Method Article
מוצג כאן פרוטוקול לשימוש בהיפרתרמיה מבוקרת, הנוצרת על ידי אולטרסאונד ממוקד מונחה תהודה מגנטית בעוצמה גבוהה, כדי להפעיל שחרור תרופות מליפוזומים רגישים לטמפרטורה במודל עכבר rhabdomyoscoma.
אולטרסאונד ממוקד מונחה תהודה מגנטית בעוצמה גבוהה (MRgHIFU) הוא שיטה מבוססת לייצור היפרתרמיה מקומית. בהינתן הדמיה בזמן אמת ואפנון אנרגיה אקוסטית, מודל זה מאפשר בקרת טמפרטורה מדויקת בתוך אזור מוגדר. יישומים תרמיים רבים נחקרים באמצעות טכנולוגיה לא פולשנית ובלתי מייננת זו, כגון יצירת היפרתרמיה, לשחרור תרופות מנשאים ליפוזומליים רגישים לחום. תרופות אלה יכולות לכלול כימותרפיות כגון דוקסורוביצין, שעבורן רצוי שחרור ממוקד בשל תופעות הלוואי המערכתיות המגבילות את המינון, כלומר רעילות לב. דוקסורוביצין הוא עמוד התווך לטיפול במגוון גידולים ממאירים והוא נפוץ ברבדומיוסרקומה חוזרת או חוזרת (RMS). RMS הוא הגידול החוץ-גולגולתי הנפוץ ביותר ברקמות רכות מוצקות בקרב ילדים ומבוגרים צעירים. למרות טיפול אגרסיבי ורב-מודאלי, שיעורי ההישרדות של RMS נותרו זהים במשך 30 השנים האחרונות. כדי לחקור פתרון לטיפול בצורך בלתי מסופק זה, פותח פרוטוקול ניסיוני להערכת שחרור דוקסורוביצין ליפוזומלי רגיש לחום (TLD) במודל עכבר RMS סינגני וחיסוני המשתמש ב- MRgHIFU כמקור להיפרתרמיה לשחרור תרופות.
Rhabdomyosarcoma (RMS) הוא גידול שריר השלד הנפוץ ביותר אצל ילדים ומבוגרים צעירים1. מחלה מקומית מטופלת לעתים קרובות באמצעות טיפול רב-מודאלי, כולל כימותרפיה, קרינה מייננת וניתוח. השימוש במשטרי כימותרפיה רב-תרופתיים שכיח יותר בחולים ילדים, עם תוצאות משופרות בהשוואה לעמיתיהם הבוגרים2; עם זאת, למרות מאמצי מחקר מתמשכים, שיעור ההישרדות של 5 שנים נשאר סביב 30% בצורה האגרסיבית ביותר של המחלה 3,4. סטנדרט הטיפול הכימותרפי הוא משטר תרופות רב הכולל וינקריסטין, ציקלופוספמיד ואקטינומיצין D. במקרים של מחלה חוזרת או חוזרת, כימותרפיה חלופית משמשים, כולל סטנדרטי (חינם) doxorubicin (FD) ו ifosfamide1. בעוד שלכל הכימותרפיות הללו יש רעילות מערכתית, רעילות הלב של דוקסורוביצין מטילה מגבלת מינוןלכל החיים 5-7. כדי להגדיל את כמות התרופה המועברת לגידול ולמזער רעילות מערכתית, פותחו פורמולציות חלופיות, כולל אנקפסולציה ליפוזומלית. אלה יכולים להיות דוקסורוביצין שאינו רגיש לחום, שאושר לטיפול בסרטן השד וקרצינומה הפטוצלולרית, או דוקסורוביצין רגיש לחום, שעבורו נמשכיםניסויים קליניים 8,9,10,11,12,13. שיטות חלופיות למתן תרופות ליפוזומליות מוקפות כגון ליפוזומים רב-שלפוחיתיים וליפוזומים ממוקדי-ליגנד הוערכו ומראות הבטחה לטיפול בגידולים9. במחקר זה, לתוספת של חום יש השפעות רב-גורמיות, כולל שחרור תרופות14. השילוב של היפרתרמיה (HT) שנוצר עם אולטרסאונד ממוקד מונחה תהודה מגנטית בעוצמה גבוהה (MRgHIFU) ודוקסורוביצין ליפוזומלי רגיש לחום (TLD) הוא גישה טיפולית רב-מודאלית חדשנית לשימוש בתרופה רעילה אך יעילה זו לטיפול ב- RMS, תוך מזעור רעילות מגבילה מינון ופוטנציאל להגביר את התגובה החיסונית לגידול.
