Perfüzyon Mekansal Ölçümler, Solid Tümörlerde interstisyel sıvı basınç ve lipozomlar Birikim

Bu deneyin genel amacı, nanoterapötiklerin tümör içi birikimini; tümör mikrosirkülasyonu ve yüksek interstisyel sıvı basıncı (IFP) dahil olmak üzere tümör mikroçevresinin özellikleri ile ilişkilendirmektir. Bu yöntem, nanomutabakatlar hakkında önemli sorulara cevap vermemizi sağlar. Örneğin, bir tümör içinde nanopartiküllerin heterojen alımını neyin tetiklediği gibi sorular.

Bu tekniğin temel avantajı, tümör mikroçevresinin özelliklerinin ve nanopartiküllerin intratümöral dağılımının eş yerleşimli mekansal haritalamasına olanak tanımasıdır. Topenge ile uygun anestezi seviyesini doğruladıktan sonra, farenin gözlerine pomad uygulayın ve hayvanın uzuvlarını ince plastik bir plaka üzerinde yüzüstü pozisyonda bantlayın. Ardından, 20 santimetre uzunluğunda bir PE10 tübe bağlı özel 27 gauge'lik bir kateteri lateral kuyruk venine yerleştirin ve tübü birkaç parça bantla sabitleyin.

Şimdi, bir adet 1 mL'lik şırıngayı en az 200 µL bilgisayarlı tomografi veya CT liposomları ile ve bir adet 1 mL'lik şırıngayı hacimce 9:1 oranında saline ile karıştırılmış serbest iohexol'ün en az 150 µL'si ile doldurun. CT liposom şırıngasını bir şırınga pompasına yerleştirin ve kateteri şırıngaya bağlayarak pompa hızını saniyede 10 µL'ye eş değer olan dakikada 600 µL olarak ayarlayın. Ardından fareyi mikro CT tarayıcı yatağına yerleştirin ve her tarama için yaklaşık olarak aynı yönelimi sağlamak amacıyla lazer konumlandırma sistemini kullanarak tümörü ayarlayın.

İlgilenilen her bir görüntüleme protokolü için BT tarayıcı konsol yazılımını kullanarak, açılır menüden bright dark seçeneğini seçin ve kalibrasyonu başlatmak ve sistemi initialize etmek için scan düğmesine tıklayın. Herhangi bir kontrast ajan enjekte edilmeden önce tümörün volumetrik anatomik mikro BT görüntüsünü elde etmek için, öncelikle BT tarayıcı güvenlik kilitlerinin açıldığını onaylamak amacıyla BT tarayıcı konsol yazılımı göstergesini kontrol edin. Ardından, 80 kilovolt x-ışını enerjisi ve 70 miliamper tüp akımı kullanan ve 1.000 görüntü projeksiyonu yakalayan taramayı seçin.

Ardından, taramayı başlatın. Tarama tamamlandığında, pompayı lipozom çözeltisinin yaklaşık 150 microliters miktarını enjekte edecek şekilde ayarlayın ve CT lipozom bolusunu mililitre çözeltide 55 milligram iyot konsantrasyonunda enjekte etmek için başlat düğmesine basın. Lipozom ajanının tamamının enjekte edildiğinden ve kateterin temizlendiğinden emin olmak için kateteri 50 microliters salin ile manuel olarak yıkayın.

10 dakika sonra, az önce gösterildiği gibi tümörün ikinci anatomik taramasını gerçekleştirin. Bir DCE-CT yapmak için, şırınga pompasına serbest iohexol çözeltisi içeren bir şırınga yerleştirin ve pompayı aynı enjeksiyon hızında 100 microliter iohexol enjekte edecek şekilde ayarlayın. Bu enjeksiyon hacimleri 200 microliter olan standarttan daha yüksektir, ancak hayvanlar iyileşme sürecinde izlenmiş ve herhangi bir advers olay gözlemlenmemiştir.

Ardından, CT tarayıcı konsolunda, az önce gösterildiği gibi, 80 kilovolt röntgen enerjisi ve 90 miliamper tüp akımı kullanarak, ilk 30 saniye boyunca her bir saniyede 416 görüntü projeksiyonu, ardından her 10 saniyede 416 görüntü projeksiyonu yakalayan beş dakikalık dinamik bir tarama seçin. Beş saniyelik DCE-CT verisi yakalayın, ardından enjeksiyon pompasını başlatın. Taramanın sonunda, üçüncü bir volümetrik anatomik mikro CT taraması gerçekleştirin.

