La sonobiopsie offre une voie non invasive pour le diagnostic des tumeurs cérébrales – Physics World

Le diagnostic d'une tumeur cérébrale implique généralement une neuroimagerie avec tomodensitométrie et IRM, suivie d'une résection chirurgicale ou d'une biopsie tissulaire. Une alternative non invasive et peu coûteuse est la biopsie liquide à base de sang, qui analyse les biomarqueurs circulant dans le sang pour obtenir des informations moléculaires et génétiques sur la tumeur et guider les décisions de traitement. Malheureusement, les biomarqueurs dérivés des tumeurs cérébrales ne sont détectés qu’en quantités rares, car la barrière hémato-encéphalique (BBB) ​​empêche le transfert de ces biomarqueurs dans la circulation périphérique.

Pour résoudre ce problème, les chercheurs de Université de Washington à St. Louis utilisent des ultrasons focalisés (FUS) et des microbulles pour perturber temporairement la BHE et libérer de grandes quantités de biomarqueurs dans la circulation sanguine à des fins d'analyse. Dans un premier essai prospectif chez l’homme, ils ont découvert que la libération de biomarqueurs induite par le FUS dans la circulation sanguine – une méthode qu’ils appellent sonobiopsie – est réalisable et sûre à utiliser.

« Grâce à cette technique, nous pouvons obtenir un échantillon de sang qui reflète l’expression des gènes et les caractéristiques moléculaires au niveau du site d’une lésion cérébrale. C'est comme faire une biopsie cérébrale sans les dangers d'une chirurgie cérébrale », explique co-auteur principal Éric Leuthardt Dans un communiqué de presse.

Le FUS transcrânien de faible intensité, utilisé en association avec des microbulles injectées par voie intraveineuse, permet une ouverture temporelle et réversible de la BHE et peut cibler les lésions cérébrales avec une précision millimétrique. Les microbulles, traditionnellement utilisées comme agents de contraste ultrasonores, subissent une cavitation lors de l'exposition au FUS et amplifient ses effets mécaniques.

Pour effectuer une sonobiopsie, une technique mise au point par Leuthardt et co-auteur principal hong chen, l'équipe a développé un dispositif FUS compact qui peut être directement attaché à une sonde de neuronavigation clinique, permettant un positionnement précis du transducteur FUS. Cette conception permet une intégration facile de la sonobiopsie dans les flux de travail cliniques existants sans nécessiter de formation supplémentaire des neurochirurgiens.

Pour évaluer la faisabilité et la sécurité de la sonobiopsie avec le transducteur FUS guidé par neuronavigation, Leuthardt, Chen et ses collègues ont mené un essai pilote à un seul bras auprès de cinq patients atteints de gliome de haut grade (quatre avaient un glioblastome, un avait un gliome diffus de haut grade). ).

Les chercheurs ont réalisé une sonobiopsie sur des patients anesthésiés avant l’ablation chirurgicale prévue d’une tumeur cérébrale. À l’aide d’images IRM et CT acquises au préalable pour enregistrer la position de la tête du patient, ils ont positionné le transducteur FUS pour aligner sa focalisation sur l’emplacement de la tumeur. Après injection intraveineuse de microbulles, ils ont appliqué une sonication FUS pendant 3 minutes.

L'analyse des échantillons de sang prélevés avant et 5, 10 et 30 minutes après la sonication a révélé que la sonobiopsie augmentait la concentration d'ADN tumoral circulant (ADNc). Cela comprenait une augmentation maximale de 1.6 fois pour les fragments d'ADN acellulaire mononucléosomique (cfDNA), de 1.9 fois pour l'ADNc variant de tumeur spécifique au patient et de 5.6 fois pour l'ADNc avec mutations TERT (qui sont présentes chez plus de la moitié des patients atteints de glioblastome). et associés à de mauvais résultats du traitement).

L'étude a également vérifié que la procédure était sûre et n'endommageait pas les tissus cérébraux. Au cours de la sonication FUS, les patients n'ont présenté aucune fluctuation significative de leurs signes vitaux et aucun événement indésirable n'a été observé. Les échantillons de tumeurs prélevés pendant l'intervention chirurgicale n'ont montré aucune microhémorragie ni changement structurel entre les régions soniquées et non soniquées.

L’implant à ultrasons aide à administrer une chimiothérapie puissante aux tumeurs cérébrales

Les chercheurs concluent que leurs travaux « marquent une première étape cruciale dans la démonstration de la faisabilité et de la sécurité de la sonobiopsie chez les patients atteints de gliome de haut grade ». Ils soulignent que même si cette étude a été réalisée dans une salle d’opération avant la chirurgie, les environnements opératoires et l’anesthésie ne sont pas essentiels, et la sonobiopsie pourrait être utilisée dans une clinique ou au chevet d’un patient.

"Grâce à cette capacité d'accéder de manière non invasive et non destructive à chaque partie du cerveau, nous pouvons désormais obtenir des informations génétiques sur les tumeurs à chaque étape des soins aux patients, allant du diagnostic de la tumeur à la surveillance du traitement et à la détection des récidives", explique Chen. « Nous pouvons désormais commencer à interroger des maladies qui ne font traditionnellement pas l’objet de biopsies chirurgicales, telles que les troubles neurodéveloppementaux, neurodégénératifs et psychiatriques. »

L'étude est décrite dans npj Oncologie de précision.

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• La source: https://physicsworld.com/a/sonobiopsy-provides-a-non-invasive-route-to-brain-tumour-diagnosis/