kolundan ayırın, su banyosunu platformdan çıkarın ve ultrason jelini hayvanın kafa derisinden silin.

18. Isırık ve kulak çubuklarını sökün, hayvanı MRI yatağından çıkarın ve ardından hayvan anesteziden uyanana kadar hayvanı ılık bir ped üzerine koyun. Bu noktada, hayvanı kafesine geri koyun.

19. Sonraki hayvanlar için, 6. bölümden başlayarak aynı protokolü tekrarlayın. 20. İstenilen hayvanlar tedavi edildikten sonra, hayvanların dokunduğu tüm yüzeyleri %70 etanol ile temizleyin (bkz. Malzeme Tablosu).

21. Yazılımdan çıkın ve ardından her bir ekipman parçasını kapatın ve kapatın.

Sonuçlar

Şekil 1: Hayvan yerleşimi. (A) MRG yatağı ve beşiği, çeşitli parçaları etiketli: 1. MRG beşiği. 2. Stereotaktik MRI yatağı. 3. Kulak çubukları. 4. Isırık çubuğu. 5. Burun konisi. 6. MRI yatak çivi deliği. 7. İzofluran anestezi...

Malzemeler

Bu makalede kullanılan malzemelerin listesi

Ad	Şirket	Katalog numarası	Yorumlar
7T PET-MR system	Bruker	Biospec 70/30
Alüminyum folyo	Reynolds Marka
Amplifikatör	FUS Instruments	2175
Atimik çıplak fareler	Charles River Laboratories	Strain Code 490
Kömür izofloran atık kabı	Patterson scientific	78909457
Bilgisayar	FUS Instruments	2269
Kapak camı	Fisherbrand	12-545J
Masaüstü monitör	ASUS	VZ239H
Elektronik tıraş makinesi	Wahl	93235-002
Fetal sığır serumu	Thermo Fisher Scientific	16000044
Fonksiyon üreteci	Siglent	QS0201X-E01B
Gadolinyum kontrast madde (Gadavist)	McKesson Corporation	2068062
Gazlı bez	Henry Schein	101-4336
Isı lambası
Isı yastığı	Kent Scientific	RT-0501
İndüksiyon odası	Patterson bilimsel	78933388
İzofloran buharlaştırıcı	Patterson bilimsel	78916954
İzofluran	Covetrus	29405
İzofluran sistemi	Patterson Bilimsel
IVIS spektrumu	Perkin Elmer	124262
Nair	Kilisesi ve Dwight Co.
Oftalmik merhem	Puralube veteriner merhem
RK-50 MRgFUS sistemi	FUS Instruments	2182
Ölçekli
Neşter bıçağı	Covetrus	7319
Neşter sapı	Güzel Bilim Araçları	91003-12
Tornavida seti	Jakemy	JM-8160
Cilt işaretleyici	Zaman Aşımı	D538,851
Stereotaktik çerçeve	Kopf Instruments	5000
Stereotaktik MRI prototip plastik görüntüleme fikstürü	FUS Instruments
Dönüştürücü ve eşleştirme kutusu	FUS Instruments	T515H750-118
Ultrasonik gaz giderici	FUS Instruments	2259
Ultrason jeli	ParkerLabs	01-08
Su banyosu	FUS Instruments
Xylazine	Covetrus	1XYL006

7893590342010553