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May 12, 2024

Initiation et imagerie de la cavitation à partir d'agents de contraste d'écho infusés via le cathéter EkoSonic

Scientific Reports volume 13, Numéro d'article : 6191 (2023) Citer cet article 680 Accès 2 Détails Altmetric Metrics L'administration améliorée par ultrasons de liposomes échogènes à charge thérapeutique est en cours

Rapports scientifiques volume 13, Numéro d'article : 6191 (2023) Citer cet article

680 accès

2 Altmétrique

Détails des métriques

L'administration améliorée par ultrasons de liposomes échogènes à charge thérapeutique est en cours de développement pour des applications vasculaires utilisant le système endovasculaire EkoSonic. Dans cette étude, des liposomes échogènes ciblés sur la fibrine et chargés d'un agent anti-inflammatoire ont été caractérisés avant et après la perfusion via un cathéter EkoSonic. L'activité de cavitation a été nucléée par Definity ou par des liposomes échogènes chargés de médicaments, ciblés sur la fibrine, infusés et insonifiés avec des cathéters EkoSonic. L’imagerie par cavitation passive a été utilisée pour quantifier et cartographier l’activité des bulles dans un fantôme de flux imitant le flux artériel porcin. La cavitation a été maintenue pendant des perfusions de 3 minutes de Definity ou de liposomes échogènes le long de la zone de traitement distale de 6 cm du cathéter. Bien que le cathéter EkoSonic n'ait pas été conçu spécifiquement pour la nucléation par cavitation, la perfusion de liposomes échogènes chargés de médicaments peut être utilisée pour déclencher et maintenir l'activité des bulles afin d'améliorer l'administration intravasculaire de médicaments.

La maladie artérielle périphérique (MAP) représente un problème clinique difficile touchant 15 à 20 % des personnes de plus de 70 ans en raison de la nature diffuse des dépôts d'athérome dans tout le lit artériel1. La prise en charge de l'AOMI avec angioplastie et stents métalliques nus est compliquée par la resténose. L'utilisation de stents à élution médicamenteuse dans l'AOMI a donné des résultats décevants à long terme2. Des stratégies innovantes qui empêchent l'accumulation de plaque supplémentaire dans la zone d'intervention, réduisent l'inflammation dans le lit d'athérome environnant et favorisent une circulation sanguine saine peuvent améliorer les résultats cliniques.

L'une de ces stratégies consiste à administrer des agents destinés à stabiliser l'athérome dans la zone péri-stent3. Les liposomes échogènes (ELIP) sont des agents bicouches lipidiques qui englobent une microbulle monocouche remplie de gaz qui rend les particules sonosensibles4,5. La sensibilité aux ultrasons (US) permet à ELIP d'être visible sur les images américaines. De plus, ELIP peut être déclenché par les États-Unis pour la libération et la livraison de produits thérapeutiques3,5,6,7,8,9. L'octafluoropropane (OFP) peut être utilisé pour stabiliser l'ELIP contre la dissolution en raison de la faible solubilité de l'OFP dans les solutions aqueuses, y compris le sang4,10. ELIP peut être fonctionnalisé en enduisant la surface de la coque avec des médicaments ou des agents de ciblage3,11. Lorsque les microbulles oscillent dans le système vasculaire, ces effets peuvent ouvrir les jonctions endothéliales serrées12,13,14, induire un microflux15 et augmenter le transport du médicament à travers l'endothélium16,17. Il a été démontré que la pioglitazone (PGN), un médicament anti-inflammatoire, limite l’inflammation du système vasculaire18,19,20. L'administration thérapeutique a été démontrée dans un modèle porcin avec stabilisation de l'athérome résultante en utilisant cette stratégie (Fig. 1)9.

Concept pour l'administration médicamenteuse par ultrasons de liposomes échogènes chargés de pioglitazone, infusés via un cathéter EkoSonic dans le système vasculaire artériel ilio-fémoral porcin.

ELIP chargé de pioglitazone et ciblé sur la fibrine avec un nonapeptide sur mesure, OFP-PAFb-PGN-ELIP, est en cours de développement pour fournir un complément aux stents après une intervention percutanée dans les artères3,21 pour stabiliser l'athérome. Le système endovasculaire EkoSonic (Boston Scientific, Maple Grove, MN, États-Unis) est un cathéter approuvé par la FDA pour la perfusion de produits thérapeutiques par ultrasons dans le système vasculaire périphérique et les artères pulmonaires. Lafond et coll. démontré que Definity infusé via le cathéter EkoSonic pouvait être utilisé pour nucléer une cavitation soutenue sur 3 minutes.22,23 En raison de la nucléation de la cavitation inertielle et stable à partir d'agents de contraste infusés et du potentiel d'effets secondaires délétères sur les tissus, la FDA exige une caractérisation minutieuse de la cavitation engendrée par OFP-PAFb-PGN-ELIP infusé et insonifié par le cathéter EkoSonic avant que les essais cliniques puissent commencer.

Le but de cette étude était de déterminer si l'OFP-PAFb-PGN-ELIP infusé peut générer une cavitation soutenue avec le cathéter EkoSonic. La distribution de taille, l'atténuation acoustique dépendante de la fréquence et la teneur en PGN dans chaque flacon d'ELIP ont été déterminées avant et après la perfusion via le cathéter EkoSonic. L'imagerie par cavitation passive (PCI) le long des six paires distales de transducteurs actifs du cathéter EkoSonic a été réalisée tout au long de perfusions de 3 minutes de Definity ou d'OFP-PAFb-PGN-ELIP. L'activité de cavitation stable et inertielle a été quantifiée et cartographiée sur la gamme de puissances d'entraînement électrique EkoSonic (4 à 47 W) utilisées dans le protocole clinique d'ultrasons pulsés approuvé par la FDA.