Seguimiento In Vivo del Desarrollo del Edema y Patología Microvascular en un Modelo de Malaria Cerebral Experimental usando Imágenes de Resonancia Magnética
Summary
We describe a mouse model of experimental cerebral malaria and show how inflammatory and microvascular pathology can be tracked in vivo using magnetic resonance imaging.
Abstract
Cerebral malaria is a sign of severe malarial disease and is often a harbinger of death. While aggressive management can be life-saving, the detection of cerebral malaria can be difficult. We present an experimental mouse model of cerebral malaria that shares multiple features of the human disease, including edema and microvascular pathology. Using magnetic resonance imaging (MRI), we can detect and track the blood-brain barrier disruption, edema development, and subsequent brain swelling. We describe multiple MRI techniques that can visualize these pertinent pathological changes. Thus, we show that MRI represents a valuable tool to visualize and track pathological changes, such as edema, brain swelling, and microvascular pathology, in vivo.
Introduction
La malaria es un importante problema de salud mundial. 1 La malaria severa se caracteriza en parte por la afectación cerebral y es a menudo un factor pronóstico deficiente. La afectación cerebral es frecuente en niños menores de cinco años en áreas de alta transmisión de la malaria y representa la principal causa de muerte relacionada con el paludismo en ese grupo de edad. 1 Aunque el tratamiento agresivo puede salvar vidas, la detección de la malaria cerebral, especialmente en las primeras etapas, puede ser difícil. Los procesos patológicos implicados en la malaria cerebral incluyen la interrupción microvascular y el edema cerebral, que puede conducir a la hinchazón cerebral severa. En este artículo, presentamos un protocolo de resonancia magnética (MRI) que permite el cerebro entero de imágenes in vivo de la malaria experimental cerebral (ECM). Métodos de imágenes de alta resolución de cerebro entero han sido ampliamente subutilizados en esta enfermedad, a pesar de que se sabe poco sobre cómo ECM inicia en el centroSistema nervioso o qué mecanismos específicos conducen a la enfermedad. La RMN in vivo , que abarca todo el cerebro, representa una importante herramienta de investigación para obtener una mejor comprensión de la patología de la ECM. La RM es capaz de evaluar la inflamación cerebral cerebral global, que recientemente se ha reconocido que es un importante predictor de la muerte no sólo en ECM, sino también en la malaria cerebral humana. La inflamación cerebral grave ocurre en la enfermedad mortal y representa una de varias características patológicas entre los modelos ECM y la enfermedad humana, una enfermedad que se caracteriza por alteraciones tanto inflamatorias como microvasculares. 4
La ECM puede inducirse en ratones CBA o C57BL mediante la infección con el ANKA letal de Plasmodium berghei. 5 El inicio de la MEC ocurre típicamente entre los días 6 y 10 después de la infección y resulta en ajuste, ataxia, dificultad respiratoria y coma, que conducen al rapMuerte. 4 La Escala Rápida de Coma y Comportamiento Murino (RMCBS) es una puntuación útil para evaluar los síntomas clínicos de ECM. Consta de 10 parámetros, cada uno puntuado de 0 a 2, con una puntuación máxima posible de 20. 6 Recientemente, hemos mostrado un buen acuerdo entre la gravedad de las puntuaciones RMCBS en ratones ECM y los cambios patológicos demostrados por la RM. En este protocolo, describimos la inducción de ECM en ratones y la resonancia magnética in vivo de ratones con ECM.
Protocol
Representative Results
Discussion
En este artículo, describimos un protocolo de resonancia magnética cerebral completo para delinear los cambios en la malaria cerebral experimental. Creemos que la RM ha sido subutilizada en la investigación de la malaria hasta la fecha y esperamos que nuestros protocolos ayuden a otros investigadores. Nos gustaría describir algunos puntos adicionales que pueden ser útiles.
Si los ratones gravemente enfermos son imágenes, el posicionamiento es crucial. Debido al aumento de la presión i…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Se agradece la asistencia técnica de expertos de Miriam Reinig. AH recibió fondos de una beca postdoctoral de la Facultad de Medicina de la Universidad de Heidelberg. MP es apoyado por un estipendio conmemorativo de la Fundación Else-Kröner-Fresenius. AKM es un beneficiario de una licencia de maternidad estipendio por la Academia DZIF del Centro Alemán de Investigación de Infecciones (DZIF). JP es el ganador de una Beca de Desarrollo Profesional de la Medicina Molecular (HRCMM) de Heidelberg. Además, agradecemos a Julia M. Sattler y Friedrich Frischknecht por brindar una película ejemplar de movimiento de esporozoitos.
Materials
| Isoflurane | Baxter | 1001747 | for anesthesia |
| Dotarem | Guebert | 1086923 | Gd-DTPA contrast agent; 0.5mmol/ml |
| Amira (Image Processing Program) | FEI Group | Version Amira 5.3.2 | |
| MATLAB | The MathWorks, Inc., | Release 2012b | |
| FDT toolbox | FMRIB's Software Library | http://www.fmrib.ox.ac.uk/fsl/fdt/index.html | |
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