Évaluation non invasive de la Cardiac Malformations en auto-immune expérimentale myocardite par résonance magnétique microscopie imagerie chez la souris
Summary
This study demonstrates the successful establishment of magnetic resonance microscopy imaging as a non-invasive tool to assess the cardiac abnormalities in mice affected with autoimmune myocarditis. The data indicate that the technique can be used to monitor the disease-progression in live animals.
Abstract
La myocardite est une inflammation du myocarde, mais seulement environ 10% de ces manifestations cliniques montrent affectées de la maladie. Pour étudier les réponses immunitaires de lésions cardiaques, différents modèles murins de myocardite ont été largement utilisés. Cette étude a porté expérimental myocardite auto-immune (EAM) induite par la myosine cardiaque chaîne lourde (MyHC)-α 334-352 chez la souris A / J; les animaux atteints développent une myocardite lymphocytaire mais sans signes cliniques apparents. Dans ce modèle, l'utilité de la microscopie par résonance magnétique (MRM) en tant que modalité non invasive pour déterminer les changements structurels et fonctionnels cardiaques chez les animaux immunisés avec des α-myosine de 334 à 352 est représentée. EAM et souris saines ont été imagées par un 9.4 T (400 MHz) de 89 mm de balayage vertical de l'alésage de base équipé d'une radio-fréquence sonde d'imagerie 4 cm mille-pattes et 100 g / gradients de trois axes cm. Images cardiaques ont été acquis auprès des animaux anesthésiés à l'aide d'une séquence d'impulsions cine basée à écho de gradient, et l'animals ont été suivis par la respiration et l'oxymétrie de pouls. L'analyse a révélé une augmentation de l'épaisseur de la paroi ventriculaire chez les souris EAM, avec une diminution correspondante dans le diamètre intérieur du ventricule, en comparaison avec les souris saines. Les données suggèrent que des modifications morphologiques et fonctionnelles dans les cœurs enflammées peuvent être surveillés de manière non invasive par MRM d'animaux vivants. En conclusion, MRM offre un avantage de l'évaluation de la progression et la régression des lésions du myocarde dans les maladies provoquées par des agents infectieux, ainsi que la réponse aux traitements.
Introduction
L'insuffisance cardiaque est la principale cause de décès et la myocardite est une cause prédominante de l'insuffisance cardiaque chez les jeunes adolescents 1. La plupart des patients atteints de myocardite restent asymptomatiques et la maladie est spontanément résolues 2. Cependant, 10-20% des personnes touchées peut développer une maladie chronique, conduisant à une cardiomyopathie dilatée (DCM) 3. Divers modèles animaux ont été développés pour étudier la pathogenèse de la myocardite immunitaire. La maladie peut être induite dans la myocardite sensibles A / J et des souris Balb / c par immunisation d'animaux avec la myosine cardiaque chaîne lourde (MyHC)-α ou de ses fragments peptidiques immunodominants ou par infection avec des agents pathogènes comme les virus Coxsackie B3 9.4. Cette étude consiste à MyHC-α myocardite 334-352 induite chez des souris A / J. Malgré montrant infiltrations du myocarde, les animaux de myocardite touchés semblent cliniquement normaux; diagnostic est basé sur l'évaluation histologique des coeurs pour l'inflammation 7 unee échocardiographie 10.
Microscopie par résonance magnétique (MRM) est une méthode couramment utilisée pour obtenir l'imagerie cardiovasculaire avec une haute résolution plans en trois dimensions, l'évaluation des détails fonctionnels permettant au niveau des vaisseaux sanguins minute (jusqu'à 10 um de diamètre), mais ce niveau de pouvoir de résolution est pas réalisable avec la formation d'image par résonance magnétique routine (MRI) de la procédure de balayage, dans lequel, la résolution est généralement obtenu jusqu'à 1 mm de 11 à 14. MRM offre un avantage car elle permet l'acquisition d'images à haute résolution et aussi pour obtenir des paramètres de performance dans les points de temps au début de processus de la maladie 14. Cliniquement, l'imagerie MRM a été largement appliquée pour étudier les paramètres de fonctionnement du malade cardiaque, pulmonaire ou cérébrale 15-17. Dans cette étude, l'utilisation d'une technique de MRM comme un outil non invasif pour déterminer des anomalies cardiaques par A / J souris atteintes de la myocardite auto-immune est signalée. Plus précisément, til imagerie par MRM permet la quantification de paramètres fonctionnels tels que le ventricule gauche (LV) du volume en fin de diastole et de la fraction d'éjection (FE) avec une précision raisonnable 18. Les définitions des paramètres respectifs sont les suivants: fin de LV volume télédiastolique, le volume de sang dans le ventricule gauche à la fin du cycle de diastole, et la fraction d'éjection, le volume systolique / volume en fin de diastole. L'analyse des données est réalisée en utilisant le logiciel sectoriel librement développé pour le traitement des images DICOM cardiovasculaires conforme acquises par les scanners à résonance magnétique 19. Les données ont révélé une augmentation de l'épaisseur de la paroi ventriculaire gauche dans les animaux myocarditic, correspondant à une diminution de la LV en fin de diastole volume, le volume d'éjection et de la fraction d'éjection, par rapport à ces paramètres fonctionnels chez les souris en bonne santé.