דוקסורוביצין משתחרר במהירות מ-TLD בטמפרטורות >39 מעלות צלזיוס, הרבה מעל טמפרטורת גוף האדם הממוצעת של 37 מעלות צלזיוס אך לא גבוהה מספיק כדי לגרום נזק לרקמות או אבלציה; זה מתחיל להתרחש ב 43 °C (75 °F), אבל מתרחשת מהר יותר כמו הטמפרטורות מתקרב 60 °C (60 °F)15. שיטות שונות שימשו ליצירת HT in vivo, כולל לייזרים, מיקרוגל, אבלציה בתדרי רדיו ואולטרסאונד ממוקד, שרבים מהם הם שיטות חימום פולשניות16. MRgHIFU היא שיטת חימום לא פולשנית ולא מייננת המאפשרת הגדרות טמפרטורה מדויקות ברקמת המטרה באתרה. דימות תהודה מגנטית (MR) מספק הדמיה בזמן אמת, שבה ניתן להשתמש בתוכנת מחשב, כדי לחשב מדידת תרמומטריה של הרקמה לאורך הטיפול; לאחר מכן, ניתן להשתמש בנתונים אלה כדי לשלוט בטיפול האולטרסאונד בזמן אמת כדי להגיע ולשמור על נקודת טמפרטורה רצויה17. MRgHIFU נבדק בסוגי רקמות שונים וניתן להשתמש בו למגוון רחב של טיפולי טמפרטורה, החל מ- HT קל ועד אבלציה, כמו גם קלינית לטיפול מוצלח בגרורות כואבותבעצמות 18. בנוסף, הוכח כי HT גורם לציטוטוקסיות של הגידול, מווסת את ביטוי החלבונים ומשנה את התגובה החיסונית במיקרו-סביבה של הגידול 19,20,21,22. מחקר אחד שילב HT קל עם TLD, ואחריו אבלציה עם MRgHIFU, בחולדה סינרגטית R1 מודל23, וכתוצאה מכך נמק בליבת הגידול והעברת תרופות לפריפריה. באופן מסורתי, הקרנות שימשו כטיפול משלים כדי לפגוע בתאי הגידול ולהפחית את הישנות המחלה המקומית. עם זאת, השימוש בו מוגבל על ידי מינון לכל החיים ונזק מחוץ למטרה1. לכן, HT הוא ייחודי בכך שהוא יכול לגרום לחלק מאותן השפעות ללא אותן רעילות או מגבלות.
מודלים פרה-קליניים של בעלי חיים עבור RMS כוללים מודלים סינגניים של יכולת חיסונית וקסנוגרפטים שמקורם במטופלים (PDX) בפונדקאים מדוכאי חיסון. בעוד שהמודלים מדוכאי החיסון מאפשרים צמיחה של גידולים אנושיים, הם חסרים את המיקרו-סביבה המתאימה לגידול והם מוגבלים ביכולתם לחקור תגובה חיסונית24. מוטציה מפעילת FGFR4 היא סמן מבטיח לפרוגנוזה גרועה ויעד טיפולי פוטנציאלי במבוגרים ובילדים RMS 1,25. במודלים הסינגניים של RMS שפותחו במעבדת גלאדי, הגידולים מסוגלים לגדול בפונדקאי חיסוני, המפתח תגובות חיסוניות מולדות ונרכשות לגידול26. מכיוון ש-HT משפיע על התגובה החיסונית, התבוננות בשינוי בתגובה החיסונית של מורין היא יתרון חשוב של מודל הגידול הזה. כדי לבחון הן את תגובת הגידול ל-TLD בהשוואה ל-FD, והן את השינוי בתגובה החיסונית של הגידול הן לכימותרפיה והן ל-HT, פותח פרוטוקול לטיפול בגידולי RMS סינגניים של מורין in vivo באמצעות MRgHIFU ו-TLD, שהוא מוקד מחקר זה.
