Ce travail a été financé en partie par les NIH / NCI Nombre subventions 1R01CA158372-01 (Qi) et New Drug Key State Project Grant Nombre 009ZX09102-205 (Qi). Aide à la rédaction a été fourni par le Dr Judy Racadio, et a été financée par l&#39;Université de Cincinnati Département d&#39;hématologie et d&#39;oncologie. Vontz base Imaging Lab (VCIL) au Collège de médecine de l&#39;Université de Cincinnati.

Déclaration éthique de l&#39;utilisation des animaux. Toutes les études sur les animaux ont été approuvés par le Comité institutionnel de protection et d&#39;utilisation des animaux de l&#39;Université de Cincinnati (numéro de protocole IACUC: 11-05-05-02) et la Fondation de l&#39;Hôpital pour enfants de Cincinnati recherche (bien-être animal Nombre assurance A3108-01). Toutes les expériences sur des souris ont suivi les directives de protection des animaux de l&#39;Université de Cincinnati et la Fondation de recherche de l&#39;Hôpital de Cincinnati Children. 1. Préparer les modèles animaux Note: Trois différents modèles animaux décrits ci-dessous ont été utilisées dans nos études antérieures: <ol><li> Souris de tumeur cérébrale orthotopique: Utiliser Nu / Nu souris femelles athymiques qui ont été injectés par voie intracrânienne avec des cellules U87-AEGFR-Luc humains. Ces souris développent une tumeur agressive montrant des caractéristiques typiques de glioblastome humain. </li><li> Des modèles de souris de tumeur cérébrale génétiquement 13: Race Mut3 (GFAP-cre; Nf1loxP / +; Trp53-/ +) chez la souris mâle avec Trp53loxP/loxP; PtenloxP / loxP femelles pour générer des souris Mut6 (GFAP-cre; Nf1loxP / +; Trp53-/loxP; PtenloxP / +). Maintenir souris Mut3 dans B6CBAF1 / J souche par l&#39;élevage des souris mâles Mut3 avec des souris B6CBAF1 femelle / J. Génotype la souris entre P9 et P12 et confirmer les génotypes après la récolte de leurs tissus. </li><li> K / BxN arthrite: souris C57BL/6J utilisation qui ont été administrés par voie intrapéritonéale avec 150 ul des sérums de souris F1 x KRN NOD. Ces souris développent l&#39;arthrite de 24 à 48 heures après l&#39;injection de sérum. Imagerie de la souris arthritiques est effectuée le jour 7 après l&#39;administration de sérums, d&#39;un point de temps au cours de laquelle les souris présentent arthrite macroscopique manifeste. Souris doivent être évaluées en fonction des critères énoncés dans l&#39;étape suivante. <ol><li> Évaluation de la souris pour l&#39;arthrite macroscopique en utilisant un système de notation macroscopique arthritique d&#39;index comme suit: 0 = pas de l&#39;arthrite détectable, 1 = gonflement et / ou une rougeur de la patte ou un chiffre, 2 = deux articulations impliquées, 3 = trois articulations implived, et 4 = arthrite sévère de l&#39;ensemble de patte et chiffres. Le système de score arthritique est utilisée pour déterminer le nombre d&#39;articulations atteintes et la gravité de l&#39;arthrite dans les pattes de souris. Même les souris avec le plus haut score possible arthritique montrent rarement des signes d&#39;immobilité. Toutefois, l&#39;arthrite est 3x/sem surveillé et souris dans la douleur excessive (comme l&#39;immobilité grave de pattes gonflées qui inhibe la nourriture et la consommation d&#39;eau) sont sacrifiés. </li><li> Remarque: Fluides injecté par voie IV dans la veine de queue de la souris ont stérilité maintenu pendant toute l&#39;expérience. Propre,, seringues et flacons stériles jetables sont utilisés pour la préparation de la solution de l&#39;étude et de l&#39;administration. </li></ol></li></ol> 2. Préparation de fluorescence marquée SAPC-DOPS nanovésicules <ol><li> SAPC la production de protéines: la protéine recombinante SAPC avec la séquence exacte SAPC humaine a été produite dans E. cellules de E. coli tel que décrit précédemment avec des modifications 4.SAPC a été précipité par l&#39;éthanol, puis haute performance purifications par chromatographie liquide. Après lyophilisation, SAPC sec a été utilisé et sa concentration a été déterminée par son poids. </li><li> Mélanger protéine SAPC comme décrit précédemment 7,10,11. Mélange DOPS (0,18 mg) et de CVM (0,03 mg) dans un tube de verre et en utilisant du gaz azote pour évaporer les solvants des lipides. </li><li> Ajouter la poudre de protéine SAPC (0,32 mg) au mélange, de suspendre le mélange sec dans 1 ml de tampon PBS et bain de traitement par ultrasons pendant environ 15 minutes comme décrit précédemment 7,10,11. Puis passer la suspension à travers une colonne de Sephadex G25 (PD-10) pour éliminer sans colorant de CVM. Excitation et d&#39;émission maximums du produit final, c.