MR-guided ultrasound-stimulated microbubble therapy enhances radiation-induced tumor response
Notice bibliographique
Résumé
High intensity focused ultrasound (HIFU) systems have been approved for therapeutic ultrasound delivery to cause tissue ablation or induced hyperthermia. Microbubble agents have also been used in combination with sonication exposures. These require temperature feedback and monitoring to prevent unstable cavitation and prevent excess tissue heating. Previous work has utilized lower power and pressure to oscillate microbubbles and transfer energy to endothelial cells in the absence of thermally induced damage that can radiosensitize tumors. This work investigated whether reduced acoustic power and pressure on a commercial available MR-integrated HIFU system could result in enhanced radiation-induced tumor response after exposure to ultrasound-stimulated microbubbles (USMB) therapy. A commercially available MR-integrated HIFU system was used with a hyperthermia system calibration provided by the manufacturer. The ultrasound transducer was calibrated to reach a peak negative pressure of - 750 kPa. Thirty male New Zealand white rabbits bearing human derived PC3 tumors were grouped to receive no treatment, 14 min of USMB, 8 Gy of radiation in a separate irradiation cabinet, or combined treatments. In vivo temperature changes were collected using MR thermometry at the tumor center and far-field muscle region. Tissues specimens were collected 24 h post radiation therapy. Tumor cell death was measured and compared to untreated controls through hematoxylin and eosin staining and immunohistochemical analysis. The desired peak negative pressure of - 750 kPa used for previous USMB occurred at approximately an input power of 5 W. Temperature changes were limited to under 4 °C in ten of twelve rabbits monitored. The median temperature in the far-field muscle region of the leg was 2.50 °C for groups receiving USMB alone or in combination with radiation. Finally, statistically significant tumor cell death was demonstrated using immunohistochemical analysis in the combined therapy group compared to untreated controls. A commercial MR-guided therapy HIFU system was able to effectively treat PC3 tumors in a rabbit model using USMB therapy in combination with radiation exposures. Future work could find the use of reduced power and pressure levels in a commercial MR-guided therapy system to mechanically stimulate microbubbles and damage endothelial cells without requiring high thermal doses to elicit an antitumor response.
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Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,002 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».