המחקר בוצע בהתאם לוועדות הטיפול בבעלי חיים עם פרוטוקולים מאושרים לשימוש בבעלי חיים תחת וטרינר מפקח במרכז לפנוגנומיקה (TCP) ורשת הבריאות האוניברסיטאית (UHN) מרכז משאבי בעלי חיים (ARC) מתקני מחקר בבעלי חיים. כל הנהלים, למעט MRgHIFU, המערבים את בעלי החיים נעשו בארון בטיחות ביולוגי (BSC) כדי למזער את חשיפת בעלי החיים לאוויר חיצוני או לזיהום רגיש.
1. גידול עכברים
הערה: בסך הכל 65 עכברים (זן B6.129S2-Trp53tm1Tyj/J) נכללו במחקר הפיילוט (זכר: n = 23; נקבה: n = 42). עכברים זכרים ונקבות כאחד שימשו בגיל 7-9 שבועות. הגורים שלהם נגמלו ועברו גנוטיפ, והעכברים ההטרוזיגוטיים p53 שימשו לניסויים.
2. גנוטיפ עכבר
3. הכנת מודל הגידול (איור 1)
4. הזרקת תאים תוך שריריים
הערה: תאי M25FV24C מוזרקים לגפה האחורית הימנית של עכברים בגילאי 4 עד 6 שבועות. הזרקה בגיל 4 שבועות מייצרת עכבר קטן עם גידול שיכול להיות קשה יותר לטיפול מכיוון שיש פחות רקמה מסביב לפיזור HT; המתנה עד 6 שבועות מניבה עכבר גדול יותר, מה שמקל על הטיפול בגידול.
5. בדיקת MRI
6. ניסוי: טיפול HIFU יום הכנת בעלי חיים
7. ניסוי: הדמיית מודל עכבר והליך סוניקציה למחקרים אקוטיים
8. ניסוי: הדמיית מודל עכבר והליך סוניקציה למחקרי הישרדות
הערה: למחקרי הישרדות, בצע את הליך הכנת בעלי החיים ביום לטיפול HIFU (שלב 6.1 עד 6.25).
באמצעות פרוטוקול היפרתרמיה שנוצר על ידי MRgHIFU, הגידולים בגפה האחורית היו מסוגלים להיות מחוממים באופן עקבי לטמפרטורה הרצויה שנקבעה למשך הטיפול (איור 4 מראה טיפול מייצג, 10 או 20 דקות, n = 65). כדי להחשיב טיפול כמוצלח, החזר ההשקעה היה צריך להישמר מעל 39 מעלות צלזיוס במשך כל הטיפול, עם שונות של <6 מעלות צלזיוס לאורך הטיפול וללא חימום של רקמה מחוץ למטרה. בנוסף, טמפרטורת הליבה הייתה צריכה להישאר מתחת ל-39°C, בהתבסס על החלחולת או טמפרטורת פי הטבעת ההתחלתית בתוספת השינוי בטמפרטורת הבדיקה של הוושט (איור משלים 2). ברגע שהסוניקציה של MRgHIFU הופסקה, הגידול חזר במהירות לטמפרטורת הבסיס.