48-70 saat sonra, az önce gösterilen hacimsel ayarların aynısını kullanarak lipozomların anatomik BT görüntülerini alın. IFP'yi ölçmek için, tümör sabitlenecek ve CT IFP robot sisteminin erişebileceği şekilde hayvanı CT IFP robot platformuna bantlayın. Az önce gösterildiği gibi anatomik bir mikro BT taraması gerçekleştirin.

Ardından, iğne yerleştirme öncesi verileri CT IFP robot hizalama yazılımına yükleyin ve tümörü görselleştirmek için pencere ve seviye ayarlarını yapın. Herhangi bir görüntüde tümörün kenarına tıklayın ve ardından tümörün bitişik tarafında ikinci bir kenar konumu seçin. Yazılım, iki nokta arasındaki doğrusal bir hat boyunca bir dizi konum hesaplayacaktır.

Ardından, listeden eşit aralıklarla yerleştirilmiş beş ila sekiz konum için X, Y ve Z koordinatlarını seçin. Sonrasında, IFP sistem iğnesini salin heparin solüsyonu ile yıkayın ve önceden belirlenmiş ilk iğne konumlarını CT IFP robot kontrol yazılımının X, Y, Z koordinat pencerelerine girin. Robotu istenen konuma taşımak için go düğmesine basın.

Ardından, sırasıyla her bir iğne pozisyonu için, iğneyi dokuya yerleştirmek amacıyla iğneyi yerleştir butonuna tıklayın. IFP iğnesi ile doku arasında yeterli sıvı iletişimi olduğunu onaylamak için PE20 tüpünü sıkıştırıp bırakın ve IFP ölçümünün arttığını, ardından IFP veri toplama yazılımında sıkıştırma öncesi değere döndüğünü gözlemleyin. Son olarak, iğne yerleştirilmiş durumdayken anatomik bir CT taraması gerçekleştirin ve tarama sonunda iğneyi dokudan çıkarmak için iğneyi geri çek butonuna tıklayın.

Tümör içerisinde bir ilgi alanı seçmek, tümördeki seçili hemodinamik parametrelerin kantitatif tahminlerini elde etmek için kullanılabilecek bir zaman/yoğunluk eğrisi sağlar. Tümör hacminin eşit büyüklükteki birden fazla ilgi alanına bölümlenmesi, bu parametrelerin tümör hacmi içindeki uzamsal dağılımının nicelendirilmesine olanak tanır. Ayrıca, enjeksiyondan 48 saat sonra CT lipozomlarının biyodağılımı da gözlemlenebilir.

Belirtildiği üzere, ajanın hala vasküler sistemde dolaşımda olduğu, dalak ve karaciğerde ise belirgin bir tutulum gözlendiği görülmektedir. Bu CT lipozomlarının intratümöral birikimi heterojendir ve tümör dokusunun merkezine kıyasla ağırlıklı olarak periferik bir birikim söz konusudur. İğne, yüksek çözünürlüklü mikro CT ile net bir şekilde tanımlanabilmekte ve böylece IFP ölçümlerinin tümör hacmi içindeki uzamsal lokalizasyonuna olanak sağlamaktadır.

Profüzyonun ve plazma hacim fraksiyonunun mekansal olarak aynı konumdan ölçülmesi, deri altı tümörlerde CT lipozomlarının intratümöral birikimi ile anlamlı bir korelasyon göstermektedir. Ayrıca, IFP'nin radyal dağılımı diğer hemodinamik ölçümlerle korelasyon göstermekte olup; tümör mikrosirkülasyonu, IFP ve lipozomların intratümöral birikimi arasında karmaşık bir mekansal/zamansal ilişki olduğunu düşündürmektedir. Bu prosedür uygulanırken, IFP ölçümleri arasında tümör hareketini minimumda tutmak için hayvanın tarayıcı yatağına sabitlenmesi önemlidir.

Bu çalışmanın sonuçları, yeni tedavilerin geliştirilmesine kadar uzanmaktadır. Nanopartiküllerin taşınması, nanotıp tabanlı etkili terapötiklerin oluşturulmasında kritik bir ilk adımdır. Bu videoyu izledikten sonra, tümör interstisyel sıvı basıncının, tümör mikrosirkülasyonunun ve nanopartikül dağılımının mekansal olarak nasıl haritalandırılacağı konusunda iyi bir fikir edinmiş olmalısınız.