-à-DOPS nanovésicules SAPC-CVM, sont 653 nm et 677 nm, respectivement. </li></ol> 3. Imaging <ol><li> Utilisez une tumeur au cerveau et modèles arthrite de souris (décrit ci-dessus à l&#39;étape 1) pour tester le système de Maroi. Anesthésier la souris pour effectuer avec 2% d&#39;isoflurane. 1-2% d&#39;isoflurane est maintaminé pour la durée de la procédure d&#39;imagerie. L&#39;air chaud est livré continuellement et doucement dans la chambre de formation d&#39;image pendant la durée de formation d&#39;image. Un petit cordon de larmes artificielles pommade stérile est appliqué à chaque oeil de la souris de manière à recouvrir et lubrifier l&#39;oeil. Placer les souris dans le système MARS en positionnant la souris dans une position couchée avec leur colonne vertébrale initialement dirigé vers la caméra (figure 1). Calibrer le film MARS 380 ° support et positionner la souris en utilisant le logiciel de rotation dans l&#39;onglet protocole Bruker MI. Obtenir des images de référence sur les souris avant l&#39;administration SAPC-DOPS-CVM de la manière décrite ci-dessous. </li><li> Injecter 200 ul de SAPC-CVM-DOPS par voie intraveineuse dans la veine caudale de la souris. Administrer aux souris témoins et les souris porteuses de tumeurs cérébrales ou arthritiques. </li><li> souris Image 24 h injection de poste et de nouveau à 7-9 jours après l&#39;injection en prenant fluorescence (25 sec de temps d&#39;exposition) et X-ray (10 sec de temps d&#39;exposition) images à incréments de 10 ° sur un parcours de 380 °, ce qui crée un léger chevauchement pour s&#39;assurer qu&#39;il n&#39;ya pas de lacunes dans le jeu de données de rotation. En utilisant le logiciel Bruker MI, superposer fluorescent sur des images à rayons X pour la localisation anatomique. </li></ol> 4. Analyse de l&#39;image <ol><li> Tracer une ROI rectangulaire englobant la largeur du champ de vision (FOV) de l&#39;emplacement de la maladie (de la tumeur et l&#39;arthrite). Le retour sur investissement doit être assez grand pour conserver la fonctionnalité de la maladie dans le champ de vision que l&#39;animal se déplace dans le cadre de la rotation de 380 °. Pour les souris de tumeurs du cerveau (modèles orthotopiques et transgéniques), utiliser le même ROI rectangulaire sur chaque modèle de tumeur et de ses trois (3) des souris de contrôle respective pour tous les points de temps (de base, 24 h, et 9 jours). Le positionnement de la ROI rectangulaire pour chaque souris est conservée au-dessus de tous les points dans le temps en utilisant des repères anatomiques correspondantes sur les images de rayons X de chaque animal. Le repère anatomique identifié (s) sur le modèle de tumeur doit également être utilisé pour plaCE ROI rectangulaires identiques sur les contrôles respectifs de chaque modèle. Repères anatomiques identifiés sur les images à rayons X permettant le placement de ROI cohérente comprennent la base du crâne et de la face postérieure de l&#39;arcade zygomatique. Ils sont visualisés sur la droite et à gauche crâne latéral dans l&#39;image postéro-antérieure (PA). </li><li> Après fond automatique soustraction, de déterminer l&#39;intensité de fluorescence moyenne pour chaque image. Convertir les images de fluorescence de photons / s / mm 2 en utilisant un logiciel d&#39;imagerie Bruker MI. Tracer les valeurs de fluorescence en fonction des angles d&#39;imagerie, et à appliquer à l&#39;erreur interdit l&#39;écart-type des valeurs moyennes de fluorescence obtenues à partir de souris de contrôle en utilisant Excel ou un autre logiciel graphique. </li></ol>