הגידולים כוונו לטמפרטורה של 40.5 מעלות צלזיוס כדי להגיע לטמפרטורה לשחרור מהיר של תרופות תוך הימנעות מהשפעות טמפרטורה מצטברות מעל 43 מעלות צלזיוס. הטמפרטורה הממוצעת של החזר ההשקעה בכל הגידולים שטופלו הייתה 40.6 מעלות צלזיוס (n = 65), עם הבדל ממוצעבין אחוזון 10 לווקסליםאחוזון 90 של 4.3 מעלות צלזיוס. סטיית התקן של הטמפרטורה הממוצעת הייתה 1.3 מעלות צלזיוס למשך הטיפול הן בטיפולים של 10 והן ב-20 דקות (איור 5). שיעור ההצלחה של הטיפולים בעמידה בקריטריוני ההכללה השתפר באופן ניכר במהלך המחקר מ-11% ל-100% (תרשים 6).
לאחר אופטימיזציה של פרוטוקול הטיפול, משך ההיפרתרמיה הוערך ליעילות שחרור תרופות בהשוואה לעכברים נורמותרמיים (NT). כדי לקבוע את זמן הטיפול האופטימלי בהיפרתרמיה למחקרים נוספים, נבדקו שני משכי טיפול: 10 דקות ו-20 דקות. משכי זמן אלה נבחרו עבור ההיתכנות של שמירה עקבית על נורמתרמיית ליבה והיפרתרמיה גידולית. כרומטוגרפיה נוזלית בעלת ביצועים גבוהים וספקטרומטריית מסה (HPLC-MS) שימשה להערכת כמות הדוקסורוביצין בגידולים ולכמת את ההבדל בהצטברות דוקסורוביצין בין משכי הזמן הנבדקים. היה אחוז גבוה משמעותית של המינון הראשוני (%ID) של דוקסורוביצין בגידולים בעכברים שטופלו ב-20 דקות HT + TLD בהשוואה לעכברי TLD NT של 20 דקות (איור 7, q = 0.000108). לא היה הבדל משמעותי בין קבוצות HT + TLD של 10 דקות ו -20 דקות; עם זאת, הייתה סטיית תקן גדולה יותר בקבוצת הטיפול של 10 דקות בהשוואה לקבוצת 20 הדקות (3.698 לעומת 2.065% ID/g של גידול). יש לציין שהיו ארבעה ערכים קרובים לאפס בקבוצת הטיפול של 10 דקות HT + TLD, שכולם טופלו באצווה אחת של TLD. TLD אופיין לפני השימוש בניסויי in vivo , כפי שתואר בעבר על ידי Dunne et al.28. בקצרה, TLD אופיין מבחינת גודלו, פוטנציאל הזטה, טמפרטורת מעבר שלב ההתכה וריכוז התרופות, וליפוזומים שימשו תוך 72 שעות מהאחסון ב -4 מעלות צלזיוס. למרות שכל האצוות של TLD נבדקו לפני השימוש, ייתכן שהליפוזומים שחררו את הדוקסורוביצין במהלך ההתקנה הניסיונית, לפני השימוש. בנוסף, תנועה במהלך הסריקה עלולה לגרום לחישובי טמפרטורה גבוהים באופן שגוי בתוכנה, ובכך לחמם את הגידול בחסר וכתוצאה מכך לשחרר תרופות נמוכות יותר. לחלופין, ערכים נמוכים באופן שגוי יכולים להיגרם גם אם התרופה מעולם לא הוזרקה, למשל, אם קטטר ורידי הזנב הוסר או הונח בצורה לא נכונה. כפי שניתן לראות לעיל, ההתקנה של מזחלת MRI כללה החדרת בדיקת טמפרטורה (רקטלית וושט), החדרת קטטר ורידים זנב, ומיקום מוניטור נשימתי, ולאחר מכן העברת המזחלת, עכבר, צנתר ורידי זנב, שלוש בדיקות טמפרטורה סיבים אופטיים, מוניטור נשימתי וקווי הרדמה לתוך משעמם MRI. ישנן מספר נקודות זמן במהלך תהליך זה כי קטטר ורידים זנב יכול לקבל עקירה. זה נשלט על ידי בדיקת זרימת הדם חזרה לקו, דימום מאתר החדרת הצנתר, ואיגום תרופות מתחת לסרט לאחר הטיפול, אך טעות נותרה אפשרות.
