Sonobiopsie bietet einen nicht-invasiven Weg zur Hirntumordiagnose – Physics World

Die Diagnose eines Hirntumors erfordert in der Regel eine Bildgebung mittels CT und MRT, gefolgt von einer chirurgischen Resektion oder Gewebebiopsie. Eine nicht-invasive und kostengünstige Alternative ist die blutbasierte Flüssigbiopsie, bei der zirkulierende Biomarker im Blut analysiert werden, um molekulare und genetische Informationen über den Tumor zu erhalten und Behandlungsentscheidungen zu treffen. Leider werden von Hirntumoren stammende Biomarker nur in geringen Mengen nachgewiesen, da die Blut-Hirn-Schranke (BBB) ​​die Übertragung solcher Biomarker in den peripheren Kreislauf verhindert.

Um dieses Problem anzugehen, haben Forscher von Washington Universität in St. Louis verwenden fokussierten Ultraschall (FUS) und Mikrobläschen, um die BHS vorübergehend zu stören und große Mengen an Biomarkern zur Analyse in den Blutkreislauf freizusetzen. In einer ersten prospektiven Studie am Menschen fanden sie heraus, dass die FUS-induzierte Freisetzung von Biomarkern in den Blutkreislauf – eine Methode, die sie Sonobiopsie nennen – machbar und sicher in der Anwendung ist.

„Mit dieser Technik können wir eine Blutprobe gewinnen, die die Genexpression und die molekularen Merkmale an der Stelle einer Läsion im Gehirn widerspiegelt. Es ist, als würde man eine Gehirnbiopsie ohne die Gefahren einer Gehirnoperation durchführen“, erklärt Co-Senior-Autor Eric Leuthardt In einer Pressekonferenz.

Transkranielle FUS niedriger Intensität sorgt in Kombination mit intravenös injizierten Mikrobläschen für eine zeitliche und reversible Öffnung der Blut-Hirn-Schranke und kann Läsionen im Gehirn millimetergenau anvisieren. Die Mikrobläschen, die traditionell als Ultraschallkontrastmittel verwendet werden, unterliegen bei der Einwirkung von FUS einer Kavitation und verstärken deren mechanische Wirkung.

Zur Durchführung einer Sonobiopsie, einer von Leuthardt und Co-Hauptautor entwickelten Technik Hongkong ChenDas Team entwickelte ein kompaktes FUS-Gerät, das direkt an eine klinische Neuronavigationssonde angeschlossen werden kann und eine präzise Positionierung des FUS-Wandlers ermöglicht. Dieses Design ermöglicht eine einfache Integration der Sonobiopsie in bestehende klinische Arbeitsabläufe, ohne dass Neurochirurgen zusätzliche Schulungen absolvieren müssen.

Um die Durchführbarkeit und Sicherheit der Sonobiopsie mit dem neuronavigationsgesteuerten FUS-Wandler zu beurteilen, führten Leuthardt, Chen und Kollegen einen einarmigen Pilotversuch mit fünf Patienten mit hochgradigem Gliom durch (vier hatten ein Glioblastom, einer hatte ein diffuses hochgradiges Gliom). ).

Die Forscher führten vor der geplanten chirurgischen Entfernung des Hirntumors eine Sonobiopsie an anästhesierten Patienten durch. Mithilfe von zuvor aufgenommenen MRT- und CT-Bildern zur Registrierung der Kopfposition des Patienten positionierten sie den FUS-Schallkopf so, dass sein Fokus auf die Tumorstelle ausgerichtet war. Nach der intravenösen Injektion von Mikrobläschen wendeten sie 3 Minuten lang eine FUS-Beschallung an.

Die Analyse von Blutproben, die vor und 5, 10 und 30 Minuten nach der Ultraschallbehandlung entnommen wurden, ergab, dass die Sonobiopsie die Konzentration der zirkulierenden Tumor-DNA (ctDNA) erhöhte. Dazu gehörten maximale Steigerungen um das 1.6-fache für zellfreie Mononukleosomen-DNA-Fragmente (cfDNA), um das 1.9-fache für patientenspezifische Tumorvarianten-ctDNA und um das 5.6-fache für ctDNA mit TERT-Mutationen (die bei mehr als der Hälfte der Glioblastompatienten vorhanden sind). und mit schlechten Behandlungsergebnissen verbunden).

Die Studie bestätigte auch, dass das Verfahren sicher war und das Gehirngewebe nicht schädigte. Während der FUS-Beschallung zeigten die Patienten keine signifikanten Schwankungen der Vitalfunktionen und es traten keine unerwünschten Ereignisse auf. Während der Operation entnommene Tumorproben zeigten keine Mikroblutungen oder strukturelle Veränderungen zwischen beschallten und nicht beschallten Regionen.

Ultraschallimplantat hilft bei der wirksamen Chemotherapie von Hirntumoren

Die Forscher kommen zu dem Schluss, dass ihre Arbeit „einen entscheidenden ersten Meilenstein beim Nachweis der Machbarkeit und Sicherheit der Sonobiopsie bei Patienten mit hochgradigem Gliom darstellt“. Sie weisen darauf hin, dass diese Studie zwar in einem Operationssaal vor der Operation durchgeführt wurde, Operationsumgebungen und Anästhesie jedoch nicht unbedingt erforderlich sind und die Sonobiopsie in einer Klinik oder am Krankenbett eines Patienten durchgeführt werden könnte.

„Mit dieser Fähigkeit, nicht-invasiv und zerstörungsfrei auf jeden Teil des Gehirns zuzugreifen, können wir jetzt in jeder Phase der Patientenversorgung genetische Informationen von Tumoren erhalten, von der Tumordiagnose über die Behandlungsüberwachung bis hin zur Erkennung von Rezidiven“, sagt Chen. „Wir können jetzt damit beginnen, Krankheiten zu untersuchen, die traditionell keiner chirurgischen Biopsie unterzogen werden, wie zum Beispiel neurologische Entwicklungsstörungen, neurodegenerative und psychiatrische Störungen.“

Die Studie ist beschrieben in npj Precision Onkologie.

• SEO-gestützte Content- und PR-Distribution. Holen Sie sich noch heute Verstärkung.
• PlatoData.Network Vertikale generative KI. Motiviere dich selbst. Hier zugreifen.
• PlatoAiStream. Web3-Intelligenz. Wissen verstärkt. Hier zugreifen.
• PlatoESG. Kohlenstoff, CleanTech, Energie, Umwelt, Solar, Abfallwirtschaft. Hier zugreifen.
• PlatoHealth. Informationen zu Biotechnologie und klinischen Studien. Hier zugreifen.
• Quelle: https://physicsworld.com/a/sonobiopsy-provides-a-non-invasive-route-to-brain-tumour-diagnosis/