Sonobiopsia tarjoaa ei-invasiivisen reitin aivokasvaimen diagnoosiin – Physics World

Aivokasvaimen diagnosointi edellyttää yleensä neurokuvausta TT:llä ja MRI:llä, jota seuraa kirurginen resektio tai kudosbiopsia. Ei-invasiivinen ja halpa vaihtoehto on veripohjainen nestebiopsia, joka analysoi veressä kiertäviä biomarkkereita saadakseen kasvaimesta molekyyli- ja geneettistä tietoa ja ohjaamaan hoitopäätöksiä. Valitettavasti aivokasvaimesta peräisin olevia biomarkkereita havaitaan vain vähän, koska veri-aivoeste (BBB) ​​estää tällaisten biomarkkerien siirtymisen perifeeriseen verenkiertoon.

Tämän ongelman ratkaisemiseksi tutkijat osoitteessa Washingtonin yliopisto St. Louisissa käyttävät fokusoitua ultraääntä (FUS) ja mikrokuplia väliaikaisesti häiritsemään BBB:tä ja vapauttamaan suuria määriä biomarkkereita verenkiertoon analysointia varten. Ensimmäisessä ihmisellä tehdyssä prospektiivitutkimuksessa he havaitsivat, että FUS:n aiheuttama biomarkkerien vapautuminen verenkiertoon - menetelmä, jota he kutsuvat sonobiopsiaksi - on toteutettavissa ja turvallinen käyttää.

"Tällä tekniikalla voimme saada verinäytettä, joka heijastaa geenien ilmentymistä ja aivojen vauriokohdan molekyyliominaisuuksia. Se on kuin tekisi aivobiopsiaa ilman aivoleikkauksen vaaroja”, kertoo toinen vanhempi kirjoittaja Eric Leuthardt lehdistötiedotteessa.

Transkraniaalinen matalan intensiteetin FUS, jota käytetään yhdessä suonensisäisesti injektoitujen mikrokuplien kanssa, tarjoaa BBB:n ajallisen ja palautuvan avautumisen ja voi kohdistaa aivovaurioihin millimetrin tarkkuudella. Mikrokuplat, joita perinteisesti käytetään ultraäänivarjoaineina, läpikäyvät kavitaatiota altistuessaan FUS:lle ja vahvistavat sen mekaanisia vaikutuksia.

Suorittaa sonobiopsia, Leuthardtin ja toisen vanhemman kirjailijan pioneeritekniikka hong chen, tiimi kehitti kompaktin FUS-laitteen, joka voidaan liittää suoraan kliiniseen neuronavigaatioanturiin, mikä mahdollistaa FUS-anturin tarkan paikantamisen. Tämä muotoilu mahdollistaa sonobiopsian helpon integroinnin olemassa oleviin kliinisiin työnkulkuihin ilman, että neurokirurgien tarvitsee suorittaa lisäkoulutusta.

Arvioidakseen sonobiopsian toteutettavuutta ja turvallisuutta neuronavigaatioohjatulla FUS-anturilla Leuthardt, Chen ja kollegat suorittivat yhden käden pilottikokeen viidellä potilaalla, joilla oli korkea-asteinen gliooma (neljällä oli glioblastooma, yhdellä diffuusi korkea-asteinen gliooma ).

Tutkijat suorittivat nukutetuille potilaille sonobiopsian ennen suunniteltua kirurgista aivokasvaimen poistoa. Käyttäen etukäteen hankittuja MRI- ja CT-kuvia potilaan pään asennon rekisteröimiseksi, he sijoittivat FUS-anturin kohdistamaan fokuksensa kasvaimen sijaintiin. Mikrokuplien suonensisäisen injektion jälkeen he käyttivät FUS-sonikointia 3 minuutin ajan.

Ennen sonikaatiota ja 5, 10 ja 30 minuuttia sen jälkeen kerättyjen verinäytteiden analyysi paljasti, että sonobiopsia lisäsi kiertävän kasvain-DNA:n (ctDNA) pitoisuutta. Tämä sisälsi 1.6-kertaisen maksimilisäyksen mononukleosomisoluttomien DNA- (cfDNA) -fragmenttien osalta, 1.9-kertaisen potilasspesifisen kasvainvariantin ctDNA:n osalta ja 5.6-kertaisen ctDNA:n, jossa on TERT-mutaatioita (jotka esiintyy yli puolella glioblastoomapotilaista) ja liittyy huonoihin hoitotuloksiin).

Tutkimus vahvisti myös, että toimenpide oli turvallinen eikä vahingoittanut aivokudosta. FUS-sonikoinnin aikana potilailla ei ilmennyt merkittäviä elintoimintojen vaihteluja eikä haittatapahtumia esiintynyt. Leikkauksen aikana kerätyt kasvainnäytteet eivät osoittaneet mikroverenvuotoa tai rakenteellisia muutoksia sonikoitujen ja sonikoitumattomien alueiden välillä.

Ultraääni-implantti auttaa toimittamaan tehokasta kemoterapiaa aivokasvaimiin

Tutkijat päättelevät, että heidän työnsä "merkitsee ratkaisevan alkuvaiheen virstanpylvään sonobiopsian toteutettavuuden ja turvallisuuden osoittamisessa potilailla, joilla on korkea-asteinen gliooma". He huomauttavat, että vaikka tämä tutkimus tehtiin leikkaussalissa ennen leikkausta, leikkausympäristöt ja anestesia eivät ole välttämättömiä, ja sonobiopsiaa voitaisiin käyttää klinikalla tai potilaan sairaalan sängyn vieressä.

"Tämän kyvyn ansiosta päästä käsiksi kaikkiin aivojen osiin ei-invasiivisesti ja tuhoamatta, voimme nyt saada geneettistä tietoa kasvaimista potilaan hoidon kaikissa vaiheissa kasvaindiagnoosista hoidon seurantaan ja uusiutumisen havaitsemiseen", Chen sanoo. "Voimme nyt alkaa tutkia sairauksia, joista perinteisesti ei tehdä kirurgisia biopsioita, kuten hermoston kehityshäiriöitä, hermostoa rappeuttavia ja psykiatrisia häiriöitä."

Tutkimus on kuvattu kohdassa npj Precision Oncology.

• SEO-pohjainen sisällön ja PR-jakelu. Vahvista jo tänään.
• PlatoData.Network Vertical Generatiivinen Ai. Vahvista itseäsi. Pääsy tästä.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Tietoa laajennettu. Pääsy tästä.
• PlatoESG. hiili, CleanTech, energia, ympäristö, Aurinko, Jätehuolto. Pääsy tästä.
• PlatonHealth. Biotekniikan ja kliinisten kokeiden älykkyys. Pääsy tästä.
• Lähde: https://physicsworld.com/a/sonobiopsy-provides-a-non-invasive-route-to-brain-tumour-diagnosis/