<ol>
	<li>Pizzonia, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multimodality+animal+rotation+imaging+system+(Mars)+for+in+vivo+detection+of+intraperitoneal+tumors.">Multimodality animal rotation imaging system (Mars) for in vivo detection of intraperitoneal tumors.</a> Am J Reprod Immunol. 67, 84-90 (2012).</li><li>Al-Mehdi, A. B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Increased+depth+of+cellular+imaging+in+the+intact+lung+using+far-red+and+near-infrared+fluorescent+probes.">Increased depth of cellular imaging in the intact lung using far-red and near-infrared fluorescent probes.</a> Int J Biomed Imaging. , (2006).</li><li>Gertner-Dardenne, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Lipophilic+fluorochrome+trackers+of+membrane+transfers+between+immune+cells.">Lipophilic fluorochrome trackers of membrane transfers between immune cells.</a> Immunol Invest. 36, 665-685 (2007).</li><li>Qi, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Functional+human+saposins+expressed+in+Escherichia+coli.+Evidence+for+binding+and+activation+properties+of+saposins+C+with+acid+beta-glucosidase.">Functional human saposins expressed in Escherichia coli. Evidence for binding and activation properties of saposins C with acid beta-glucosidase.</a> J Biol Chem. 269, 16746-16753 (1994).</li><li>Wang, Y., Grabowski, G. A., Qi, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Phospholipid+vesicle+fusion+induced+by+saposin.">Phospholipid vesicle fusion induced by saposin.</a> C. Arch Biochem Biophys. 415, 43-53 (2003).</li><li>Qi, X., Chu, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fusogenic+domain+and+lysines+in+saposin.">Fusogenic domain and lysines in saposin.</a> C. Arch Biochem Biophys. 424, 210-218 (2004).</li><li>Qi, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cancer-selective+targeting+and+cytotoxicity+by+liposomal-coupled+lysosomal+saposin+C+protein.">Cancer-selective targeting and cytotoxicity by liposomal-coupled lysosomal saposin C protein.</a> Clin Cancer Res. 15, 5840-5851 (2009).</li><li>Kaimal, V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Saposin+C+coupled+lipid+nanovesicles+enable+cancer-selective+optical+and+magnetic+resonance+imaging.">Saposin C coupled lipid nanovesicles enable cancer-selective optical and magnetic resonance imaging.</a> Mol Imaging Biol. 13, 886-897 (2011).</li><li>Lu, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Toll-like+receptor+4+can+recognize+SapC-DOPS+to+stimulate+macrophages+to+express+several+cytokines.">Toll-like receptor 4 can recognize SapC-DOPS to stimulate macrophages to express several cytokines.</a> Inflamm Res. 60, 153-161 (2011).</li><li>Qi, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Saposin+C+coupled+lipid+nanovesicles+specifically+target+arthritic+mouse+joints+for+optical+imaging+of+disease+severity.">Saposin C coupled lipid nanovesicles specifically target arthritic mouse joints for optical imaging of disease severity.</a> PLoS One. 7, (2012).</li><li>Abu-Baker, S., Chu, Z., Stevens, A. M., Li, J., Qi, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cytotoxicity+and+selectivity+in+skin+cancer+by+SapC-DOPS+nanovesicles.">Cytotoxicity and selectivity in skin cancer by SapC-DOPS nanovesicles.</a> Journal of Cancer Therapy. 3, 321-326 (2012).</li><li>Wojton, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Systemic+delivery+of+SapC-DOPS+has+antiangiogenic+and+antitumor+effects+against+glioblastoma.">Systemic delivery of SapC-DOPS has antiangiogenic and antitumor effects against glioblastoma.</a> Mol Ther. 21, 1517-1525 (2013).</li><li>Kwon, C. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pten+haploinsufficiency+accelerates+formation+of+high-grade+astrocytomas.">Pten haploinsufficiency accelerates formation of high-grade astrocytomas.</a> Cancer Res. 68, 3286-3294 (2008).</li></ol>

Il n&#39;y a rien à divulguer.

