Sonobiopsy เป็นแนวทางที่ไม่รุกรานในการวินิจฉัยเนื้องอกในสมอง – Physics World

Sonobiopsy เป็นแนวทางที่ไม่รุกรานในการวินิจฉัยเนื้องอกในสมอง – Physics World

ประทับเวลา: 13 ตุลาคม 2023 4:45 น.

นักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษา Lu Xu สวมอุปกรณ์ที่กำหนดเป้าหมายอัลตราซาวนด์แบบโฟกัสไปที่จุดที่แม่นยำในสมอง
การเข้าถึงสมองแบบไม่รุกราน นักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษา Lu Xu สวมอุปกรณ์ที่กำหนดเป้าหมายอัลตราซาวนด์แบบโฟกัสไปที่จุดที่แม่นยำในสมอง การกำหนดเป้าหมายดังกล่าวเป็นขั้นตอนแรกในการตรวจโซโนบิโอซี ซึ่งเป็นเทคนิคที่ไม่รุกรานซึ่งใช้อัลตราซาวนด์และไมโครบับเบิลเพื่อปล่อยชีวโมเลกุลจากเนื้องอกในสมองเข้าสู่กระแสเลือด (เอื้อเฟื้อโดย: Hong Chen/มหาวิทยาลัยวอชิงตัน)

การวินิจฉัยเนื้องอกในสมองมักจะต้องอาศัยการถ่ายภาพระบบประสาทด้วย CT และ MRI ตามด้วยการผ่าตัดหรือการตรวจชิ้นเนื้อเนื้อเยื่อ ทางเลือกอื่นที่ไม่รุกรานและราคาไม่แพงคือการตรวจชิ้นเนื้อของเหลวจากเลือด ซึ่งวิเคราะห์ตัวบ่งชี้ทางชีวภาพที่ไหลเวียนในเลือดเพื่อรับข้อมูลระดับโมเลกุลและพันธุกรรมเกี่ยวกับเนื้องอก และเป็นแนวทางในการตัดสินใจในการรักษา น่าเสียดายที่ไบโอมาร์คเกอร์ที่ได้มาจากเนื้องอกในสมองนั้นตรวจพบได้ในปริมาณที่จำกัดเท่านั้น เนื่องจากอุปสรรคในเลือดและสมอง (BBB) ​​จะป้องกันการถ่ายโอนของไบโอมาร์คเกอร์ดังกล่าวไปยังการไหลเวียนส่วนปลาย

เพื่อแก้ไขปัญหานี้นักวิจัยจาก มหาวิทยาลัยวอชิงตันในเซนต์หลุยส์ กำลังใช้อัลตราซาวนด์แบบโฟกัส (FUS) และไมโครบับเบิลเพื่อรบกวน BBB ชั่วคราว และปล่อยไบโอมาร์คเกอร์จำนวนมากเข้าสู่กระแสเลือดเพื่อการวิเคราะห์ ในการทดลองในมนุษย์ครั้งแรก พวกเขาพบว่าการปล่อยตัวบ่งชี้ทางชีวภาพโดย FUS เข้าสู่กระแสเลือด - วิธีการที่เรียกว่า sonobiopsy - มีความเป็นไปได้และปลอดภัยสำหรับการใช้งาน

“ด้วยเทคนิคนี้ เราจะได้ตัวอย่างเลือดที่สะท้อนการแสดงออกของยีนและลักษณะโมเลกุลตรงบริเวณที่เกิดรอยโรคในสมอง มันเหมือนกับการตัดชิ้นเนื้อสมองโดยไม่มีอันตรายจากการผ่าตัดสมอง” ผู้เขียนร่วมอาวุโสอธิบาย เอริค ลูธาร์ด ในการแถลงข่าว

FUS ความเข้มต่ำของ Transcranial ใช้ร่วมกับไมโครบับเบิ้ลที่ฉีดเข้าเส้นเลือดดำ ช่วยให้เปิด BBB ชั่วคราวและพลิกกลับได้ และสามารถกำหนดเป้าหมายรอยโรคในสมองได้ด้วยความแม่นยำระดับมิลลิเมตร ฟองไมโครซึ่งแต่เดิมใช้เป็นสารทึบรังสีอัลตราซาวนด์ จะเกิดโพรงอากาศเมื่อสัมผัสกับ FUS และเพิ่มผลกระทบทางกล

เพื่อทำการตรวจ sonobiopsy ซึ่งเป็นเทคนิคที่บุกเบิกโดย Leuthardt และผู้เขียนร่วมอาวุโส หงเฉินทีมงานได้พัฒนาอุปกรณ์ FUS ขนาดกะทัดรัดที่สามารถต่อเข้ากับหัววัดการนำทางประสาททางคลินิกได้โดยตรง ทำให้สามารถวางตำแหน่งทรานสดิวเซอร์ FUS ได้อย่างแม่นยำ การออกแบบนี้ช่วยให้สามารถบูรณาการ Sonobiopsy เข้ากับขั้นตอนการทำงานทางคลินิกที่มีอยู่ได้อย่างง่ายดาย โดยไม่ต้องให้ศัลยแพทย์ทางระบบประสาทเข้ารับการฝึกอบรมเพิ่มเติม

