여기에 제시된 프로토콜은 횡문근육종 마우스 모델에서 온도에 민감한 리포솜에서 약물 방출을 유발하기 위해 자기 공명 유도 고강도 집속 초음파에 의해 생성된 제어된 온열요법을 사용하는 프로토콜입니다.
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이 논문에서
정오 공지
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요약
초록
자기 공명 유도 고강도 집속 초음파(MRgHIFU)는 국소 온열요법을 생성하기 위해 확립된 방법입니다. 실시간 이미징 및 음향 에너지 변조를 감안할 때 이 방식을 통해 정의된 영역 내에서 정밀한 온도 제어가 가능합니다. 온열요법 생성과 같은 이 비침습적, 비이온화 기술을 사용하여 온도에 민감한 리포솜 운반체에서 약물을 방출하는 많은 열 응용 분야가 연구되고 있습니다. 이러한 약물에는 독소루비신과 같은 화학 요법이 포함될 수 있으며, 용량 제한 전신 부작용, 즉 심장 독성으로 인해 표적 방출이 필요합니다. 독소루비신은 다양한 악성 종양 치료의 주류이며 재발성 또는 재발성 횡문근육종(RMS)에 일반적으로 사용됩니다. RMS는 소아 및 젊은 성인에서 가장 흔한 고형 연조직 두개외 종양입니다. 공격적인 복합 요법에도 불구하고 RMS 생존율은 지난 30년 동안 동일하게 유지되었습니다. 이러한 미충족 수요를 해결하기 위한 솔루션을 탐색하기 위해 약물 방출을 위한 온열요법의 공급원으로 MRgHIFU를 사용하여 면역적격 동계 RMS 마우스 모델에서 온도민감성 리포솜 독소루비신(TLD)의 방출을 평가하기 위한 실험 프로토콜이 개발되었습니다.
서론
횡문근육종(RMS)은 소아와 젊은 성인에게 가장 흔하게 발생하는 골격근 종양이다1. 국소 질환은 종종 화학 요법, 전리 방사선 및 수술을 포함한 복합 치료로 치료됩니다. 다제 화학요법의 사용은 소아 환자에서 더 많이 사용되며, 성인 환자에 비해 예후가 개선되었다2. 그러나 지속적인 연구 노력에도 불구하고 5 년 생존율은 가장 공격적인 형태의 질병에서 약 30 %에 머물러 있습니다 3,4. 화학 요법 표준 치료는 빈크리스틴, 시클로포스파미드 및 악티노마이신 D를 포함하는 다제 요법입니다. 재발성 또는 재발성 질환의 경우 표준(유리) 독소루비신(FD) 및 이포스파미드1을 포함한 대체 화학 요법이 사용됩니다. 이 모든 화학 요법은 전신 독성을 가지고 있지만, 독소루비신의 심장 독성은 평생 용량 제한 5-7을 부과합니다. 종양에 전달되는 약물의 양을 증가시키고 전신 독성을 최소화하기 위해, 리포솜 캡슐화를 포함하는 대체 제형이 개발되었다. 이....
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프로토콜
연구는 표현유전체학 센터(TCP) 및 UHN(University Health Network) 동물 자원 센터(ARC) 동물 연구 시설의 감독 수의사 아래 승인된 동물 사용 프로토콜이 있는 동물 관리 위원회에 따라 수행되었습니다. 동물과 관련된 MRgHIFU를 제외한 모든 절차는 동물이 외부 공기 또는 감염되기 쉬운 감염에 대한 노출을 최소화하기 위해 생물학적 안전 캐비닛(BSC)에서 수행되었습니다.
1. 마우스 사육
참고: 총 65마리의 마우스(균주 B6.129S2-Trp53tm1Tyj/J)가 파일럿 연구에 포함되었습니다(수컷: n = 23; 암컷: n = 42). 수컷과 암컷 마우스 모두 7-9 주령에 사용되었다. 그들의 새끼는 젖을 떼고 유전자형을 분석했으며 p53 이형 접합 마우스를 실험에 사용했습니다.
- 번식 케이지를 만들기 위해 각 수컷 마우스와 함께 두 마리의 암컷 마우스를 수용합니다. 태어날 때부터 새끼의 나이를 세십시오(출생 = 0일).
- 10 일째에 귀 노치로 새끼를 식별하십시오. 세포주 주입 전에 유전형 분석을 위해 꼬리 절단을 수집합니다.
2....
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결과
MRgHIFU 생성 온열요법 프로토콜을 사용하여, 뒷다리의 종양은 치료 기간 동안 원하는 설정 온도로 일관되게 가열될 수 있었습니다(도 4 는 대표적인 치료를 보여줍니다, 10 또는 20분, n=65). 성공적인 치료를 고려하기 위해서는 ROI가 치료 내내 39°C 이상으로 유지되어야 했으며, 치료 전반에 걸쳐 <6°C 변동이 있었고 표적 외 조직이 가열되지 않아야 했습니다. 또한, 심부 온도는 직장 탐침 또는 시작 직장 온도와 식도 탐침 온도의 변화를 기준으로 39°C 미만으로 유지되어야 했습니다(보충 그림 2). MRgHIFU의 초음파 처리가 중단되면 종양은 빠르게 기준 온도로 돌아갔습니다.
종양은 43°C 이상의 누적 온도 영향을 피하면서 빠른 약물 방출을 위한 온도에 도달하기 위해 40.5°C를 표적으로 삼았습니다. 처리된 모든 종양에서 ROI의 평균 온도는 40.6°C(n=65)였.......
