En vivo los macrófagos de imágenes utilizando MR Agente de contraste dirigida para la Evaluación Longitudinal de Artritis séptica
Summary
Demostramos cómo realizar macrófagos RM con contraste superparamagnético ultra pequeño (USPIO) en la artritis séptica, lo que permite una inicial y longitudinales<em> In vivo</em> Evaluación no invasiva de la infiltración de macrófagos y una evaluación de la eficacia de la terapia.
Abstract
Los macrófagos son células clave en la iniciación, el desarrollo y la regulación de la respuesta inflamatoria a la infección bacteriana. Los macrófagos son intensamente y cada vez reclutados en las articulaciones sépticas de las fases tempranas de la infección y la infiltración se supone que retroceder una vez que se obtiene la eliminación eficaz de los agentes patógenos. La capacidad de identificar en la actividad de los macrófagos in vivo en una articulación infectada por lo tanto, puede proporcionar dos aplicaciones principales: la detección temprana de la sinovitis aguda y el seguimiento de la terapia.
En la detección no invasiva in vivo de los macrófagos se puede realizar con imágenes de resonancia magnética usando nanopartículas de hierro, tales como óxido de hierro superparamagnético ultra pequeño (USPIO). Después de la administración intravascular o intraarticular, USPIO están específicamente fagocitado por los macrófagos activados, y, debido a sus propiedades magnéticas, inducir cambios de señal en los tejidos que presentan infiltración de macrófagos. A quantitativEvaluación de correo del infiltrado es factible, como el área con pérdida de señal (número de píxeles oscuros) observó en eco de gradiente imágenes de RM después de inyección de partículas se correlaciona con la cantidad de hierro en el tejido y por lo tanto refleja el número de células USPIO-cargados.
Se presenta aquí un protocolo para realizar las imágenes de macrófagos utilizando USPIO-mejorada imágenes de RM en un modelo animal de artritis séptica, lo que permite una inicial y longitudinal en la evaluación no invasiva in vivo de la infiltración de macrófagos y una evaluación de la acción de la terapia.
Introduction
Formación de imágenes por resonancia magnética (MRI) se considera que es la modalidad de imagen de elección para la demostración de la sinovitis infecciosa debido a su alta resolución espacial y contraste de los tejidos blandos. Los cambios de señal observadas en la RM en la artritis baja T1 y de alta señal en T2 que refleja el aumento de la presencia de contenido de agua extracelular, y una marcada mejora después de la administración del agente de contraste basado en gadolinio, en consonancia con las conclusiones histológicamente de aumento de la vascularización debido a la vasodilatación y angiogénesis 1. Sin embargo, la RM es a menudo incapaz de demostrar resolución de la infección durante la terapia con antibióticos como realce persistente se puede observar en las articulaciones de pacientes con curado clínicamente y biológicamente artritis séptica debido a la persistencia del espacio extracelular ampliada (tejido de granulación, la cicatriz fibrótica) 2. Además de los cambios extracelulares, células inflamatorias, incluyendo un intenso reclutamiento de macrófagos se infiltran de forma masiva en lainfectados sinovial. Los macrófagos juegan un papel importante tanto en la fase aguda y crónica de la infección bacteriana 3. Inducen la reacción inflamatoria requerida para erradicar los microorganismos patógenos, y coordinar la resolución de la inflamación, como la inflamación inducida por macrófagos persiste mientras tejidos necróticos no se eliminan, la prevención de reparación para comenzar 4. Por lo tanto, la reducción de la infiltración de macrófagos dentro de sinovia infectada después de la terapia eficaz puede ser un indicador fiable de la resolución de la infección. Celular de imagen es capaz de demostrar la infiltración celular específica dentro del tejido patológico. Específico de macrófagos RM usando dirigido agente de contraste ha sido ampliamente investigado y ha demostrado su capacidad para demostrar la inflamación o infección 5-7 conjunta. Después de la inyección intravenosa, tales agentes de contraste dirigidos, tales como partículas de USPIO (óxidos de hierro superparamagnético ultra pequeños) son absorbidos por las células fagocíticas, tales como macrófagos y,debido a sus propiedades magnéticas, inducir cambios de señal en los tejidos que presentan infiltración de macrófagos 8. El seguimiento longitudinal de los cambios en la terapia de señal de RM permite una en la evaluación no invasiva in vivo de la infiltración de macrófagos, y una reducción de USPIO-macrófagos cargados cambios de señal relacionados demostraría éxito de la terapia. El propósito de este informe es presentar la forma de realizar los macrófagos RM no invasiva para controlar la artritis séptica, demostrando la reducción de la infiltración de macrófagos en el líquido sinovial.
Protocol
Representative Results
Discussion
Mientras que los agentes de contraste a base de gadolinio no específicos proporcionan información sobre el volumen y la perfusión del espacio extracelular, los macrófagos formación de imágenes por MR USPIO-mejorada permite una localización anatómica precisa y una evaluación cualitativa de la infiltración de macrófagos dentro sinovial infectada sin la necesidad de tomar muestras de tejido 9. Debido a su alta sensibilidad, USPIO puede demostrar incluso sutil infiltrado celular presentes en las primer…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Agradecemos sinceramente a F. Bierry de asistencia en la producción y edición de video.
Materials
| Name of Reagent/Material | Company | Catalog Number | Comments |
| P904 | Guerbet | Dose: 150 μmol Fe/kg | |
| Ketamine (500 mg/ml ketamine) | Virbac | Dose: 30 mg/kg | |
| Rompun (20 mg/ml Xylazine) | Axience | Dose: 4 mg/kg | |
| Buprenorphine | Vetoquinol | Dose: 0.1 mg/kg/8 hr | |
| BD 22 G, 1 inch | BD Biosciences | 381423 | |
| BD 25 G, 5/8 inch | BD Biosciences | 305122 |
References
- Madri, J., Kissane, J. Inflammation and healing. Anderson’s Pathology. , 67-110 (1990).
- Sephel, G., Woodward, S., Rubin, R., Strayer, D. Repair, regeneration, and fibrosis. Rubin’s Pathology. , 71-98 (2008).
- Verdrengh, M., Tarkowski, A. Role of macrophages in Staphylococcus aureus-induced arthritis and sepsis. Arthritis Rheum. 43 (10), 2276-2282 (2000).
- Heale, J., Speert, D., Burke, B., Lewis, C. Macrophages in bacterial infection. The Macrophage. , 210-252 (2008).
- Bierry, G., et al. Macrophage activity in infected areas of an experimental vertebral osteomyelitis model: USPIO-enhanced MR imaging–feasibility study. Radiology. 248 (1), 114-123 (2008).
- Bierry, G., et al. MRI of macrophages in infectious knee synovitis. AJR Am. J. Roentgenol. 194 (6), W521-W526 (2010).
- Lutz, A. M., et al. Detection of synovial macrophages in an experimental rabbit model of antigen-induced arthritis: ultrasmall superparamagnetic iron oxide-enhanced MR imaging. Radiology. 233 (1), 149-1457 (2004).
- Weissleder, R., et al. Ultrasmall superparamagnetic iron oxide: an intravenous contrast agent for assessing lymph nodes with MR imaging. Radiology. 175 (2), 494-498 (1990).
- Lefevre, S., et al. Septic arthritis: monitoring with USPIO-enhanced macrophage MR imaging. Radiology. 258 (3), 722-728 (2011).
- Sigovan, M., et al. Rapid-clearance iron nanoparticles for inflammation imaging of atherosclerotic plaque: initial experience in animal model. Radiology. 252 (2), 401-409 (2009).
