Позитронная эмиссионная томография для измерения содержания миелина в модели крысы лизолецитина рассеянного склероза

Summary

Этот протокол имеет целью мониторинг изменений in vivo myelin (демиелинизация и ремиелинизация) с помощью позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ) в животной модели рассеянного склероза.

Abstract

Рассеянный склероз (MS) является нейровоспалительным заболеванием с расширением аксональной и нейрональной дегенерации и демиелинизации в центральной нервной системе, что приводит к двигательным дисфункциям, психическим нарушениям и когнитивным нарушениям во время прогрессирования MS. Позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ) — это метод визуализации, способный количественно давать количественную оценку клеточным и молекулярным изменениям in vivo.

Радиотрактеры с сродством к нетронутой миелин может быть использован для in vivo изображения миелина изменения содержания с течением времени. Можно обнаружить либо увеличение или уменьшение содержания миелина, что означает, что этот метод визуализации может обнаружить демиелинизации и ремиелинизации процессов центральной нервной системы. В этом протоколе мы демонстрируем, как использовать ПЭТ-изображения для обнаружения изменений миелина в модели крысы лизолецитина, которая является моделью поражения очаговой демиелинизации (индуцированной стереотаксической инъекцией) (т.е. модель болезни рассеянного склероза). ^{11 Лет} C-PIB ПЭТ-изображение было выполнено на базовом уровне, и через 1 неделю и 4 недели после стереотаксиса инъекции лизолецитина 1% в правом стриатуме (4 МКЛ) и корпусе каллосума (3 МКЛ) крысиного мозга, что позволяет количественно определить очаговую демиелинизацию (место инъекции после 1 недели) и процесс ремиелинизации (место инъекции в течение 4 недель).

Миелин ПЭТ-изображения является интересным инструментом для мониторинга in vivo изменения содержания миелина, которые могут быть полезны для мониторинга демиелинизирующих прогрессии заболевания и терапевтической реакции.

Introduction

Рассеянный склероз (MS) является нейровоспалительным заболеванием, которое влияет на центральную нервную систему, характеризуется воспалением, демиелинизацией и аксональной^{потерей 1}. Прогноз этого заболевания является переменной даже с достижениями в лечении, и это одна из наиболее распространенных причин неврологического дефицита у молодых людей¹. Диагноз MS основан на критериях клинического проявления и визуализации характерных поражений магнитно-резонансной томографией^{(МРТ) 2,3.}

Позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ) может быть полезным инструментом для виво мониторинга прогрессирования РС и терапевтических эффектов. Питтсбург соединения B radiotracer (PIB) помечены углерода-11 (¹¹C-PIB) широко используется для количественной оценки β-амилоидных бляшек; однако, в последнее десятилетие, было изучено для количественной оценки содержания миелина и показать динамическую демиелинизацию^{и ремиелинизацию 4,5,6}.

Различные амилоидные ПЭТ трассировщики (¹¹C-PIB, ¹⁸F-florbetaben,¹⁸F-florbetapir, ¹⁸F-flutemetamol) могут быть использованы для количественной оценки миелина и предоставить важную информацию о прогрессировании заболевания и терапевтической реакции, что позволяет идентифицировать демиелинизации^{и ремиелинизации процессов, без вмешательства нейровоспаления, которые могут произойти с обычными магнитно-резонансных изображений}(МРТ) 7. Амилоид ПЭТ визуализации показали снижение поглощения трассировщика у активных пациентов MS по сравнению с неигровых пациентов, которые могут быть объяснены ранним повреждением белого вещества у активных^{пациентов 8}. Нижний амилоидный трассировщик поглощения также был связан с когнитивным снижением в последующем исследовании, показывая этот метод, чтобы быть ценным инструментом для изучения патофизиологии болезни и клинических^{исходов 9}.

Модель крысы лизолецитина (LPC) является химической индуцированной моделью рассеянного склероза, где инъекционный токсин, LPC, вызывает высокую реакцию макрофагов, что приводит к увеличению воспаления и, следовательно, демиелинизации^10,11. Демиелинизация быстро меняется примерно через 4 недели, что делает эту модель хорошей моделью для оценки процессов демиелинизации и ремиелинизации у грызунов. Эта модель уже была оценена с помощью ПЭТ-изображения, с хорошими результатами и корреляцией с посмертным эссе¹².

Здесь мы представляем протокол для миелин ^{ПЭТ-изображения с 11}C-PIB в модели крысы лизолецитина, показывая этот метод изображения, чтобы быть полезным инструментом для измерения in vivo содержания миелина.

Protocol

Все процедуры были проведены в соответствии с руководящими принципами Национального совета по контролю за экспериментами на животных (CONCEA, Бразилия) и были одобрены Комитетом по этике по исследованиям животных Медицинской школы Университета Сан-Паулу (CEUA-FMUSP, Бразилия – протокол номер:…

Representative Results

На рисунке 1 показаны иллюстративные 11C-PIB ПЭТ-изображения с изменениями миелина с течением времени. В базовом сканировании нет различий в содержании миелина (т.е. демиелинизации нет). На 1-недельном изображении можно увидеть очаговое демиелинетное поражение (в прав…

Discussion

Самым большим преимуществом использования модели лизолецитина для изучения рассеянного склероза является быстрая шкала времени демиелинизации (около 1 недели) и ремиелинизации (около 4 недель)^{происходит 14}. Эта модель также может быть индуцирована^{у мышей 15}, од…

Materials

Analytical Balance	Marte	AUWZZOD	max: 220 g- min: 1 mg
Anestesia vaporizer	Nanitech	15800
Beta-cube	Molecubes
Bulldog clamp	Stoelting	5212043P
clorexidine	Rioquimica		0.5%/100 mL
Cotton swabs	johnson e johnson
Dose calibrator	Capintech
Drill	Kinzo powertools	352901	Model Q0M-DC3C
Eppendorf tube	Eppendorf	30125150	1.5 mL
Eye lubricant	ADVFARMA	30049099	vaseline 15 g (pharmaceutical purity)
Fine forceps	Stoelting	52102-38P
Gloves	Descarpack	212101	6.5 size
Heating pad	Softhear
Injection Syringe	Hamilton	80314	10µ, 32ga, model 701
Insuline syringe	BD	328328	1 mL insulin syringes with needle
Isoflurane	Cristália	410525	100 mL , concentration 1 mL/1 mL
Ketoprofen or other analgesic	Sanofi		100 mg/2 mL
lidocaine	Hipolabor	1.1343.0102.001-5	2%/20mL
L-α-Lysophosphatidylcholine from egg yolk	Sigma-aldrich	L-4129	25 mg – ≥99%, Type I, powder
Needle holder	Stoelting	5212290P
Oxygen	White Martins	7782-44-7	Compressed gas
PMOD software	PMOD technologies	Version 4.1	module fuse it
Rat anesthesia mask	KOPF	Model 906
Saline	Farmace	0543325/ 14-8	0.9% sodium chloride for injection, 10 mL
Scapel blades	Stoelting	52173-10
Scapel handles	Stoelting	52171P
Scissor	Stoelting	52136-50P
Semi-analytical Balance	Quimis	BK-3000	max:3,100 g; min:0.2 g
shaver	Mega profissional		AT200 model
Stereotactic Apparatus	KOPF	Nodel 900
Universal holder with needle support	KOPF	Model 1772-F1	Hamilton support for 5 and 10 µL