Evaluación no invasiva de la cardiaca Anomalías en la miocarditis autoinmune experimental por Resonancia Magnética de imágenes de microscopía en el ratón
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 miocarditis es una inflamación del miocardio, pero sólo ~ 10% de los afectados muestran manifestaciones clínicas de la enfermedad. Para estudiar los eventos inmunes de lesiones de miocardio, diversos modelos de ratón de la miocarditis se han utilizado ampliamente. Este estudio implicó la miocarditis autoinmune experimental (EAM) inducida con miosina cardíaca de la cadena pesada (MyHC)-α 334-352 en ratones A / J; los animales afectados desarrollan miocarditis linfocítica pero sin signos clínicos aparentes. En este modelo, la utilidad de la microscopía de resonancia magnética (MRM) como una modalidad no invasiva para determinar los cardíacas cambios estructurales y funcionales en los animales inmunizados con MyHC-α 334-352 se muestra. EAM y ratones sanos fueron imágenes utilizando un 9.4 T (400 MHz) 89 mm escáner orificio central vertical equipado con una sonda de imagen radiofrecuencia 4 cm milpiés y 100 g cm gradientes ejes / triples. Imágenes cardíacas fueron compradas a los animales anestesiados utilizando una secuencia de pulsos de cine basado gradiente-eco, y el ánimaLS fueron controlados por la respiración y la oximetría de pulso. El análisis reveló un aumento en el espesor de la pared ventricular en ratones EAM, con la correspondiente disminución en el diámetro interior de los ventrículos, cuando se compara con los ratones sanos. Los datos sugieren que los cambios morfológicos y funcionales en los corazones inflamados pueden ser de forma no invasiva monitoreado por MRM en animales vivos. En conclusión, MRM ofrece una ventaja de la evaluación de la progresión y regresión de las lesiones del miocardio en enfermedades causadas por agentes infecciosos, así como la respuesta a las terapias.
Introduction
La insuficiencia cardíaca es la principal causa de las muertes, y miocarditis es una causa predominante de la insuficiencia cardíaca en los jóvenes adolescentes 1. La mayoría de los pacientes afectos de miocarditis permanecen asintomáticos y la enfermedad se resuelve espontáneamente 2. Sin embargo, el 10-20% de las personas afectadas pueden desarrollar enfermedades crónicas, lo que lleva a la miocardiopatía dilatada (DCM) 3. Se han desarrollado diversos modelos animales para estudiar la patogénesis inmune de la miocarditis. La enfermedad puede ser inducida en-miocarditis susceptibles de A / J y ratones Balb / c mediante la inmunización de los animales con la miosina cardíaca de la cadena pesada (MyHC)-α o sus fragmentos de péptidos inmunodominantes o mediante la infección con patógenos como el virus Coxsackie B3 4-9. Este estudio implica MyHC-α miocarditis inducida-334-352 en ratones A / J. A pesar de mostrar las infiltraciones miocárdicas, los animales miocarditis afectadas parecen clínicamente normal; diagnóstico se basa en la evaluación histológica de corazones para la inflamación 7 unND ecocardiografía 10.
Microscopía de resonancia magnética (MRM) es un método comúnmente utilizado para obtener imágenes cardiovasculares con aviones de alta resolución en tres dimensiones, que permita la verificación de los detalles funcionales a nivel de los vasos sanguíneos minutos (hasta 10 m de diámetro), pero este nivel de poder de resolución es no alcanzable con la formación de imágenes de resonancia magnética de rutina (IRM) procedimiento de exploración, en el que, la resolución se obtiene generalmente de hasta 1 mm 11-14. MRM ofrece una ventaja, ya que permite la adquisición de imágenes de alta resolución y también para derivar los parámetros de rendimiento en los puntos de tiempo de proceso de la enfermedad 14. Clínicamente, las imágenes MRM se ha aplicado ampliamente para estudiar los parámetros funcionales del corazón enfermo, pulmón o el cerebro 15-17. En este estudio, se muestra el uso de una técnica de MRM como una herramienta no invasiva para determinar anomalías cardíacas en ratones A / J afectadas con miocarditis autoinmune. Específicamente, tél imágenes MRM permite la cuantificación de los parámetros funcionales como ventrículo izquierdo (LV) el volumen diastólico final y la fracción de eyección (FE) con una precisión razonable 18. Las definiciones de los parámetros respectivos son: LV volumen diastólico final, el volumen de sangre en el ventrículo izquierdo al final del ciclo diastólico, y la fracción de eyección, el volumen sistólico / volumen diastólico final. El análisis de los datos se realiza mediante el software desarrollado por segmentos de libre disposición para procesamiento de imágenes cardiovasculares compatible con DICOM adquiridos por los escáneres de resonancia magnética 19. Los datos revelaron un aumento en el grosor de la pared del VI en los animales miocárdico, que corresponde a una disminución en el volumen diastólico final del LV, el volumen sistólico y la fracción de eyección, en comparación con estos parámetros funcionales en ratones sanos.
Protocol
Representative Results
Discussion
Este estudio describe el procedimiento de MRM y su utilidad como una herramienta no invasiva para determinar anomalías cardíacas en ratones afectados con miocarditis autoinmune. Dado que las características histológicas de EAM se asemejan a la miocarditis postinfeccioso de los seres humanos, los modelos de ratón se emplean comúnmente para delinear los mecanismos inmunes de las lesiones del miocardio 23-25. Sin embargo, los animales afectados con miocarditis parecen clínicamente normales, y el diagnóst…
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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