सोनोबायोप्सी ब्रेन ट्यूमर के निदान के लिए एक गैर-आक्रामक मार्ग प्रदान करती है - फिजिक्स वर्ल्ड

सोनोबायोप्सी ब्रेन ट्यूमर के निदान के लिए एक गैर-आक्रामक मार्ग प्रदान करती है - फिजिक्स वर्ल्ड

समय टिकट: 13 अक्टूबर, 2023 4:45 पूर्वाह्न

स्नातक छात्र लू जू एक उपकरण पहनता है जो मस्तिष्क में सटीक स्थानों पर केंद्रित अल्ट्रासाउंड को लक्षित करता है
गैर-आक्रामक मस्तिष्क पहुंच स्नातक छात्र लू जू एक उपकरण पहनता है जो मस्तिष्क में सटीक स्थानों पर केंद्रित अल्ट्रासाउंड को लक्षित करता है। इस तरह का लक्ष्यीकरण सोनोबायोप्सी में पहला कदम है, एक गैर-आक्रामक तकनीक जो मस्तिष्क ट्यूमर से बायोमोलेक्यूल्स को रक्तप्रवाह में छोड़ने के लिए अल्ट्रासाउंड और माइक्रोबबल्स का उपयोग करती है। (सौजन्य: हांग चेन/वाशिंगटन विश्वविद्यालय)

ब्रेन ट्यूमर का निदान करने में आमतौर पर सीटी और एमआरआई के साथ न्यूरोइमेजिंग शामिल होती है, इसके बाद सर्जिकल रिसेक्शन या ऊतक बायोप्सी की जाती है। एक गैर-आक्रामक और सस्ता विकल्प रक्त-आधारित तरल बायोप्सी है, जो ट्यूमर के बारे में आणविक और आनुवंशिक जानकारी प्राप्त करने और उपचार निर्णयों का मार्गदर्शन करने के लिए रक्त में प्रसारित बायोमार्कर का विश्लेषण करता है। दुर्भाग्य से, मस्तिष्क ट्यूमर-व्युत्पन्न बायोमार्कर केवल दुर्लभ मात्रा में पाए जाते हैं, क्योंकि रक्त-मस्तिष्क बाधा (बीबीबी) ऐसे बायोमार्कर को परिधीय परिसंचरण में स्थानांतरित होने से रोकती है।

इस समस्या का समाधान करने के लिए, शोधकर्ताओं ने सेंट लुइस में वाशिंगटन विश्वविद्यालय बीबीबी को अस्थायी रूप से बाधित करने और विश्लेषण के लिए रक्तप्रवाह में बड़ी मात्रा में बायोमार्कर जारी करने के लिए केंद्रित अल्ट्रासाउंड (एफयूएस) और माइक्रोबबल्स का उपयोग कर रहे हैं। पहले मानव संभावित परीक्षण में, उन्होंने पाया कि रक्तप्रवाह में बायोमार्कर की FUS-प्रेरित रिहाई - एक विधि जिसे वे सोनोबायोप्सी कहते हैं - उपयोग के लिए संभव और सुरक्षित है।

“इस तकनीक से, हम एक रक्त का नमूना प्राप्त कर सकते हैं जो मस्तिष्क में घाव के स्थान पर जीन अभिव्यक्ति और आणविक विशेषताओं को दर्शाता है। यह मस्तिष्क सर्जरी के खतरों के बिना मस्तिष्क बायोप्सी करने जैसा है,'' सह-वरिष्ठ लेखक बताते हैं एरिक लिउथर्ड्ट एक प्रेस बयान में।

ट्रांसक्रानियल कम तीव्रता वाला एफयूएस, अंतःशिरा में इंजेक्ट किए गए माइक्रोबबल्स के साथ संयोजन में उपयोग किया जाता है, बीबीबी का अस्थायी और प्रतिवर्ती उद्घाटन प्रदान करता है और मिलीमीटर सटीकता के साथ मस्तिष्क में घावों को लक्षित कर सकता है। माइक्रोबबल्स, जिन्हें पारंपरिक रूप से अल्ट्रासाउंड कंट्रास्ट एजेंट के रूप में उपयोग किया जाता है, FUS के संपर्क में आने पर गुहिकायन से गुजरते हैं और इसके यांत्रिक प्रभाव को बढ़ाते हैं।

सोनोबायोप्सी करने के लिए, लेउथर्ड और सह-वरिष्ठ लेखक द्वारा शुरू की गई एक तकनीक हांग चेन, टीम ने एक कॉम्पैक्ट FUS डिवाइस विकसित किया जिसे सीधे क्लिनिकल न्यूरोनेविगेशन जांच से जोड़ा जा सकता है, जिससे FUS ट्रांसड्यूसर की सटीक स्थिति को सक्षम किया जा सकता है। यह डिज़ाइन न्यूरोसर्जनों को अतिरिक्त प्रशिक्षण लेने की आवश्यकता के बिना मौजूदा क्लिनिकल वर्कफ़्लो में सोनोबायोप्सी के आसान एकीकरण को सक्षम बनाता है।

