A terapia sonodinâmica é um tratamento ultrassonográfico sem incisão, específico para tumor e baixa intensidade para glioblastoma, este tumor cerebral agressivo e de crescimento rápido. A orientação por RM permite a entrega precisa dessa energia de ultrassom focalizada para áreas específicas do cérebro, poupando assim o tecido cerebral normal e a área eloquente. Este protocolo fornece aos pesquisadores uma diretriz para a terapia ultrassonodinâmica pré-clínica e inclui parâmetros respaldados na literatura para o tratamento de glioblastoma em um modelo de roedor.
Esta técnica tem o potencial de tratar tumores cerebrais e outros tipos de doenças do sistema nervoso central usando radiação não ionizante sem a necessidade de cirurgias invasivas, sem a necessidade de quimioterapias dolorosas ou sem a necessidade de radioterapia. O protocolo relatado neste estudo pode ser geralmente considerado repetível e confiável para pesquisadores interessados em ultrassom focado, ultrassom focalizado guiado por RM, terapia sonodinâmica e neurociências, enquanto o conhecimento técnico é necessário para o manuseio apropriado da RM e do sistema de ultrassom focado. Quem demonstrará o procedimento será Griffin Mess, um engenheiro de pesquisa e cientista estrela em ascensão do meu laboratório.
Para começar, prepare a cama de ressonância magnética colocando a peça do cone do nariz em seu slot. Em seguida, deslize a barra de mordida através dos orifícios da barra de mordida localizados no cone do nariz e no final da cama, com a extremidade da proteção da mordida pairando sobre o poço aberto no leito de ressonância magnética. Coloque o animal anestesiado na cama de ressonância magnética com as orelhas alinhadas com os orifícios estereotáxicos da barra auricular e prenda os dentes através do protetor de mordida para mantê-lo no lugar.
Deslize o cone do nariz para frente para que ele seja colocado sobre a parte superior do focinho do animal. Deslize as barras auriculares através dos orifícios em ambos os lados da cama de ressonância magnética e levante a cabeça do animal até que ambas as barras auriculares possam caber nos canais auditivos do rato. Certifique-se de que o animal está em uma posição confortável.
Em seguida, usando uma chave de fenda de cabeça plana, conecte os parafusos compatíveis com ressonância magnética para travar em ambas as barras auriculares, o cone do nariz e a barra de mordida. Enquanto o animal estiver esperando, coloque a cama de ressonância magnética em uma almofada térmica quente para manter a temperatura corporal. Insira o simulador em seu local correspondente no leito de RM e, em seguida, coloque o leito de RM no berço de RM em seu slot correspondente.
Coloque o berço da RM em sua localização correspondente na RM. Faça uma ressonância magnética do fantasma. Remova o suporte do furo do ímã, mas mantenha-o no scanner.
Remova a cama de ressonância magnética que contém o simulador do berço e, em seguida, coloque a cama com o simulador no sistema MRGFUS deslizando o pino na parte inferior para o slot correto. Coloque a ponta de registro nos slots magnéticos no braço do transdutor para que ele aponte para baixo em direção ao simulador. No software, escolha a localização de foco guiada e, em seguida, selecione o modo de corrida para iniciar a localização focada guiada.
Depois que o modo de corrida for alternado, use as teclas esquerda, direita, para cima, para baixo, página para cima e página para baixo para se mover manualmente ao redor do braço do transdutor nas direções esquerda, direita, frente, trás, para cima e para baixo, respectivamente. Ajuste o ponteiro manualmente em todas as três dimensões até que a ponta do ponteiro toque o meio do padrão de cruz que fica na parte superior do simulador. As fatias axiais do fantasma preencherão a tela do lado direito.
Percorra essas fatias através da barra de rolagem do mouse do computador. Ajuste o brilho clicando e segurando na imagem e, em seguida, movendo o mouse do computador para cima ou para baixo. Clique no meio do fantasma e um círculo vermelho aparecerá.
Clique e arraste no círculo até que ele tenha o mesmo diâmetro e se alinhe com a circunferência do fantasma. Salve as coordenadas dessa posição inicial clicando em definir LR, AP e SI. Clique em modo de corrida desativado. Remova a ponta de registro do braço do transdutor e selecione a localização do foco de saída.
Confirme a posição inicial para concluir a sequência de inicialização. Pegue o leito de RM contendo o animal estereotaticamente fixado e coloque-o no berço de RM previamente conectado ao scanner de RM. Conecte os tubos de anestesia de entrada e saída aos tubos correspondentes no aparelho de ressonância magnética.
deslize o berço da ressonância magnética contendo o animal para dentro do furo da ressonância magnética, certificando-se de manter o mesmo posicionamento de onde o simulador foi colocado. Execute 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 usando as configurações de ressonância magnética. No software, vá para a página principal de inicialização e clique em localização de foco guiado.
Em seguida, clique no modo jog on. Em seguida, coloque um fio de gel de ultrassom centrifugado na cabeça do animal, de modo que o gel cubra todo o couro cabeludo acima do crânio. Em seguida, encha 80% do banho-maria com água deionizada e desgaseificada e coloque o banho-maria em suas colunas correspondentes na plataforma.
Abaixe o banho-maria 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. Submerja o transdutor de ultrassom no banho-maria, garantindo que não se formem bolhas de ar na superfície do transdutor. Depois de abaixar o braço do transdutor, alinhe as ranhuras magnéticas entre si enquanto a superfície do transdutor permanece submersa.
Para o modo de intermitência, vá para a guia de configurações de sonicação e insira o tempo de sonicação. Clique no ícone de destino no meio superior da página e selecione os locais apropriados no corte correto de RM onde a região focal do FUS deve ser direcionada. Clicar no ponto focal realçará as coordenadas e a região focal correspondente na imagem ficará azul.
A última coluna da tabela mostra o nível de potência a ser sonicated em cada ponto focal. Uma vez satisfeito com todas as regiões focais, selecione o teste de movimento. Uma vez pronto, selecione iniciar a sonicação para iniciar o protocolo de sonicação, movendo o transdutor e aplicando os parâmetros FUS em cada região focal selecionada.
A taxa de crescimento dos tumores desde o pré-tratamento até 24 horas pós-tratamento com TPD foi calculada com base na luminescência medida. Os resultados mostram que os animais tratados apresentaram redução no crescimento tumoral em relação aos controles. Além disso, a RM com contraste mostrou que a intensidade média da escala de cinza do contraste nos tumores aumentou no grupo controle para uma magnitude maior do que nos grupos tratados, indicando que uma menor quantidade de contraste entrou nos tumores após o tratamento.
Embora tenhamos desenvolvido o protocolo relatado para o tratamento de tumores cerebrais de glioblastoma, estamos ansiosos para aprender como outros colegas e pesquisadores otimizarão seus próprios parâmetros para sua própria pesquisa particular. A boa notícia é que a terapia sonodinâmica está atualmente passando por testes de fase um em testes clínicos em humanos, e mal podemos esperar para aprender sobre suas promessas para nossos pacientes. Para máxima eficiência, a otimização pré-clínica desta terapia relatada em modelos animais é necessária para estudar o conjunto e o cenário, incluindo toda uma variedade de sonosensibilizadores, bem como terapias combinadas.
