In vivo 19 F MRI per il tracciamento cellulare

Summary

Descriviamo un protocollo generale per il monitoraggio in vivo cella utilizzando la risonanza magnetica in un modello di topo con cellule ex vivo etichettati. Un tipico protocollo di marcatura delle cellule, elaborazione acquisizione delle immagini e la quantificazione è inclusa.

Abstract

In vivo ¹⁹ F RM consente il monitoraggio delle cellule quantitativa, senza l'uso di radiazioni ionizzanti. Si tratta di una tecnica non invasiva che può essere applicata agli esseri umani. Qui, descriviamo un protocollo generale per la marcatura delle cellule, imaging e di elaborazione delle immagini. La tecnica è applicabile a vari tipi cellulari e modelli animali, anche se qui ci concentriamo su un modello tipico del mouse per il monitoraggio cellule immunitarie murine. Le questioni più importanti per l'etichettatura delle cellule sono descritti, in quanto questi sono rilevanti per tutti i modelli. Analogamente, i parametri di imaging chiave sono elencati, anche se i dettagli possono variare a seconda del sistema MRI e la configurazione individuale. Infine, includiamo un protocollo di elaborazione delle immagini per la quantificazione. Variazioni di questo, e di altre parti del protocollo, sono valutati nella sezione di discussione. Sulla base della procedura dettagliata qui descritto, l'utente dovrà adattare il protocollo per ogni specifico tipo cellulare, etichetta della cella, modello animale, e la configurazione di imaging. Si noti che il protocol può anche essere adattato per uso umano, purché siano soddisfatte le restrizioni clinici.

Introduction

Nel monitoraggio delle cellule in vivo è essenziale per l'ottimizzazione e il monitoraggio delle terapie cellulari ^1. Grazie alla sua natura non invasiva, imaging offre eccellenti opportunità per monitorare le cellule in vivo. Magnetic Resonance Imaging (MRI) è indipendente da radiazioni ionizzanti e permette una risoluzione di immagini di qualità superiore e contrasto dei tessuti molli intrinseca. Inseguimento cell-based MRI è già stato usato in clinica per seguire le cellule dendritiche in pazienti affetti da melanoma ^2. Convenzionale MRI clinica viene effettuata sul nucleo ¹ H, presenti nell'acqua cellulare nei tessuti. E 'anche possibile effettuare MRI su altri nuclei attivi, come ¹³ C, ¹⁹ F e ²³ Na. Tuttavia, solo ¹⁹ F MRI è stata applicata con successo in vivo di monitoraggio delle cellule in quanto offre la più alta sensibilità dopo il ¹ ° H. L'assenza di MRI rilevabile endogeno ¹⁹ F nei tessuti consente elevata selettività segnale per larivelazione di agenti di contrasto ¹⁹ F esogeni e consente la quantificazione di concentrazione di fluoro direttamente dai dati di immagine. Per una discussione dettagliata sui ¹⁹ F MRI, vedere ^3-5. Una questione chiave con ¹⁹ F MRI è la necessità di sviluppare e ottimizzare le opportune etichette cellulari ¹⁹ F, anche se sono state sviluppate diverse etichette, con una tendenza verso agenti multimodali ^6.

Il protocollo che descriviamo qui è basata su studi dai nostri gruppi di ^7-9, inclusi i primi articoli che descrivevano in vivo quantitativa ¹⁹ cell-based RM F inseguimento ^10,11. La procedura generale di inseguimento cellulare mediante ¹⁹ F MRI è riassunto nella Figura 1. Descriviamo un protocollo generale per l'etichettatura e l'imaging di cellule dendritiche (DC) con un agente di contrasto perfluorocarbonio misura ^8. Il protocollo di imaging è generalmente applicabile a differenti tipi di cellule, etichette e modelli animali. Iltipo di cellula e animale modello qui descritto dovrebbe essere presa solo come esempio, e quindi non forniamo dettagli sul isolamento e marcatura delle cellule, ma piuttosto concentrarsi sul protocollo di imaging. Le modifiche saranno necessarie per ciascuna etichetta, tipo di cellula, modelli animali, e la configurazione di imaging, e questi possono essere trovati in letteratura o possono avere bisogno di essere ottimizzato dai ricercatori. Alcune modifiche sono stati inseriti nella discussione.

Protocol

Nota: Tutti gli esperimenti e le procedure che coinvolgono gli animali devono essere eseguite conformemente alle pertinenti orientamenti etici e conformi con la cura degli animali standard ed esigenze umane. 1. Etichettatura cellulare (protocollo standard con Coincubation) Aggiungere 19 F etichetta 8 a DC immature ad una concentrazione di 4 mg/10 6 cellule (in media 2 ml). Agitare delicatamente per mescolare. Incubare le cellule con l&#39…

Representative Results

Qui mostriamo i risultati tipici per un protocollo che comporta il trasferimento di 19 cellule F-etichettati homing ad un linfonodo drenante. Figura 2 mostra uno spettro 19 F NMR di 10 6 cellule marcate utilizzando un riferimento TFA. La configurazione di imaging è stata effettuata come descritto nel protocollo (Figura 3). Per l'imaging in vivo, abbiamo utilizzato un riferimento costituito da un cilindro sigillato della stessa etichetta usa…

Discussion

Il protocollo qui delineato descrive la procedura generale per in vivo ¹⁹ tracciamento delle cellule F MRI. Nonostante il metodo di co-incubazione descritto, esistono diversi protocolli di etichettatura cellule con un agente F ^19. Tuttavia, la co-incubazione è più spesso utilizzato e può essere ulteriormente ottimizzata per esempio mediante aggiunta di agenti di trasfezione ^6. Il protocollo attuale marcatura delle cellule dipende dal tipo di cellula. A pochi passi di…

Materials

			REAGENTS
PBS	Sigma-Aldrich	MFCD00131855
TFA	Sigma-Aldrich	76-05-1
Ketamine (Ketavet)	Pfizer	778-551
Xylazine (Rompun)	Bayer	QN05 cm92
Ophtosan	Produlab Pharma	2702	eye ointment
			Material name
MRI scanner	Bruker Biospec
NMR spectrometer	Bruker Biospec