In-vivo-19 F-MRT für die Zellverfolgung
Summary
Wir beschreiben eine allgemeine Protokoll für die in-vivo-Zellortung mittels MRT in einem Mausmodell mit Ex-vivo-markierten Zellen. Ein typisches Protokoll für die Zellmarkierung, Bildaufnahme und Verarbeitung Quantifizierung ist inbegriffen.
Abstract
In-vivo-19 F-MRT ermöglicht quantitative Zell Tracking ohne Verwendung ionisierender Strahlung. Es ist eine nicht-invasive Technik, die auf den Menschen angewendet werden können. Hier beschreiben wir ein allgemeines Protokoll zur Zellmarkierung, Imaging und Bildbearbeitung. Die Technik ist anwendbar auf verschiedene Zelltypen und Tiermodellen, obwohl hier konzentrieren wir uns auf eine typische Mausmodell für die Verfolgung murine Immunzellen. Die wichtigsten Themen für die Markierung von Zellen beschrieben werden, da diese die für alle Modelle. Ähnlich sind Schlüsselabbildungsparameter aufgeführt, obwohl die Details werden in Abhängigkeit von dem MRI-System und den einzelnen Setup variieren. Schließlich sind wir ein Bildverarbeitungsprotokoll für die Quantifizierung. Variationen für diese und andere Teile des Protokolls sind in der Diskussion Abschnitt bewertet. Bezogen auf die hier beschriebenen Einzelheiten des Verfahrens, muss der Benutzer das Protokoll für jeden spezifischen Zelltyp, Zell Etikett Tiermodell und Bilddarstellungsaufbau anpassen. Beachten Sie, dass die protocol können auch für den menschlichen Gebrauch geeignet sein, solange die klinische Beschränkungen erfüllt sind.
Introduction
In-vivo-Zellverfolgung ist wesentlich für die Optimierung und Überwachung von Zelltherapeutika 1. Aufgrund der nicht-invasiven Natur, bietet hervorragende Möglichkeiten, um Bild Zellen in vivo zu überwachen. Magnetic Resonance Imaging (MRI) ist unabhängig von ionisierender Strahlung und ermöglicht eine überlegene Bildauflösung und der intrinsischen Weichteilkontrast. MRT-basierte Tracking-Zelle bereits klinisch verwendet worden, um dendritischen Zellen bei Melanompatienten 2 folgen. Herkömmlichen klinischen MRI auf dem 1 H-Kern, in der Mobil Wasser, die in Geweben durchgeführt. Es ist auch möglich, auf andere aktive Kerne, wie 13 C, 19 F und 23 Na zuführen MRI. Doch nur 19 F-MRT wurde erfolgreich in vivo Zell Tracking, wie es bietet die höchste Empfindlichkeit nach dem 1. H. angewendet Das Fehlen von MRT nachweisbare endogene 19 F im Gewebe ermöglicht eine hohe Selektivität für die SignalNachweis von exogenem 19 F-Kontrastmittel und ermöglicht die Quantifizierung der Fluorkonzentration direkt aus den Bilddaten. Für eine ausführliche Diskussion über die 19 F-MRT, siehe 5.3. Eine Schlüsselfrage mit 19 F-MRT ist die Notwendigkeit der Entwicklung und Optimierung geeigneter 19 F-Zellen Etiketten, obwohl mehrere Etiketten entwickelt, mit einem Trend zur multimodalen Mittel 6.
Das Protokoll beschreiben wir hier auf unsere Studien von Gruppen 7-9, die die ersten waren, die in vivo quantitativ 19 F MRI-basierte Zellverfolgungs 10,11 beschrieben ist. Das allgemeine Verfahren von Zellortung mittels 19 F-MRI, ist in Fig. 1 zusammengefaßt. Wir beschreiben einen allgemeinen Protokoll zur Markierung und Bildgebung von dendritischen Zellen (DCs) mit einem maßgeschneiderten Perfluorkohlenstoffs Kontrastmittel 8. Das Abbildungsprotokoll ist allgemein anwendbar auf verschiedene Zelltypen, Etiketten und Tiermodellen. Diehier beschriebenen Zelltyp und Tiermodell sind nur als ein Beispiel genommen werden, und somit bieten wir keine Angaben zum Zellisolierung, Kennzeichnung, sondern konzentrieren sich auf die Bildgebungsprotokoll. Änderungen werden für jedes Label, Zelltyp, Tiermodell, und Imaging-Setup notwendig sein, und diese können in der Literatur gefunden werden kann oder muss, die die Forscher optimiert werden. Einige häufige Änderungen werden in die Diskussion einbezogen.
Protocol
Representative Results
Discussion
Die hier vorgestellte Protokoll beschreibt die allgemeine Vorgehensweise für die in-vivo-19 F-MRT Zellverfolgung. Trotz der beschriebenen Co-Inkubation Verfahren gibt es mehrere verschiedene Protokolle für die Markierung von Zellen mit einem 19 F enthält. Jedoch ist die Co-Inkubation häufig verwendet und kann durch Zugabe von Transfektionsmittel 6 optimiert werden zB. Die tatsächliche Zellmarkierungsprotokoll wird vom Zelltyp abhängig. Nur Tastenbeschriftung Schri…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Wir möchten Nadine Henn und Arend Heerschap für ihre wertvolle Unterstützung bestätigen. Diese Arbeit wurde von der niederländischen Institut für Regenerative Medizin (NIRM, FES0908), der EU-FP7-Programm ENCITE (HEALTH-F5-2008-201842) und TargetBraIn (HEALTH-F2-2012 bis 279017), einen Zuschuss von der Volkswagen-Stiftung (unterstützt I/83 443), der niederländischen Organisation für wissenschaftliche Forschung (VENI 700.10.409 und 917.76.363 Vidi), ERC (Advanced Grant 269019) und der Radboud Universität Nijmegen Medical Centre (AGIKO 2008-2-4).
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 |
Riferimenti
- Srinivas, M., et al. Imaging of cellular therapies. Adv. Drug Deliv. Rev. 62, 1080-1093 (2010).
- de Vries, I. J., et al. Magnetic resonance tracking of dendritic cells in melanoma patients for monitoring of cellular therapy. Nat. Biotechnol. 23, 1407-1413 (2005).
- Srinivas, M., Heerschap, A., Ahrens, E. T., Figdor, C. G., de Vries, I. J. MRI for quantitative in vivo cell tracking. Trends Biotechnol. 28, 363-370 (2010).
- Ruiz-Cabello, J., Barnett, B. P., Bottomley, P. A., Bulte, J. W. Fluorine (19F) MRS and MRI in biomedicine. NMR Biomed. 24, 114-129 (2011).
- Stoll, G., Basse-Lusebrink, T., Weise, G., Jakob, P. Visualization of inflammation using 19F-magnetic resonance imaging and perfluorocarbons. Wires Nanomed. Nanobiol. 4, 438-447 (2012).
- Srinivas, M., Boehm-Sturm, P., Figdor, C. G., de Vries, I. J., Hoehn, M. Labeling cells for in vivo tracking using (19)F. MRI. Biomaterials. 33, 8830-8840 (2012).
- Ahrens, E. T., Flores, R., Xu, H., Morel, P. A. In vivo imaging platform for tracking immunotherapeutic cells. Nat. Biotechnol. 23, 983-987 (2005).
- Srinivas, M., et al. Customizable, multi-functional fluorocarbon nanoparticles for quantitative in vivo imaging using 19F MRI and optical imaging. Biomaterials. 31, 7070-7077 (2010).
- Boehm-Sturm, P., Mengler, L., Wecker, S., Hoehn, M., Kallur, T. In vivo tracking of human neural stem cells with 19F magnetic resonance imaging. PLoS One. 6, e29040 (2011).
- Srinivas, M., et al. In vivo cytometry of antigen-specific t cells using (19)F. MRI. Magn. Reson. Med. , (2009).
- Srinivas, M., Morel, P. A., Ernst, L. A., Laidlaw, D. H., Ahrens, E. T. Fluorine-19 MRI for visualization and quantification of cell migration in a diabetes model. Magn. Reson. Med. 58, 725-734 (2007).
- Mangala Srinivas, E. T. A. Cellular labeling and quantification for nuclear magnetic resonance techniques. US patent. , (2007).
- Boehm-Sturm, P., Pracht, E. D., Aswendt, M., Henn, N., Hoehn, M. . Proceedings of the International Society for Magnetic Resonance in Medicine. , (2012).
- Insko, E. K., Bolinger, L. Mapping of the Radiofrequency Field. J. Magn. Res. A. 103, 82-85 (1993).
- Haacke, E. M., Brown, R. W., Thompson, M. R. . Magnetic resonance imaging: physical principles and sequence design. , (1999).
- Scheffler, K. A pictorial description of steady-states in rapid magnetic resonance imaging. Concepts Magn. Res. 11, 291-304 (1999).
- Firbank, M. J., Coulthard, A., Harrison, R. M., Williams, E. D. A comparison of two methods for measuring the signal to noise ratio on MR images. Phys. Med. Biol. 44, 261-264 (1999).
- de Chickera, S. N., et al. Labelling dendritic cells with SPIO has implications for their subsequent in vivo migration as assessed with cellular MRI. Contrast Media Mol. Imaging. 6, 314-327 (2011).