La détermination précise de l&#39;emplacement et de l&#39;ampleur des tumeurs solides et des foyers inflammatoires dans les affections rhumatismales est essentiel de mettre en œuvre un traitement adéquat et suivre la progression ou de la remise maladie. Alors que les stratégies de valeur, actuelles d&#39;imagerie (rayons X; IRM; ultrasons; X-ray tomodensitométrie) fournissent des évaluations incomplètes de l&#39;état de la maladie. Par exemple, les lésions articulaires arthritiques est généralement évaluée par rayons X, qui fournit des informations sur la structure des os, mais pas sur l&#39;inflammation des tissus mous et de la destruction, caractéristique des premiers stades de la maladie. La méthode de Maroi présentée ici combine les avantages des deux rayons X et les modalités d&#39;imagerie des tissus mous sophistiqués (par exemple IRM ou échographie) dans une plate-forme intégrée, non invasif et simple qui permet également une cartographie 3D complète et la reconstruction du tissu malade ou organe de petits animaux tels que des souris. Ce procédé tire parti de l&#39;affinité sélective of SAPC-DOPS nanovésicules pour les résidus de phosphatidylsérine apparentes, qui sont abondants dans les membranes des cellules inflammatoires et le cancer. Le déterminant de cette fixation est SAPC, une protéine lysosomiale fusogène avec une forte affinité pour les phospholipides anioniques tels que la phosphatidylsérine 7,10,11. Lorsqu&#39;il est conjugué à une sonde fluorescente (CVM), systémique injecté SAPC-DOPS peut être attribuée à la tumeur et les sites arthritiques par imagerie de fluorescence. Limites de notre méthode sont liés à sa sensibilité, qui à l&#39;heure actuelle limite son utilisation à l&#39;imagerie des petits animaux comme les souris. Comme avec d&#39;autres procédés d&#39;imagerie, le signal fluorescent optimale par rapport au bruit est limité par la taille de la tumeur ou de l&#39;étendue de l&#39;arthrite, et peut être compromise lors de l&#39;imagerie de tissus ou d&#39;organes à fort arrière-plan (autofluorescence) de telle sorte que les oreilles (imagerie du cerveau), les intestins / fèces (d&#39;imagerie abdominale) et pattes (imagerie des membres postérieurs). À cet égard, nous avons constaté que un colorant rouge lointain comme CVM profournit une meilleure séparation et résolution spectrale dans le réglage in vivo que les autres sondes fluorescentes dans le domaine du visible. D&#39;autres difficultés, mentionnons mouvement potentiel de l&#39;animal lors de l&#39;imagerie, à la fois en anesthésie et post mortem (rigor mortis). Positionnement du membre postérieur, en particulier, est souvent difficile à stabiliser pour éviter tout mouvement pendant la rotation. Dans son état actuel de la technique est aussi beaucoup de temps, avec des temps de balayage tant que 60 min nécessaires pour compléter une rotation complète et acquérir des images de haute qualité. La méthode de Maroi présente un certain nombre d&#39;avantages par rapport aux autres modalités d&#39;imagerie. La capacité de l&#39;image à partir de tissus malades 38 (ou plus) sous des angles différents permet la visualisation de la fluorescence qui peut être gênée lors de l&#39;évaluation à partir d&#39;un seul et même plan; Ceci est très utile dans les études animales, car il peut aider à réduire le nombre de faux négatifs qui résultent de l&#39;imagerie à angle inapproprié. Par overlYing rayons X et des images de fluorescence, une localisation anatomique précise du site de la maladie peut être déterminée. Enfin, la possibilité de (in vivo) permet l&#39;imagerie en temps réel pour des études longitudinales à réaliser.