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토론
본원에서 개발된 프로토콜은 경미한 HT 치료를 위해 MRgHIFU를 사용하여 뒷다리 종양을 표적으로 삼고 생체 내에서 리포솜으로부터 캡슐화된 약물을 방출하는 데 사용되었습니다. 파일럿 연구 동안 이 프로토콜에서 몇 가지 중요한 단계가 발생했으며 이러한 중요한 단계를 최적화하면 파일럿 연구에 비해 치료 성공률이 향상되었습니다. 첫 번째는 초음파 처리 할 부위의 머리카락을 완전히 제거하는 것입니다. 모피 내의 가스 포획은 초음파 빔이 통과하는 것을 방지하고 표적 조직으로의 초음파 통과를 차단합니다(1). 둘째, 마우스 위치는 성공적인 치료에 매우 중요합니다. 종양은 초음파 변환기와 더 밀접하게 접촉할 수 있도록 마우스 홀더 위쪽에 위치해야 합니다. 또한 뼈 구조는 마우스를 손상시키지 않고 초음파 빔 경로 밖에 위치해야 합니다. 뼈는 초음파를 효율적으로 흡수하여 현장 열원 역할을 하는 것으로 나타났습니다. 관심 영역으로의 초음파 전달을 차단하는 동안 가열 프로.......
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공개 사항
저자는 공개할 재정적 이해관계나 이해 상충이 없습니다.
감사의 글
이 프로젝트에 대한 자금 출처와 C17 연구 보조금, 캐나다 대학원 장학금, 온타리오 학생 기회 신탁 기금 및 James J. Hammond 기금을 포함한 관련 인력에게 감사드립니다.
....액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.
재료
| 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
|---|---|---|---|
| 1.5mL Eppendorf 튜브 | 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 | |
| 압축 초음파 젤 | Aquaflex | HF54-004 | |
| 대류 난방 장치 | 3M Bair Hugger | 70200791401 | |
| Depiliatory 크림 | Nair | 61700222611 | Shopper's Drug Mart |
| DMEM | Wisent | 219-065-LK | |
| DNeasy 추출 키트 | Qiagen | 69504 | |
| DPBS | Wisent | 311-420-CL | |
| 약물 주입 시스템 | Harvard Apparatus | PY2 70-2131 | PHD 22/2200 MRI 호환 주사기 펌프 |
| 눈 윤활제 | Optixcare | 50-218-8442 | |
| F10 미디어 | Wisent | 318-050-CL | |
| FBS | Wisent | 081-105 | |
| Froggarose | FroggaBio | A87 | |
| 젤 분자 이미저 | BioRad | GelDocXR | |
| Glutamax | Wisent | 609-065-EL | |
| 열 램프 | Morganville Scientific | HL0100 | 이 제품과 유사 |
| 혈관 내 폴리에틸렌 튜브 (0.015 "ID x 0.043"OD, 20G) | SAI 주입 | PE-20-100 | |
| Isoflurane | Sigma | 792632 M25FV24C | |
| 세포주 | Gladdy Lab | N / A | |
| 마이크로 리터 주사기 | Hamilton | 01-01-7648 | |
| 분자 이미저 젤 독 XR | Biorad | 170-8170 | |
| 마우스 홀더 | 사용된 3D 프린팅 재료는 ABS-M30i였으며, FDM Fortus 380mc 기계에서 프린팅되었습니다. | N/A | 치수: 길이 = 43mm, 외부 반경 = 15mm, 내부 너비(마우스가 놓일 위치) = 20.7mm. |
| MyRun Machine | Cosmo Bio Co Ltd | CBJ-IMR-001-EX | |
| Nanodrop 8000 분광광도계 | Thermo Scientific | ND-8000-GL | |
| p53 프라이머 | Eurofins | N/A | 맞춤형 프라이머 |
| PCR 튜브 | Diamed | SSI3131-06 | |
| Penicillin/Streptomycin | Wisent | 450-200-EL | |
| Proteus 소프트웨어 | Pichardo lab | N/A | |
| 호흡기 모니터링 시스템 | SAII | 모델 1030 | MR 호환 모니터링 및 게이팅 시스템 |
| 소형 동물 소구경 HIFU 장치, LabFUS | 이미지 유도 치료 | N/A | LabFUS, 이미지 유도 요법, Pessac, France 요소 수 8 주파수 2.5 MHz 직경 25 mm 곡률 반경 20 mm 초점 크기 0.6 mm x 0.6 mm x 2.0 mm 모터: 축 2 발전기: 채널 수 8 최대 전력/채널 웰 4 최대 전력 웰 32 대역폭 0.5 - 5 MHz 채널당 제어: 주파수., 위상 및 진폭 채널당 측정: Vrms, Irms, cos(theta) 듀티 사이클 100% 전력 % 100% 1>> <<분 동안 변환기: 요소 수 8 주파수 2.5 MHz 직경 25 mm 곡률 반경 20 mm 초점 크기 0.6 mm x 0.6 mm x 2.0 mm |
| SYBR Safe | ThermoFisher Scientific | S33102 | |
| TAE | Wisent | 811-540-FL | |
| 꼬리 정맥 카테터(27G 0.5") Terumo | Medical Corp | 15253 | |
| 열 프로브 | 견고한 모니터링 | L201-08 | |
| Trypan blue | ThermoFisher Scientific | 15250061 | |
| 트립신 | Wisent | 325-052-EL | |
| 초음파 젤 | Aquasonic | PLI 01-08 |
참고문헌
- Skapek, S. X., et al. Rhabdomyosarcoma. Nature Reviews Disease Primers. 5 (1), (2019).
- Ferrari, A., et al. Impact of rhabdomyosarcoma treatment modalities by age in a population-based setting. Journal of Adolescent and Young Adult Oncology....
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재인쇄 및 허가
정오
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 2/08/2023. 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