न्यूरोनेविगेशन-निर्देशित एफयूएस ट्रांसड्यूसर के साथ सोनोबायोप्सी की व्यवहार्यता और सुरक्षा का आकलन करने के लिए, लेउथर्ड, चेन और सहकर्मियों ने उच्च-ग्रेड ग्लियोमा (चार में ग्लियोब्लास्टोमा था, एक में फैला हुआ उच्च-ग्रेड ग्लियोमा) वाले पांच रोगियों का एक पायलट एकल-हाथ परीक्षण किया। ).

शोधकर्ताओं ने योजनाबद्ध सर्जिकल ब्रेन ट्यूमर हटाने से पहले एनेस्थेटाइज्ड रोगियों पर सोनोबायोप्सी की। मरीज के सिर की स्थिति को पंजीकृत करने के लिए पहले से प्राप्त एमआरआई और सीटी छवियों का उपयोग करते हुए, उन्होंने ट्यूमर स्थान पर अपना फोकस संरेखित करने के लिए एफयूएस ट्रांसड्यूसर को तैनात किया। माइक्रोबबल्स के अंतःशिरा इंजेक्शन के बाद, उन्होंने 3 मिनट के लिए FUS सोनिकेशन लगाया।

सोनिकेशन से पहले और 5, 10 और 30 मिनट बाद एकत्र किए गए रक्त के नमूनों के विश्लेषण से पता चला कि सोनोबायोप्सी ने परिसंचारी ट्यूमर डीएनए (सीटीडीएनए) की एकाग्रता में वृद्धि की है। इसमें मोनोन्यूक्लियोसोम सेल-मुक्त डीएनए (सीएफडीएनए) टुकड़ों के लिए 1.6 गुना की अधिकतम वृद्धि, रोगी-विशिष्ट ट्यूमर वैरिएंट सीटीडीएनए के लिए 1.9 गुना और टीईआरटी उत्परिवर्तन के साथ सीटीडीएनए के लिए 5.6 गुना की वृद्धि शामिल है (जो ग्लियोब्लास्टोमा के आधे से अधिक रोगियों में मौजूद हैं) और खराब उपचार परिणामों से जुड़ा हुआ है)।

अध्ययन ने यह भी सत्यापित किया कि प्रक्रिया सुरक्षित थी और इससे मस्तिष्क के ऊतकों को कोई नुकसान नहीं हुआ। एफयूएस सोनिकेशन के दौरान, रोगियों ने महत्वपूर्ण संकेतों में कोई महत्वपूर्ण उतार-चढ़ाव नहीं दिखाया और कोई प्रतिकूल घटना नहीं हुई। सर्जरी के दौरान एकत्र किए गए ट्यूमर के नमूनों में सोनिकेटेड और नॉन-सोनिकेटेड क्षेत्रों के बीच कोई माइक्रोहैमरेज या संरचनात्मक परिवर्तन नहीं दिखा।

शोधकर्ताओं ने निष्कर्ष निकाला है कि उनका काम "उच्च श्रेणी के ग्लियोमा वाले रोगियों में सोनोबायोप्सी की व्यवहार्यता और सुरक्षा को प्रदर्शित करने में एक महत्वपूर्ण प्रारंभिक मील का पत्थर है"। वे बताते हैं कि हालांकि यह अध्ययन सर्जरी से पहले एक ऑपरेटिंग रूम में किया गया था, लेकिन ऑपरेटिव वातावरण और एनेस्थीसिया आवश्यक नहीं हैं, और सोनोबायोप्सी का उपयोग क्लिनिक में या मरीज के अस्पताल के बिस्तर पर किया जा सकता है।

चेन कहते हैं, "गैर-आक्रामक, गैर-विनाशकारी रूप से मस्तिष्क के हर हिस्से तक पहुंचने की इस क्षमता के साथ, अब हम रोगी की देखभाल के हर चरण में ट्यूमर से आनुवांशिक जानकारी प्राप्त कर सकते हैं, जिसमें ट्यूमर के निदान से लेकर उपचार की निगरानी और पुनरावृत्ति का पता लगाना शामिल है।" "अब हम उन बीमारियों की जांच करना शुरू कर सकते हैं जिनमें परंपरागत रूप से सर्जिकल बायोप्सी नहीं की जाती है, जैसे कि न्यूरोडेवलपमेंटल, न्यूरोडीजेनेरेटिव और मानसिक विकार।"

अध्ययन में वर्णित है एनपीजे प्रेसिजन ऑन्कोलॉजी.

समय टिकट:

से अधिक भौतिकी की दुनिया