Imagerie de l&#39;animal entier est devenu un outil puissant dans l&#39;étude de la physiopathologie de l&#39;animal. Parmi les systèmes d&#39;imagerie actuels, le MS PRO FX permet aux chercheurs de précision visualisez marquées par fluorescence (ou luminescent) composés et / ou des tissus chez les souris vivant, et en même temps obtenir des images radiographiques. Avec multi modale système de rotation des animaux récemment introduit (MARS), une rotation complète automatique de la souris est réalisé afin de capturer à la fois fluorescent / luminescent et images à rayons X à des angles spécifiques 1. L&#39;acquisition des images peut être programmé de telle sorte que la série d&#39;image séquentielle peut être capturé à des angles spécifiques supplémentaires, aussi petits que 1 °. Cela permet d&#39;identifier une orientation optimale de l&#39;animal, c.-à-. celui dans lequel la distance entre le signal fluorescent / luminescent généré en interne et le dispositif de détection du système est le plus court. Ceci, à son tour, facilite le repositionnement précis de l&#39;animal pour l&#39;imagerie ultérieure soissions pendant les études longitudinales. Dans ce rapport, nous décrivons la mise en œuvre d&#39;un système multi-angle imagerie optique de rotation (Maroi) pour la quantification in vivo de l&#39;intensité du marqueur fluorescent. Maroi analyse de la courbe du signal peut être utilisé dans des études longitudinales de corrélation directe de la distribution de signal fluorescent à une cartographie précise des sites malades ou des processus biologiques d&#39;intérêt. Ce système a été utilisé pour surveiller l&#39;absorption de marqueur fluorescent nanovésicules SAPC-DOPS par des tumeurs orthotopiques et spontanées, ainsi que par des foyers arthritique, chez des souris vivantes; elle a fourni des ensembles de données multi-spectrales et multimodales dérivés de couverture rotation complète des animaux. Parmi les nombreuses sondes fluorescentes actuellement disponibles pour l&#39;imagerie in vivo, celles qui émettent dans les régions proches de l&#39;infrarouge lointain et rouges spectrales confèrent les interférences minimales avec la peau et les tissus, et de fournir la plus forte pénétration et image reslution. Nous avons utilisé CellVue Bordeaux (CVM) 2,3, un agent de liaison de la cellule fluorescente rouge lointain (Ex 647/Em 667), pour marquer SAPC-DOPS (SAPC-DOPS-CVM) 4-12.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="1246">
	<colgroup>
		<col /> 
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:351px;">Dulbecco&#39;s modified eagle medium</td>
			<td style="width:423px;">Gibco (Grand Island, NY)</td>
			<td style="width:307px;">11965</td>
			<td style="width:167px;"> </td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:351px;">Fetal Bovine Serum</td>
			<td style="width:423px;">Gibco (Grand Island, NY)</td>
			<td style="width:307px;">16000077</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:351px;">Penicillin-streptomycin</td>
			<td style="width:423px;">Hyclone (Logan, Utah)</td>
			<td style="width:307px;">SV30010</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:351px;">Dioleoylphosphatidylserine</td>
			<td style="width:423px;">Avanti Polar Lipids (Alabaster, AL)</td>
			<td style="width:307px;">840035C</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:351px;">CellVue Maroon</td>
			<td style="width:423px;">Molecular Targeting Technologies, Inc. (Exton, PA)</td>
			<td style="width:307px;">C-1001</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:351px;">Sephadex G25 column PD-10</td>
			<td style="width:423px;">Amersham Pharmacia Biotech, (Piscataway, NJ)</td>
			<td style="width:307px;">17-0851-01</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:351px;">New Standard Stereotaxic for Rats and Mice</td>
			<td style="width:423px;">Harvard Apparatus (Holliston, MA)</td>
			<td style="width:307px;">726335</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:351px;">Bransonic Ultrasonic Cleaners Model 1510</td>
			<td style="width:423px;">Branson Ultrasonics (Danbury,CT)</td>
			<td style="width:307px;">CPN-952-118</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:351px;">Multi-spectral FX system</td>
			<td>Bruker Corporation (Billerica, MA)</td>
			<td style="width:307px;"> </td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Multi-angle Rotational Optical Imaging Device</td>
			<td>Bruker Corporation (Billerica, MA)</td>
			<td style="width:307px;"> </td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

in vivo optical imaging of brain tumors and arthritis using fluorescent sapc-dops nanovesicles

Nous décrivons un multi-angle de rotation du système optique d&#39;imagerie (Maroi) pour la surveillance in vivo de processus physiopathologiques marqués avec un marqueur fluorescent. Des modèles murins de tumeurs du cerveau (et arthrite) ont été utilisés pour évaluer l&#39;utilité de cette méthode. Saposine C (SAPC)-dioléoylphosphatidylsérine (DOPS) nanovésicules marqués avec CellVue Bordeaux (CVM) fluorophore ont été administrés par voie intraveineuse. Les animaux ont ensuite été placés dans le support de rotation (MARS) du système d&#39;imagerie in vivo dans. Les images ont été acquises de 10 ° sur 380 °. Une zone rectangulaire d&#39;intérêt (ROI) a été placé à travers la largeur de l&#39;image complète sur le site de la maladie de modèle. Dans le ROI, et pour chaque image, l&#39;intensité de fluorescence moyenne a été calculée après soustraction de fond. Dans les modèles de souris étudiées, les nanovésicules marquées ont été prises dans les deux tumeurs cérébrales orthotopiques et transgéniques, et dans les sites arthritiques (orteils et chevilles). analyse de la courbe de l&#39;angle de plusieurs image ROI déterminé l&#39;angle avec le signal le plus élevé. Ainsi, l&#39;angle optimal pour l&#39;imagerie de chaque site de la maladie a été caractérisé. Procédé Maroi appliqué à l&#39;imagerie de composés fluorescents est un outil non invasif, économique et précis pour l&#39;analyse quantitative in vivo des états de maladie dans les modèles de souris décrites.

