Studientyp: Technische/dosimetrische Studie (experimentelle Studie)

Radiofrequency-enhanced Vascular Gene Transduction and Expression for Intravascular MR Imaging-guided Therapy: Feasibility Study in Pigs. tech./dosim.

[Hochfrequenz-verstärkte vaskuläre Gentransduktion und -expression bei der intravaskulären MRI-gesteuerten Therapie: Machbarkeitsstudie in Schweinen].

Veröffentlicht in: Radiology 2005; 236 (3): 939-944

Ziel der Studie (lt. Autor)

Es sollte die Machbarkeit einer Hochfrequenz-verstärkten vaskulären Gentransduktion und Genexpression durch Verwendung eines Magnetresonanztomographie-Erwärmungs-Führungsdrahtes als intravaskuläres Erwärmungsmittel während der Magnetresonanztomographie-gesteuerten Therapie bewertet werden.

Hintergrund/weitere Details

Die Gentherapie stellt ein großes Potenzial für die Behandlung von kardiovaskulären Arteriosklerose-Krankheiten dar. Es wurde ein Magnetresonanztomographie-Führungsdraht entwickelt, der drei Funktionen gleichzeitig erfüllt: Er dient als eine Empfangs-Antenne zur Erzeugung von hoch-räumlich aufgelösten Bildern der Gefäßwände, als herkömmlicher Führungsdraht zur Steuerung von Eingriffen in die Gefäße (zum Beispiel Ballon-Angioplastie und vaskulärer Gentransfer) und als wirksame intravaskuläre Erwärmungsquelle in gezielten Gefäß-Abschnitten.
Die Untersuchung beinhaltete eine in vitro-Bewertung zur Anwendung von Hochfrequenz-Energie zur Steigerung von Gentransduktion und Genexpression in glatten Muskelzellen sowie eine in vivo-Bewertung in Schweine-Arterien.
Bei den in vitro-Experimenten wurden die Zellen in jeweils vier Kammern einer Zellkultur-Platte ausgesät und das "Grün-fluoreszierende Protein (GFP)"-Gen-tragende Lentivirus hinzugefügt. Eine der Kammern wurde unter Verwendung eines Magnetresonanztomographie-Erwärmungs-Führungsdrahtes für 15 Minuten bei ungefähr 41°C erwärmt.
Bei den in vivo-Experimenten wurde ein Lentivirus-Vektor, der das therapeutische Gen des "vaskulären endothelialen Wachstumsfaktors 165" trug, unter Verwendung eines Gen-Abgabe-Ballon-Katheters in 18 Arterien des Oberschenkel-Darmbeins (neun Arterien-Paare) von Schweinen (mit und ohne Arteriosklerose) transferiert. Während der Gen-Infusion wurde eine der Arterien jedes Schweins bis ungefähr 41°C mit Hochfrequenz-Energie erwärmt, übermittelt durch den intravaskulären Magnetresonanztomographie-Erwärmungs-Führungsdraht, wohingegen die kontralaterale Arterie nicht erwärmt wurde (Kontroll-Bedingung).

Endpunkt

Exposition/Befeldung (teilweise nur auf Englisch)

Exposition Parameter
Exposition 1: 180 MHz
Expositionsdauer: kontinuierlich für 15 min
In-vitro Experimente
Exposition 2: 180 MHz
Expositionsdauer: ungefähr 20 min
In-vivo Experimente

Allgemeine Informationen

The MR imaging-heating guidewire was configured in such a way that simultaneous MR imaging and RF heating was possible with the same MR imaging-heating guide wire.

Exposition 1

Hauptcharakteristika
Frequenz 180 MHz
Charakteristik
  • gerichtetes Feld
Expositionsdauer kontinuierlich für 15 min
Zusatzinfo In-vitro Experimente
Modulation
Modulationsart nicht spezifiziert
Expositionsaufbau
Expositionsquelle
  • copper based MR (magnetic resonance) imaging-heating guidewire connected to RF generator.
Kammer Cell culture plate with four chambers in which smooth muscle cells were cultured.
Aufbau The MR imaging-heating guidewire was attached to the bottom of chamber 4 with the hot spot of the guidewire located at the center of the chamber bottom.
Parameter
Messgröße Wert Typ Methode Masse Bemerkungen
Leistung 25 W nicht spezifiziert nicht spezifiziert - -

Exposition 2

Hauptcharakteristika
Frequenz 180 MHz
Charakteristik
  • gerichtetes Feld
Expositionsdauer ungefähr 20 min
Zusatzinfo In-vivo Experimente
Modulation
Modulationsart nicht spezifiziert
Expositionsaufbau
Expositionsquelle
Aufbau A lentivirus vector bearing a therapeutic gene was transferred by using a gene delivery balloon catheter in 18 femoral-iliac arteries in domestic pigs and Yucatan pigs with atherosclerosis. During the gene infusion, one femoral-iliac artery in each pig was heated by RF exposure. The contralateral artery was not heated and served as control.
Zusatzinfo Infusion was given for continuously for 8.5 at a flow rate of 10 mL/h or intermittently at a flow rate of 21 mL/h for 8 min (4 increments of 2 mins each with 2 min interval between them).
Parameter
Messgröße Wert Typ Methode Masse Bemerkungen
Leistung 4 W nicht spezifiziert nicht spezifiziert - -

Exponiertes System:

Methoden Endpunkt/Messparameter/Methodik

Untersuchtes System:
Untersuchtes Organsystem:
Untersuchungszeitpunkt:
  • nach der Befeldung

Hauptergebnis der Studie (lt. Autor)

In vitro-Experiment: Die Konfokalmikroskopie deckte auf, dass die Expression des "Grün-fluoreszierenden Proteins" in der erwärmten Kammer 293% des Wertes der Expression der Kammer 1 (nicht-erwärmt) erreichte.
In vivo-Experiment: Die Ergebnisse der Western Blot-Analyse zeigten, dass die Expression des "vaskulären endothelialen Wachstumsfaktors 165" in der Hochfrequenz-erwärmten Gruppe 300% des Expressions-Wertes der nicht-erwärmten Gruppe erreichte, und bei den Arteriosklerose-Arterien in der Hochfrequenz-erwärmten Gruppe 986% vom Wert der nicht-erwärmten Gruppe.
Die gleichzeitige Überwachung und Verstärkung der vaskulären Gen-Abgabe und Genexpression ist mit dem Magnetresonanztomographie-Erwärmungs-Führungsdraht machbar.

Studienmerkmale:

Studie gefördert durch