איור 1: פרוטוקול ניסויי עבור טיפולים בבעלי חיים וקבוצות הטיפול הקשורות למחקרי משך HT. לעכברים הוזרקו תאי M25FV24C בגפם האחורית הימנית, ונבדקו להיווצרות הגידול באמצעות MRI לאחר 2-3 שבועות. לאחר מכן הם חולקו לקבוצות נורמותרמיות (Non-HT) או היפרתרמיות (HT), עם TLD או FD במשכי זמן של 10 או 20 דקות. קיצור: Dox = Doxorubicin. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.
איור 2: הגדרת עכבר במהלך טיפול HIFU . (A) מחזיק מודפס בתלת-ממד (לבן) עם בטנת גומי פנימית (אדום) ומגרעת המאפשרת מעבר קרן אולטרסאונד למיקום העכבר. (B) הגדרת עכבר בתוך מחזיק עכבר מודפס בתלת-ממד עם אחיזת טמפרטורה רקטלית (כבל ירוק), צנתר ורידי זנב (לבן) ומוניטור נשימה (כחול). (C) מיקום העכבר על מיטת MRI HIFU במהלך ההליך. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.
איור 3: עכבר ב-MRI במהלך טיפול MRIgHIFU. (A) הגידול (מסומן בעיגול כתום) וצינור הסחף המשמש למדידת טמפרטורת הסביבה (בעיגול תכלת) גלויים. (B) במהלך הטיפול, מדידת טמפרטורת התרמומטריה מונחת על תמונת MRI. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.
איור 4: טמפרטורה (°C) המנוטרת במהלך הטיפול. טמפרטורות ממוצעות (ירוק), אחוזון 10 עליון (אדום) ואחוזון 90 העליון (ציאן) של כל הווקסלים בהחזר ההשקעה. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.
איור 5: טמפרטורות ממוצעות במהלך הטיפול במסגרת החזר ההשקעה עבור כל עכבר שנבדק בשלב האופטימיזציה עם סטיית התקן במהלך הטיפול. הטמפרטורה הממוצעת הכוללת וסטיית התקן במהלך הטיפול מוצגת גם היא (כתום). אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.
תרשים 6: שיעורי ההצלחה של טיפול בהיפרתרמיה השתפרו עם הזמן. הצלחת הטיפול הייתה תלויה בקריטריוני ההכללה (טמפרטורה מערכתית, טמפרטורת הגידול ושונות עם החזר ההשקעה, וללא חימום דיסטלי). קו כחול = % מהעכברים שהטיפול בהם הצליח. פסים כתומים = מספר העכברים שטופלו ב-HT. כל טיפול (טיפול 1-6) מתייחס לתאריך נפרד שבו נערכו הניסויים. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.
איור 7: כמות דוקסורוביצין בגידול לאחר טיפול תרופתי. (A) בדיקות מרובות של Mann-Whitney עם תיקון FDR להשוואות מרובות של תוצאות HPLC-MS מראות מובהקות (q < 0.05) בין כמות הדוקסורוביצין בגידול בקבוצת TLD + HT של 20 דקות בהשוואה לביקורת NT. (B) לא נצפו הבדלים בגידול בקבוצות ה-FD. %ID = אחוז מהמנה הראשונית. = q < 0.0001. קיצורים: HT = היפרתרמיה, NT = נורמותרמיה. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.
