In vivo Makrofag Imaging Brug MR Målrettet kontrastmiddel til Longitudinal Evaluering af septisk arthritis
Summary
Vi viser, hvordan du udfører makrofag MR billeddannelse ved hjælp ultrasmall superparamagnetisk kontraststof (USPIO) i septisk arthritis, så en indledende og langsgående<em> In vivo</em> Non-invasiv vurdering af makrofager infiltration og en vurdering af behandlingen effekt.
Abstract
Makrofager er nøgle-celler i indledningen, udvikling og regulering af den inflammatoriske respons på bakteriel infektion. Makrofager intensivt og i stigende grad rekrutteret septiske samlinger fra de tidlige faser af infektion og infiltrationen formodes at relatere engang effektiv fjernelse af patogener opnås. Evnen til at identificere in vivo makrofag aktivitet i en inficeret fælles kan derfor tilbyde to primære formål: tidlig påvisning af akut synovitis og overvågning af behandlingen.
In vivo invasiv påvisning af makrofager kan udføres med magnetisk resonans med jern nanopartikler såsom ultrasmall superparamagnetisk jernoxid (USPIO). Efter intravaskulær eller intraartikulær indgivelse er USPIO specifikt phagocytized af aktiverede makrofager, og på grund af deres magnetiske egenskaber, inducere signal ændringer i væv frembyder makrofaginfiltration. A quantitative evaluering af infiltrere er muligt, da området med signaltab (antal mørke pixel) observeret på gradient ekko MR-billeder efter partikler injektion er korreleret med mængden af jern i vævet og derfor afspejler antallet af USPIO-loaded celler.
Vi præsenterer her en protokol til at udføre makrofag imaging ved hjælp USPIO-MR billeddannelse i en dyremodel for septisk arthritis, så en indledende og langsgående in vivo noninvasive evaluering af makrofager infiltration og en vurdering af behandlingen handling.
Introduction
Magnetic resonance imaging (MRI) anses for at være de billeddannende modalitet valg for demonstration af smitsomme synovitis på grund af sin høj rumlig opløsning og blødt væv kontrast. Signal observerede ændringer på MRI i gigt lav T1 og høj T2 signal afspejler den øgede tilstedeværelse af ekstracellulært vandindhold og en markant forbedring efter gadolinium-baseret-kontrastmiddel administration, der er forenelige med histologisk fund af øget vaskularisering på grund af vasodilation og angiogenese 1. Ikke desto mindre, MR er ofte ude af stand til at demonstrere løsningen af infektion under antibiotikabehandling som persistente ekstraudstyr kan observeres i leddene i patienter med klinisk og biologisk helbredt septisk arthritis grund vedvarende forstørret ekstracellulære rum (granulationsvæv, fibrotisk ar) 2.. Udover ekstracellulære ændringer massivt inflammatoriske celler, herunder en intens rekruttering af makrofager infiltrere ipåvirket synovia. Makrofager spiller en vigtig rolle i både den akutte og kroniske fase af bakterieinfektion 3.. De inducerer den inflammatoriske reaktion kræves for at udrydde patogene mikroorganismer, og koordinere betændelse opløsning, som makrofag-induceret inflammation fortsætter så længe nekrotiske væv ikke er fjernet, forhindrer reparation begynde 4.. Således kan reduktionen af makrofaginfiltration inden inficeret synovia efter en effektiv terapi være en pålidelig indikator for løsningen af infektionen. Cellular billeddannelse er i stand til at demonstrere specifik cellulær infiltration inde patologisk væv. Specifik makrofag MR billeddannelse ved hjælp målrettet kontrastmiddel er blevet bredt undersøgt og har demonstreret sin evne til at vise fælles betændelse eller infektion 5-7. Efter intravenøs injektion, er sådanne målrettede kontrastmidler, såsom USPIO (ultrasmå superparamagnetiske jernoxider) partikler taget op af fagocytiske celler, såsom makrofager og,på grund af deres magnetiske egenskaber, inducere signal ændringer i væv frembyder makrofaginfiltration 8.. Det langsgående opfølgning af de MR-signal skifter terapi giver mulighed for en in vivo invasiv vurdering af makrofaginfiltration, og en reduktion af USPIO loaded-makrofager relaterede signal ændringer ville vise terapi succes. Formålet med denne rapport er at præsentere, hvordan du udfører makrofag MR billeddannelse til ikke-invasiv overvågning septisk arthritis ved at demonstrere en reduktion af makrofaginfiltration i synovia.
Protocol
Representative Results
Discussion
Mens uspecifik gadolinium-baserede kontrastmidler give oplysninger om mængden og perfusion af det ekstracellulære rum, makrofag billeddannelse ved USPIO-MR giver en præcis anatomisk lokalisering og en kvalitativ evaluering af makrofaginfiltration inden inficerede synovium uden brug af væv prøveudtagning 9.. På grund af deres høje følsomhed, kan USPIO udvise endog subtile celleinfiltratet stede i de tidlige faser af infektionen. Under vellykket antibiotikabehandling, som de patogener gradvis fjernes de…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Vi oprigtigt takke F. Bierry om bistand i videoproduktion og redigering.
Materials
| Name of Reagent/Material | Company | Catalog Number | Comments |
| P904 | Guerbet | Dose: 150 μmol Fe/kg | |
| Ketamine (500 mg/ml ketamine) | Virbac | Dose: 30 mg/kg | |
| Rompun (20 mg/ml Xylazine) | Axience | Dose: 4 mg/kg | |
| Buprenorphine | Vetoquinol | Dose: 0.1 mg/kg/8 hr | |
| BD 22 G, 1 inch | BD Biosciences | 381423 | |
| BD 25 G, 5/8 inch | BD Biosciences | 305122 |
Referências
- Madri, J., Kissane, J. Inflammation and healing. Anderson’s Pathology. , 67-110 (1990).
- Sephel, G., Woodward, S., Rubin, R., Strayer, D. Repair, regeneration, and fibrosis. Rubin’s Pathology. , 71-98 (2008).
- Verdrengh, M., Tarkowski, A. Role of macrophages in Staphylococcus aureus-induced arthritis and sepsis. Arthritis Rheum. 43 (10), 2276-2282 (2000).
- Heale, J., Speert, D., Burke, B., Lewis, C. Macrophages in bacterial infection. The Macrophage. , 210-252 (2008).
- Bierry, G., et al. Macrophage activity in infected areas of an experimental vertebral osteomyelitis model: USPIO-enhanced MR imaging–feasibility study. Radiology. 248 (1), 114-123 (2008).
- Bierry, G., et al. MRI of macrophages in infectious knee synovitis. AJR Am. J. Roentgenol. 194 (6), W521-W526 (2010).
- Lutz, A. M., et al. Detection of synovial macrophages in an experimental rabbit model of antigen-induced arthritis: ultrasmall superparamagnetic iron oxide-enhanced MR imaging. Radiology. 233 (1), 149-1457 (2004).
- Weissleder, R., et al. Ultrasmall superparamagnetic iron oxide: an intravenous contrast agent for assessing lymph nodes with MR imaging. Radiology. 175 (2), 494-498 (1990).
- Lefevre, S., et al. Septic arthritis: monitoring with USPIO-enhanced macrophage MR imaging. Radiology. 258 (3), 722-728 (2011).
- Sigovan, M., et al. Rapid-clearance iron nanoparticles for inflammation imaging of atherosclerotic plaque: initial experience in animal model. Radiology. 252 (2), 401-409 (2009).
