In vivo 19 F MR for Cell Tracking

Summary

Vi beskriver en generell protokoll for in vivo-celle sporing ved hjelp av MRI i en musemodell med ex vivo merkede celler. En typisk protokoll for celle merking, image oppkjøpet prosessering og kvantifisering er inkludert.

Abstract

In vivo ¹⁹ F MR tillater kvantitativ celle sporing uten anvendelse av ioniserende stråling. Det er en ikke-invasiv teknikk som kan anvendes på mennesker. Her beskriver vi en generell protokoll for celle merking, bildebehandling, og bildebehandling. Teknikken er anvendelig til ulike celletyper og dyremodeller, men her fokuserer vi på en typisk mus modell for sporing murine immunceller. De viktigste sakene for celle merking er beskrevet, da disse er relevante for alle modeller. På samme måte blir hovedavbildningsparametre som er oppført, men det vil variere noe avhengig av MRI-systemet og den enkelte installasjon. Til slutt tar vi med et bilde behandlingsprotokoll for kvantifisering. Variasjoner for dette, og andre deler av protokollen, er vurdert i diskusjonskapittelet. Basert på den detaljerte prosedyren er beskrevet her, vil brukeren må tilpasse protokollen for hver bestemt celletype, celle etiketten, dyremodell, og bildebehandling oppsett. Legg merke til at protocol kan også være tilrettelagt for menneskelig bruk, så lenge kliniske restriksjoner er oppfylt.

Introduction

In vivo-celle sporing er viktig for optimalisering og overvåking av cellulære terapeutika ^en. På grunn av sin ikke-invasiv art, bildebehandling gir gode muligheter for å overvåke celler in vivo. Magnetisk resonanstomografi (MRI) er uavhengig av ioniserende stråling og gjør det mulig for en overlegen bildeoppløsning og iboende bløtvev kontrast. Har allerede blitt brukt MRI-baserte celle sporing klinisk å følge dendrittiske celler i melanompasienter ^2. Vanlige klinisk MRI blir utført på ^en H kjernen, til stede i mobil vann i vev. Det er også mulig å utføre MRI på andre aktive atomkjerner, slik som ¹³ C, ¹⁹ C og ²³ Na. Imidlertid har kun ¹⁹ F MR blitt brukt med hell til in vivo celle sporing som det gir den høyeste følsomhet etter ^en H. Fraværet av MRI-detekterbart endogent ¹⁹ F i vev tillater høyt signal selektivitet forpåvisning av eksogene ¹⁹ F kontrastmidler og tillater kvantifisering av fluor konsentrasjon direkte fra bildedataene. For en detaljert diskusjon om ¹⁹ F MR, se ^3-5. Et sentralt spørsmål med ¹⁹ F MR er behovet for å utvikle og optimalisere egnede ¹⁹ F celle etiketter, selv om flere etiketter har blitt utviklet, med en trend mot multimodale agenter ^seks.

Protokollen som beskrives her er basert på studier av våre grupper ^7-9, inkludert de første artiklene som er beskrevet in vivo-kvantitativ ¹⁹ F MRI-baserte celle sporing ^10,11. Den generelle fremgangsmåte fra celle sporing ved hjelp av ^19F MRI er oppsummert i figur 1. Vi beskriver en generell protokoll for merking og avbildning av dendrittiske celler (DCS) ved hjelp av en skreddersydd perfluorkarbonene kontrastmiddel ^åtte. Den bilde protokollen er generelt gjelder forskjellige celletyper, etiketter og dyremodeller. Dencelletype og dyremodell som er beskrevet her bør kun tas som et eksempel, og dermed har vi ikke gi detaljer om cellen isolasjon og merking, men heller fokusere på bilde protokollen. Modifikasjoner vil være nødvendig for hver etikett, celletype, dyremodell, og bildeoppsettet, og disse kan finnes i litteraturen, eller kan ha behov for å bli optimalisert av forskerne. Noen vanlige modifikasjoner er inkludert i diskusjonen.

Protocol

Merk: Alle eksperimenter og prosedyrer som involverer dyr må utføres i samsvar med relevante etiske retningslinjer og i samsvar med standard dyr omsorg og humane krav. En. Cell Merking (Standard protokoll med Coincubation) Legg 19 F etikett 8 til umodne DC i en konsentrasjon på 4 mg/10 6-celler (i 2 ml medium). Virvle forsiktig for å blande. Inkuber cellene med etiketten for tre dager før modning og høsting DCS. Samle DCS …

Representative Results

Her vi viser typiske resultater for en protokoll som involverer overføring av 19 F-merkede celler homing av en drenerende lymfeknute. Figur 2 viser en 19F NMR-spektrum av 10 6 merkede celler ved hjelp av et TFA referanse. Den bilde oppsett ble utført som beskrevet i protokollen (figur 3). For in vivo avbildning, benyttet en referanse bestående av en forseglet sylinder med den samme anvendte markør for celler som er lagt inn mellom føttene t…

Discussion

Protokollen er beskrevet her beskriver den generelle fremgangsmåten for in vivo ¹⁹ F MR celle sporing. Til tross for de beskrevne ko-inkubasjon metoden, er det flere forskjellige protokoller for merking av celler med en ¹⁹ F middel. Imidlertid er co-inkubering oftest brukt, og kan bli ytterligere optimalisert for eksempel ved tilsetning av transfeksjon midler ^6. Selve cellemerking protokoll vil være avhengig av celletype. Kun hovedmerkingsfremgangsmåten er beskrevet …

Materials

			REAGENTS
PBS	Sigma-Aldrich	MFCD00131855
TFA	Sigma-Aldrich	76-05-1
Ketamine (Ketavet)	Pfizer	778-551
Xylazine (Rompun)	Bayer	QN05 cm92
Ophtosan	Produlab Pharma	2702	eye ointment
			Material name
MRI scanner	Bruker Biospec
NMR spectrometer	Bruker Biospec