שם רצף | Ax_Screen | Ax_Loc | Sag_Loc | Cor_TestShot | תרמי |
סוג רצף | T2w נדיר | T2w נדיר | T2w נדיר | פלאש | פלאש |
כיוון | צירית | צירית | מזל קשת | קורונל | צירית/קשת |
זמן הד (ms) | 40 | 72 | 72 | 6 | 6 |
זמן חזרה (ms) | 3200 | 4500 | 4500 | 39.06 | 39.06 |
זווית היפוך (מעלות) | 90/180 | 90/180 | 90/180 | 10 | 10 |
שדה ראייה (מ"מ) | 28.8 x 28.8 | 36 x 36 | 35 x 35 | 35 x 35 | |
גודל מטריצה | 128 x 128 | 128 x 128 | 128 x 128 | 128 x 128 | 128 x 128 |
רזולוציה (מ"מ) | 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 |
מספר פרוסה | 20 | 20 | 20 | 3 | 2 |
עובי פרוסה (מ"מ) | 1 | 1 | 1 | 1.5 | 1.25 |
# ממוצעים | 3 | 1 | 1 | 1 | 1 |
# חזרות | 1 | 1 | 1 | 9 | 9 או 300 |
זמן סריקה | 4 דקות 0 שניות | 1 דקות 12 שניות | 1 דקות 12 שניות | 45 שניות | 25 דק' |
טבלה 1: פרמטרים ללכידת MRI עם שמות רצפים משויכים.
איור משלים 1: מחזיק עכבר מודל תלת-ממדי (לבן) עם ציפוי גומי פנימי (אדום). מידות: אורך = 43 מ"מ, רדיוס חיצוני = 15 מ"מ, רוחב פנימי = 20.7 מ"מ. אנא לחץ כאן להורדת קובץ זה.
איור משלים 2: טמפרטורה (°C) המנוטרת במהלך הטיפול. טמפרטורת הליבה נמדדה על ידי בדיקות רקטליות (כחולות) וושט (כתום). אנא לחץ כאן כדי להוריד קובץ זה.
קובץ קידוד משלים 1: קובץ הדפסה תלת מימדית עבור מחזיק העכבר. אנא לחץ כאן כדי להוריד קובץ זה.
הפרוטוקול שפותח כאן שימש לטיפול בגידולי גפיים אחוריות באמצעות MRgHIFU לטיפול קל ב-HT ולשחרור תרופות עטופות מליפוזומים in vivo. פרוטוקול זה נתקל במספר שלבים קריטיים במהלך מחקר הפיילוט, ואופטימיזציה של צעדים קריטיים אלה הסבירה את הצלחת הטיפול המשופרת בהשוואה למחקר הפיילוט. הראשון הוא הסרה מלאה של השיער על האזור להיות sonicated. כל לכידת גז בתוך הפרווה מונעת מקרן האולטרסאונד לעבור וחוסמת את מעבר האולטרסאונד לרקמת המטרה1. שנית, מיקום העכבר חיוני לטיפול מוצלח; הגידול צריך להיות ממוקם מעולה מחזיק העכבר כדי להיות במגע קרוב יותר עם מתמר אולטרסאונד. בנוסף, מבנים גרמיים צריך להיות ממוקם מתוך נתיב קרן אולטרסאונד מבלי לפגוע בעכבר. הוכח כי העצם סופגת גלי אולטרסאונד ביעילות, ולאחר מכן פועלת כמקור חימום באתר . זה יכול להשפיע על פרופיל החימום תוך חסימת העברת אולטרסאונד לאזור העניין4. האיבר הנגדי צריך להיות ממוקם גם מחוץ לנתיב האולטרסאונד, או על ידי תחיבת הרגל מתחת לשאר הגוף או על ידי הרחבתו ומילוי האוויר בין הרגליים עם ג'ל אולטרסאונד או כרית ג'ל. פי הטבעת חייב גם להיות מחוץ לנתיב של אולטרסאונד כדי למנוע חימום מחוץ למטרה השתקפות מן הבדיקה טמפרטורה. מיקום זהיר של הגידול הוא הצעד החשוב ביותר להשלמת טיפול מוצלח.