เพื่อประเมินความเป็นไปได้และความปลอดภัยของการตรวจโซโนบิโอซีด้วยทรานสดิวเซอร์ FUS นำทางด้วยระบบประสาท ลูทฮาร์ด เฉิน และเพื่อนร่วมงานได้ทำการทดลองแบบแขนเดียวนำร่องกับผู้ป่วยเนื้องอกไกลโอมาเกรดสูงจำนวน XNUMX ราย (สี่รายมีไกลโอบลาสโตมา อีกหนึ่งรายมีเนื้องอกไกลโอมาเกรดสูงแบบกระจาย ).

นักวิจัยได้ทำการตรวจ Sonobiopsy กับผู้ป่วยที่ได้รับยาสลบก่อนการผ่าตัดเอาเนื้องอกในสมองตามแผนออก ด้วยการใช้ภาพ MRI และ CT ที่ได้รับมาล่วงหน้าเพื่อบันทึกตำแหน่งศีรษะของผู้ป่วย พวกเขาวางตำแหน่งทรานสดิวเซอร์ FUS เพื่อจัดตำแหน่งโฟกัสไปที่ตำแหน่งของเนื้องอก หลังจากฉีดไมโครบับเบิลทางหลอดเลือดดำ พวกเขาใช้ FUS sonication เป็นเวลา 3 นาที

การวิเคราะห์ตัวอย่างเลือดที่เก็บก่อนและ 5, 10 และ 30 นาทีหลังการคลื่นเสียงความถี่สูงพบว่าการตรวจคลื่นเสียงความถี่สูงทำให้ความเข้มข้นของ DNA ของเนื้องอกที่ไหลเวียน (ctDNA) เพิ่มขึ้น ซึ่งรวมถึงการเพิ่มขึ้นสูงสุด 1.6 เท่าสำหรับชิ้นส่วน DNA ปลอดเซลล์โมโนนิวคลีโอโซม (cfDNA), 1.9 เท่าสำหรับ ctDNA ตัวแปรเนื้องอกเฉพาะผู้ป่วย และ 5.6 เท่าสำหรับ ctDNA ที่มีการกลายพันธุ์ของ TERT (ซึ่งมีอยู่ในมากกว่าครึ่งหนึ่งของผู้ป่วย glioblastoma และเกี่ยวข้องกับผลการรักษาที่ไม่ดี)

การศึกษายังยืนยันว่าขั้นตอนนี้ปลอดภัยและไม่ทำลายเนื้อเยื่อสมอง ในระหว่างการตรวจ FUS sonication ผู้ป่วยไม่ได้แสดงความผันผวนที่มีนัยสำคัญในสัญญาณชีพ และไม่มีเหตุการณ์ไม่พึงประสงค์ ตัวอย่างเนื้องอกที่รวบรวมระหว่างการผ่าตัดไม่พบเลือดออกในระดับจุลภาคหรือการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างระหว่างบริเวณที่มีเสียงโซนิคและบริเวณที่ไม่มีเสียงโซนิค

นักวิจัยสรุปว่างานของพวกเขา “ถือเป็นก้าวสำคัญเริ่มต้นในการแสดงให้เห็นถึงความเป็นไปได้และความปลอดภัยของการตรวจคลื่นเสียงความถี่สูงในผู้ป่วยโรคเนื้องอกไกลโอมาระดับสูง” พวกเขาชี้ให้เห็นว่าในขณะที่การศึกษานี้ดำเนินการในห้องผ่าตัดก่อนการผ่าตัด สภาพแวดล้อมในการผ่าตัดและการดมยาสลบนั้นไม่จำเป็น และการตรวจชิ้นเนื้อด้วยคลื่นเสียงความถี่สูงสามารถใช้ในคลินิกหรือที่ข้างเตียงในโรงพยาบาลของผู้ป่วยได้

“ด้วยความสามารถนี้ในการเข้าถึงทุกส่วนของสมองโดยไม่รุกรานและไม่ทำลาย ขณะนี้เราจึงสามารถรับข้อมูลทางพันธุกรรมจากเนื้องอกในทุกขั้นตอนของการดูแลผู้ป่วย ตั้งแต่การวินิจฉัยเนื้องอกไปจนถึงการติดตามการรักษา และการตรวจหาการกลับเป็นซ้ำ” เฉินกล่าว “ตอนนี้เราสามารถเริ่มซักถามโรคต่างๆ ที่ปกติแล้วไม่ได้ผ่านการตัดชิ้นเนื้อ เช่น พัฒนาการทางระบบประสาท ความเสื่อมของระบบประสาท และความผิดปกติทางจิตเวช”

การศึกษาได้อธิบายไว้ใน เอ็นพีเจ พรีซิชั่น เนื้องอกวิทยา.

ประทับเวลา:

เพิ่มเติมจาก โลกฟิสิกส์