ラットモデルでの経頭蓋集束超音波を用いた血液脳関門のMRI誘導破壊
Summary
血液脳関門（BBB）のマイクロバブル媒介集束超音波の乱れは、脳の非侵襲的な標的薬物送達のための有望な技術です。<sup> 1月3日</sup>。このプロトコルは、ラットモデルにおけるMRI誘導頭蓋BBBの中断のための実験手順を説明します。
Abstract
血液脳関門（BBB）の集束超音波（FUS）の中断は、BBB 1-5を回避するためのますます調査手法である。それは小さいサイズ6で約500 Daより分子に脳組織に血管系からの分子の通過を制限するようにBBBは、脳疾患の医薬治療への重要な障害である。 FUS誘導BBBの中断（BBBD）は一時的かつ可逆的4であり、高度にローカライズされていることBBBD誘導の化学的手段利点があります。 FUS誘導BBBDそれ以外の場合は十分な濃度の組織への成果物ではありません脳、上の治療薬の広い範囲の影響を調査するための手段を提供します。超音波パラメータの広い範囲がBBB 2,5,7中断することで成功を収めているが、正確なターゲティングに成功した混乱を確保するための実験手順で、いくつかの重要なステップがあります。この機能実装オールアウトラインはどのように重要な動物の準備と実験のマイクロバブル処理の手順に焦点を当てて、ラットモデルでBBBD誘導されるMRIガイド下FUSを実現しています。
Protocol
1。超音波やMRIのセットアップ MRI互換性のある3軸集束超音波システム（FUS·インスツルメンツ社、トロント、オンタリオ、カナダ）本研究で使用されています。二つの異なる超音波トランスデューサが使用されています。統合されたとの社内構築551.5 kHzの球状に集束されたトランスデューサーは（曲率半径= 60ミリメートル、外径= 75ミリメートル、内径= 20 mm）、および1.503…
Discussion
動物とマイクロバブルの準備は、この手順の中で最も重要な側面です。動物の頭の毛は完全に超音波ビームの減衰を避けるために削除する必要があります。 BBBは、イソフルラン麻酔下で中断される可能性があります、しかし、それは一貫性のある開口部を達成するために難しくなります。
マイクロバブルは、常にそれらを壊すことを避けるために、策定時に大径の針を?…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
著者らは、動物のケアとの助けをShawnaリドー·グロスとアレクサンドラガルセスに感謝し、彼女の技術支援のためのPing呉だろう。この作業のサポートは、助成金なしで、米国立衛生研究所によって提供されました。 EB003268、カナダ研究チェアプログラム。
Materials
| Name of the reagent | Company | Catalogue number |
| Small Animal Focused Ultrasound System | FUS Instruments, Inc. | RK-100 |
| Definity | Lantheus Medical Imaging | |
| Omniscan | GE Healthcare |
Referências
- Kinoshita, M., McDannold, N., Jolesz, F. A., Hynynen, K. Noninvasive localized delivery of Herceptin to the mouse brain by MRI-guided focused ultrasound-induced blood-brain barrier disruption. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 103, 11719-11723 (2006).
- Jordão, J. F., Ayala-Grosso, C. A., Markham, K., Huang, Y., Chopra, R., McLaurin, J., Hynynen, K., Aubert, I. Antibodies targeted to the brain with image-guided focused ultrasound reduces amyloid-beta plaque load in the TgCRND8 mouse model of Alzheimer's disease. PLoS One. 5 (5), e10549-e10549 (2010).
- Liu, H. -. L., Hua, M. -. Y., Chen, P. -. Y., Chu, P. -. C., Pan, C. -. H., Yang, H. -. W., Huang, C. -. Y., Wang, J. -. J., Yen, T. -. C., Wei, K. -. C. Blood-brain barrier disruption with focused ultrasound enhances delivery of chemotherapeutic drugs for glioblastoma treatment. Radiology. 255, 415-425 (2010).
- Hynynen, K., McDannold, N., Vykhodtseva, N., Jolesz, F. A. Noninvasive MR imaging-guided focal opening of the blood-brain barrier in rabbits. Radiology. 220, 640-646 (2001).
- Choi, J. J., Wang, S., Tung, Y. -. S., Morrison, B., Konofagou, E. E. Molecules of various pharmacologically-relevant sizes can cross the ultrasound-induced blood-brain barrier opening in vivo. Ultrasound Med. Biol. 36, 58-67 (2010).
- Pardridge, W. M. The blood-brain barrier: bottleneck in brain drug development. NeuroRx. 2, 3-14 (2005).
- Bing, K. F., Howles, G. P., Qi, Y., Palmeri, M. L., Nightingale, K. R. Blood-brain barrier (BBB) disruption using a diagnostic ultrasound scanner and Definity in mice. Ultrasound Med. Biol. 35, 1298-1308 (2009).
- O’Reilly, M. A., Hynynen, K. A PVDF receiver for ultrasound monitoring of transcranial focused ultrasound therapy. IEEE Trans. Biomed. Eng. 57, 2286-2294 (2010).
- Chopra, R., Curiel, L., Staruch, R., Morrison, L., Hynynen, K. An MRI-compatible system for focused ultrasound experiments in small animal models. Med. Phys. 36, 1867-1874 (2009).
- McDannold, N., Zhang, Y., Vykhodtseva, N. Blood-Brain Barrier Disruption and Vascular Damage Induced by Ultrasound Bursts Combined with Microbubbles can be Influenced by Choice of Anesthesia Protocol. Ultrasound Med. Biol. , (2011).
- McDannold, N., Vykhodtseva, N., Hynynen, K. Targeted disruption of the blood-brain barrier with focused ultrasound: association with cavitation activity. Phys. Med. Biol. 51, 793-807 (2006).
- Yang, F. -. Y., Liu, S. -. H., Ho, F. -. M., Chang, C. -. H. Effect of ultrasound contrast agent dose on the duration of focused-ultrasound-induced blood-brain barrier disruption. J. Acoust. Soc. Am. 126, 3344-3349 (2009).
- McDannold, N., Vykhodtseva, N., Hynynen, K. Blood-brain barrier disruption induced by focused ultrasound and circulating preformed microbubbles appears to be characterized by the mechanical index. Ultrasound Med. Biol. 34, 834-840 (2008).
- Neppiras, E. A. Acoustic Cavitation. Physics Reports (Review Section of Physics Letters). 61, 159-251 (1980).
- O'Reilly, M. A., Huang, Y., Hynynen, K. The impact of standing wave effects on transcranial focused ultrasound disruption of the blood-brain barrier in a rat model. Phys. Med. Biol. 55, 5251-5267 (2010).
Tags
MRI-guidedDisruptionBlood-brain BarrierTranscranial Focused UltrasoundRat ModelFUSPharmaceutical TreatmentsBrain DisordersMoleculesVasculatureSizeTemporaryReversibleChemical MeansLocalizedTherapeutic AgentsConcentrationUltrasound ParametersExperimental ProcedureAccurate TargetingAnimal PreparationMicrobubble Handling
Citar este artigo
O’Reilly, M. A., Waspe, A. C., Chopra, R., Hynynen, K. MRI-guided Disruption of the Blood-brain Barrier using Transcranial Focused Ultrasound in a Rat Model. J. Vis. Exp. (61), e3555, doi:10.3791/3555 (2012).