לאחר מיקום נכון, המיקום של בדיקת טמפרטורת הוושט חייב להתבצע בזהירות כדי למנוע חסימה קנה הנשימה. בעת החדרת העכבר לתוך משעמם MRI, רכזת החיבור המתכתית בין הצנתר בזנב לבין צנתר משאבת ההזרקה צריכה להיות מאובטחת באמצעות סרט דיסטלי לאזור ההדמיה כדי למנוע יצירת חפץ. מתמר האולטרסאונד צריך להיות ממוקם כך שהוא במגע עם האזור ללא פרווה של הרגל ולא לעקור את צג הנשימה. ניטור קפדני של טמפרטורת הגוף המרכזית של העכבר במהלך הטיפול ולאחר מכן התאמה של מערכת חימום הסעה נדרש להישרדות העכבר. בשל הקרבה של פי הטבעת והגידול אצל חלק מהעכברים, התוספת של בדיקת הוושט הייתה חשובה כדי לקבוע את שינוי טמפרטורת הליבה, מכיוון שטמפרטורת פי הטבעת יכלה לשקף רק חימום מקומי בניגוד לחימום גוף הליבה.
בתכנון ויישום פרוטוקול זה, פתרון בעיות נרחב בוצע בהצלחה על ידי צוות רב תחומי. לצורך מיקום העכבר, תוכנן מחזיק עכבר והודפס בתלת-ממד לשימוש על מזחלת MRI של חולדות כדי לאפשר זרימה של האוויר המחומם סביב העכבר לצורך התאמת טמפרטורת גוף תוך פרוצדורלית. החומרים עבור מחזיק זה נבחרו על סמך יכולתם להחזיק את העכבר בבטחה תוך מתן אפשרות להתמרה אולטרסאונד. תוספת גומי בתוך המחזיק המודפס אפשרה התאמות עכבר בודדות, בעוד שהחתך בתחתית מנע השתקפות גלי אולטרסאונד וחימום לא מכוון.
ישנן מגבלות הקשורות למודל, כגון הקרבה של הגידולים למבנים סמוכים - עצם הירך ופי הטבעת - שיכולים לספוג או להחזיר גלי אולטרסאונד, בהתאמה. חימום לא מכוון של עצם הירך עלול לגרום להרס מח עצם וכאב, בעוד שהשתקפות אולטרסאונד מהאוויר בפי הטבעת עלולה לגרום לחימום מקומי ולנזק לרקמות. בנוסף, היו מקרים של לכידה של גל האולטרסאונד עקב צמיחה מחודשת של העור לאחר הטיפול בעכברים השורדים, מה שגרם לחימום מקומי של העור. החשד הוא שהסיבה לכך היא לכידת אוויר סביב זקיק השערה שאינו נעקר עם ג'ל האולטרסאונד בין המתמר לעור. בכל אחד מהמקרים, העור נראה כהה יותר מהעור חסר השיער שמסביב. בחלקים אימונוהיסטוכימיים של גפי עכברים אלה נראו שערות בתוך האפידרמיס, אך לא נמצא פיברוזיס גידולי או הסבר אחר מדוע האולטרסאונד לא יוכל לעבור דרך העור והרקמות התת עוריות.
עם פיתוח פרוטוקול זה, מתוכננים מחקרים נוספים להרחיב את מערכות המודל לבדיקת גידולים מוצקים אחרים בילדים, כגון אוסטאוסרקומה ומיקסופברוסרקומה, לטיפול ב- HT וב- TLD. זה מבטיח מכיוון שחולים אלה יכולים להתמודד עם כאב מתיש עם אפשרויות טיפול מוגבלות בהקשר קליני זה. פרוטוקול זה יכול להיות מורחב לסוגי גידולים מוצקים אחרים הממוקמים בגפיים הניתנים למיקוד עם MRgHIFU29,30. לסיכום, הנתונים תומכים בכך שניתן להסיק את השילוב של ליפוזומים רגישים לחום כדי לתמצת צורות אחרות של כימותרפיה או תרופות שבהן מתן תרופות ממוקד יועיל וצורה לא פולשנית של חימום, כגון MRgHIFU, תהיה אידיאלית.
למחברים אין אינטרסים כספיים או ניגודי עניינים לחשוף.
ברצוננו להכיר במקורות המימון שלנו לפרויקט זה ובכוח האדם המעורב, כולל: מענק מחקר C17, מלגת בוגר קנדה, קרן הנאמנות להזדמנויות סטודנטים באונטריו וקרן ג'יימס ג'יי האמונד.
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 |
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
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved