בF-MRI 19 vivo למעקב סלולרי
Summary
אנו מתארים פרוטוקול כללי לin vivo מעקב תא באמצעות MRI במודל של עכברים עם תאי שכותרתו לשעבר vivo. פרוטוקול טיפוסי לתיוג תא, עיבוד רכישת תמונה וכימות כלול.
Abstract
In vivo 19 F-MRI מאפשר מעקב תא כמותית ללא השימוש בקרינה מייננת. זוהי טכניקה לא פולשנית שיכול להיות מיושמת על בני אדם. כאן אנו מתארים פרוטוקול כללי לתיוג תא, הדמיה, ועיבוד תמונה. הטכניקה היא ישימה לסוגים שונים של תאים ומודלים של בעלי חיים, למרות שכאן אנחנו מתמקדים במודל של עכברים אופייני למעקב אחר תאי חיסון עכבריים. הנושאים החשובים ביותר לתיוג תא מתוארים, שהינם רלוונטיים לכל הדגמים. כמו כן, פרמטרים הדמיה מפתח מפורטים, אם כי הפרטים משתנים בהתאם למערכת ה-MRI וההתקנה בודדת. לבסוף, אנו כוללים פרוטוקול עיבוד תמונה לכימות. וריאציות לזה, ובחלקים אחרים של הפרוטוקול, נבחנים בסעיף הדיון. בהתבסס על הנוהל מפורט שתואר כאן, המשתמש יצטרך להתאים את הפרוטוקול לכל אחד מסוגי תאים מסוימים, תווית תא, מודל חיה, והתקנת הדמיה. שימו לב כי protocol גם יכול להיות מותאם לשימוש בבני אדם, כל עוד הגבלות קליניות הם נפגשו.
Introduction
במעקב תא vivo הוא חיוני לאופטימיזציה והניטור של תרופות תאיות 1. בשל האופי פולשני שלה, הדמיה מציעה הזדמנויות מצוינות כדי לפקח על תאים בגוף חי. הדמיית תהודה מגנטית (MRI) אינה תלויה בקרינה מייננת ומאפשרת הדמיה ברזולוציה מעולה ולעומת זאת רקמות רכות פנימיות. מעקב סלולרי המבוסס על MRI כבר בשימוש קליני לעקוב תאי דנדריטים בחולים מלנומה 2. MRI הקליני הקונבנציונלי מתבצע בגרעין H 1, הנמצא במים ניידים ברקמות. כמו כן ניתן לבצע בדיקת MRI על גרעינים פעילים אחרים, כגון 13 C, נ 19 ו23 Na. עם זאת, רק 19 F-MRI כבר מיושם בהצלחה בvivo מעקב תא כפי שהוא מציע את הרגישות הגבוהה ביותר, לאחר ה '1 העדר בדיקת MRI לגילוי אנדוגני נ 19 ברקמות מאפשר סלקטיביות אות גבוהה עבורזיהוי של סוכנים בניגוד 19 F אקסוגניים ומאפשר כימות של ריכוז פלואור ישירות מנתוני התמונה. לדיון מפורט ביום 19 F-MRI, ראה 3-5. נושא מרכזי עם 19 F-MRI הוא הצורך לפתח ולייעל את תוויות תא 19 F מתאימים, אם כי כמה תוויות פותחו, עם מגמה של סוכני multimodal 6.
הפרוטוקול שאנו מתארים כאן מבוסס על מחקרים על ידי הקבוצות שלנו 7-9, כולל המאמרים הראשונים שתיארו בvivo כמותיים 19 סלולריים מבוסס MRI F מעקב 10,11. הנוהל הכללי של מעקב סלולרי באמצעות 19 F-MRI מסוכם באיור 1. אנו מתארים פרוטוקול כללי לתיוג והדמיה של תאים דנדריטים (DC) באמצעות סוכן לעומת perfluorocarbon מחוייט 8. פרוטוקול ההדמיה הוא בדרך כלל ישים לסוגי תאים שונים, מדבקות ומודלים של בעלי חיים.מודל סוג התא ושל בעלי החיים שתואר כאן יש לקחת רק כדוגמא, ובכך אנחנו לא מספקים פרטים על בידוד התא ותיוג, אלא להתמקד בפרוטוקול ההדמיה. שינויים יהיו הכרחיים עבור כל תווית, סוג התא, מודל חיה, והתקנת הדמיה, וניתן למצוא את אלה בספרות או שצריכים להיות מותאם על ידי החוקרים. כמה שינויים נפוצים כלולים בדיון.
Protocol
Representative Results
Discussion
הפרוטוקול המתואר כאן מתאר את הנוהל הכללי לin vivo 19 מעקב תא F-MRI. למרות שיטת שיתוף דגירה שתוארה, ישנם מספר פרוטוקולים שונים לתיוג תאים עם סוכן F 19. עם זאת, שיתוף הדגירה משמשת לרוב ויכולה להיות מותאם לדוגמא עוד יותר על ידי תוספת של סוכני transfection 6. פ?…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
ברצוננו להודות נדין Henn וארנד Heerschap לסיוע רב ערך שלהם. עבודה זו נתמכה על ידי המכון ההולנדי לרפואת רגנרטיבית (NIRM, FES0908), ENCITE האיחוד האירופי FP7 התכנית (HEALTH-F5-2,008-201,842) וTargetBraIn (HEALTH-F2-2012-279,017), מענק מקרן פולקסווגן ( I/83 443), ארגון הולנד למחקר מדעי (Veni 700.10.409 וVidi 917.76.363), ERC (מתקדם גרנט 269,019), ומרכז Radboud אוניברסיטת ניימיכן הרפואי (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).