Protocol
Representative Results
Discussion
Cette étude décrit la procédure de MRM et de son utilité comme outil non invasif pour déterminer des anomalies cardiaques chez des souris atteintes de myocardite auto-immune. Depuis les caractéristiques histologiques de l'EAM ressemblent myocardite postinfectious de l'homme, des modèles de souris sont couramment utilisés pour délimiter les mécanismes immunitaires de lésions cardiaques 23-25. Cependant, les animaux atteints de myocardite apparaissent cliniquement normaux, et le diagnostic es…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
This work was supported by the National Institutes of Health (HL114669). CM is a recipient of a postdoctoral research fellowship grant awarded by the Myocarditis Foundation, NJ.
Materials
| Myhc-a 334-352 (DSAFDVLSFTAEEKAGVYK) | Neopeptide, Cambridge, MA | Store at 4οC | |
| CFA | Sigma Aldrich, St Louis, MO | 5881 | Store at 4οC |
| MTB H37Rv extract | Difco Laboratories, Detroit, MI | 231141 | Store at 4οC |
| PT | List Biologicals Laboratories, Campbell, CA | 181 | Store at 4οC |
| 1x PBS | Corning, Manassas, VA | 21-040-CV | Store at 4οC |
| Isoflurane | Piramal Healthcare, Mumbai, India | NDC66794-013-25 | |
| Female A/J mice | Jackson Laboratories, Bar Harbor, ME | 646 | |
| Leur-lok sterile 1 ml syrringe | BD, Franklin Lakes, NJ | 309628 | |
| Leur-lok sterile 3 ml syrringe | BD, Franklin Lakes, NJ | 309657 | |
| Sterile needle, 18 G | BD, Franklin Lakes, NJ | 305195 | |
| Sterile needle, 27 1/2 G | BD, Franklin Lakes, NJ | 305109 | |
| 3-way stopcock | Smiths Medical ASD, Inc. Dublin, OH | MX5311L | |
| Kerlix gauze bandage rolls | Covidien, Mansfield, MA | 6720 | |
| Kimwipes | Kimberly-Clark Professional, Roswell, GA | 34155 | |
| Protouch Stockinette | Medline Industries, Mundelein, IL | 30-1001 | |
| Sterile surgical scissors and forceps | INOX tool Corporation | ||
| Micro oven | GE Healthcare, | ||
| ThermiPAQ hot and cold therapy system | Theramics Corporation, Springfield, IL | ||
| Reptile heating lamp | Energy Savers Unlimited, Inc. Carson, CA | ||
| 3M Transpore tapes | Target Corporation, MN | ||
| Up and Up Polymyxin B sulfate/Bacitracin/Neomycin sulfate antibiotic ointment | Target Corporation, MN | ||
| North Safety DeciDamp-2PVC foam ear plugs | North Safety Products, Smithfield, RI | ||
| Cotton tipped applicator, 6’’ wooden stem | Jorgensen Laboratories, Inc. Loveland, CO | ||
| Anesthesia induction chamber | Summit Anesthesia Solutions, Ann Harbor, MI | ||
| Summit Anesthesia Support system for regulating flow of anesthesia | Summit Anesthesia Solutions, Ann Harbor, MI | ||
| Specially designed animal holder | Agilent Technologies, Santa Clara, CA | ||
| Bickford Omnicon F/Air anesthesia gas filter unit | A.M. Bickford, Inc. Wales Center, NY | ||
| Pulse-oximeter module, MR compatible small animal monitoring and gating system | Small Animal Instruments, Inc. Stony Brook, NY | ||
| Oxygen cylinder | Matheson-Tri Gas, North-Central Zone, Lincoln, NE | ||
| Gas regulator | Western Medica, West Lake, OH | ||
| Signal breaking module, MR compatible small animal monitoring and gating system | Small Animal Instruments, Inc. Stony Brook, NY | ||
| 9.4 T (400 MHZ) 89 mm vertical core bore MR scanner | Agilent Technologies, Santa Clara, CA | ||
| 4-cm millipede micro-imaging RF coil | Agilent Technologies, Santa Clara, CA | ||
| SAM PC monitor | Small Animal Instruments, Inc. Stony Brook, NY | ||
| Quantitative Medical Image analysis software | http://segment.heiberg.se; Segment v1.8 R1430, Medviso, Oresunds region, Sweden | ||
| Matlab software | The Mathworks, Inc. Natick, MA | ||
| Computer-Unix operating system | |||
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