Sonobiopsi ger en icke-invasiv väg till hjärntumördiagnos – Physics World

Att diagnostisera en hjärntumör innebär vanligtvis neuroimaging med CT och MRI, följt av kirurgisk resektion eller vävnadsbiopsi. Ett icke-invasivt och billigt alternativ är blodbaserad flytande biopsi, som analyserar cirkulerande biomarkörer i blodet för att få molekylär och genetisk information om tumören och vägleda behandlingsbeslut. Tyvärr upptäcks biomarkörer härledda från hjärntumör endast i knappa mängder, eftersom blod-hjärnbarriären (BBB) ​​förhindrar överföringen av sådana biomarkörer till den perifera cirkulationen.

För att ta itu med detta problem har forskare vid Washington University i St. Louis använder fokuserat ultraljud (FUS) och mikrobubblor för att tillfälligt störa BBB och släppa ut stora mängder biomarkörer i blodomloppet för analys. I en första-i-människa prospektiv studie fann de att FUS-inducerad frisättning av biomarkörer i blodomloppet – en metod som de kallar sonobiopsi – är genomförbar och säker att använda.

"Med den här tekniken kan vi få ett blodprov som återspeglar genuttrycket och de molekylära egenskaperna på platsen för en skada i hjärnan. Det är som att göra en hjärnbiopsi utan riskerna med hjärnkirurgi”, förklarar medförfattare Eric Leuthardt i ett pressmeddelande.

Transkraniell lågintensiv FUS, använd i kombination med intravenöst injicerade mikrobubblor, ger temporal och reversibel öppning av BBB och kan rikta in sig på lesioner i hjärnan med millimeters noggrannhet. Mikrobubblorna, som traditionellt används som ultraljudskontrastmedel, genomgår kavitation vid exponering för FUS och förstärker dess mekaniska effekter.

Att utföra sonobiopsi, en teknik som pionjärer av Leuthardt och co-senior författare hong chen, utvecklade teamet en kompakt FUS-enhet som kan fästas direkt på en klinisk neuronavigationssond, vilket möjliggör exakt positionering av FUS-transduktorn. Denna design möjliggör enkel integrering av sonobiopsi i befintliga kliniska arbetsflöden utan att neurokirurger behöver genomgå ytterligare utbildning.

För att bedöma genomförbarheten och säkerheten för sonobiopsi med den neuronavigationsstyrda FUS-transduktorn, genomförde Leuthardt, Chen och kollegor en enarmsförsök med fem patienter med höggradigt gliom (fyra hade glioblastom, en hade ett diffust höggradigt gliom ).

Forskarna utförde sonobiopsi på sövda patienter innan planerat kirurgiskt avlägsnande av hjärntumör. Med hjälp av MRT- och CT-bilder som tagits i förväg för att registrera patientens huvudposition, placerade de FUS-transduktorn för att rikta in dess fokus på tumörplatsen. Efter intravenös injektion av mikrobubblor applicerade de FUS-sonikering i 3 min.

Analys av blodprover som tagits före och 5, 10 och 30 min efter ultraljudsbehandling visade att sonobiopsi ökade koncentrationen av cirkulerande tumör-DNA (ctDNA). Detta inkluderade maximala ökningar på 1.6 gånger för mononukleosomcellfria DNA (cfDNA)-fragment, 1.9 gånger för patientspecifika tumörvariant ctDNA och 5.6 gånger för ctDNA med TERT-mutationer (som finns hos mer än hälften av glioblastompatienter och förknippas med dåliga behandlingsresultat).

Studien verifierade också att proceduren var säker och inte skadade hjärnvävnad. Under FUS-sonikering uppvisade patienterna inga signifikanta fluktuationer i vitala tecken och det fanns inga biverkningar. Tumörprover som samlats in under operationen visade inga mikroblödningar eller strukturella förändringar mellan ultraljudsbehandlade och icke-sonikerade regioner.

Ultraljudsimplantat hjälper till att leverera kraftfull kemoterapi till hjärntumörer

Forskarna drar slutsatsen att deras arbete "markerar en avgörande första milstolpe för att demonstrera genomförbarheten och säkerheten för sonobiopsi hos patienter med höggradigt gliom". De påpekar att även om denna studie utfördes i en operationssal före operationen, är operationsmiljöer och anestesi inte nödvändiga, och sonobiopsi kan användas på en klinik eller vid en patients sjukhussäng.

"Med denna förmåga att icke-invasivt, icke-förstörande komma åt alla delar av hjärnan, kan vi nu få genetisk information från tumörer i varje stadium av patientvården, allt från tumördiagnos till behandlingsövervakning och upptäckt av återfall", säger Chen. "Vi kan nu börja förhöra sjukdomar som traditionellt inte genomgår kirurgiska biopsier, såsom neurodegenerativa, neurodegenerativa och psykiatriska störningar."

Studien beskrivs i npj Precision Onkologi.

• SEO-drivet innehåll och PR-distribution. Bli förstärkt idag.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Styrka dig själv. Tillgång här.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Kunskap förstärkt. Tillgång här.
• Platoesg. Kol, CleanTech, Energi, Miljö, Sol, Avfallshantering. Tillgång här.
• PlatoHealth. Biotech och kliniska prövningar Intelligence. Tillgång här.
• Källa: https://physicsworld.com/a/sonobiopsy-provides-a-non-invasive-route-to-brain-tumour-diagnosis/