Nous démontrons ici que nanovésicules SAPC-DOPS marquées avec un colorant rouge lointain (CVM) s&#39;accumulent spécifiquement dans des tumeurs de cerveau de souris orthotopique et spontanées, ainsi que dans les articulations arthritiques des souris K / BxN. Série d&#39;images de fluorescence / rayons X acquises à partir d&#39;un retour sur investissement placé sur chaque site de la maladie au cours des rotations complètes de ces souris ont été soumises à une analyse de la courbe de Maroi, qui a révélé l&#39;angle d&#39;imagerie optimal avec l&#39;intensité de fluorescence la plus élevée. L&#39;objectif principal de l&#39;utilisation du système MARS est de déterminer l&#39;angle optimal de la fluorescence de sorte que les mesures les plus précises peuvent être prises. Les résultats représentatifs de trois expériences utilisant des souris avec des tumeurs du cerveau ou de l&#39;arthrite sont présentés. Utilisation SAPC-CVM-DOPS et le système MARS (Figure 1), la meilleure image possible de l&#39;angle d&#39;observation de la tumeur ou de l&#39;inflammation due à l&#39;arthrite a été déterminée. Des images de fluorescence, suivie par une acquisition de rayons X, ont été acquises toutes les 10 °au cours d&#39;une rotation de 380 ° de la souris. Des images de fluorescence ont été superposées sur les images de rayons X correspondant à l&#39;affichage de l&#39;image et la génération de film de rotation. Les résultats du modèle de tumeur orthotopique du cerveau sont mises en évidence dans la figure 2. L&#39;image de fluorescence d&#39;une souris orthotopique porteur de tumeur représentatif (Ortho1) est représentée sur la figure 2A. L&#39;angle d&#39;image optimale pour cet animal est de 10 °, la position à laquelle l&#39;intensité de fluorescence des photons est la plus grande (figure 2B). Les mesures ont été prises avant l&#39;injection avec SAPC-DOPS-CVM (de base) et 24 h après l&#39;injection. Les souris témoins (tumorales libre) ont reçu un traitement similaire. La figure 3 montre des données comparables provenant du modèle de souris de tumeur cérébrale par génie génétique. Les images de fluorescence et les mesures de photons ont été prises avant l&#39;injection avec SAPC-DOPS-CVM (de base) et 24 h (figures 3A et &lt;strong&gt; 3B) et 9 jours (figure 3C) après l&#39;injection. Ces graphiques montrent que l&#39;angle optimal d&#39;imagerie chez l&#39;animal porteur d&#39;une tumeur (tumeur Mut49) est de 20 ° 24 heures post injection, mais les changements à 10 ° injection neuf jours de poste. Ceci suggère que le signal de fluorescence corrélées avec la modification des changements morphologiques, reflétant probablement la croissance des tumeurs. Comme le montre le tableau 1, le procédé de Maroi démontre clairement que le signal de fluorescence diminue de rotation des saillies à accroître l&#39;écart de l&#39;angle d&#39;imagerie optimal. Dans les tumeurs cérébrales, une baisse moyenne de 7% de signal fluorescent a été obtenu, si l&#39;orientation physique de l&#39;animal était ± 10 ° de décalage de l&#39;angle d&#39;imagerie optimal. Une diminution moyenne de 21% du signal fluorescent a été mesurée à ± 20 °. Donc relativement petites compensations de l&#39;angle optimal peut entraîner importante atténuation du signal. En utilisant la technique de Maroi pour le positionnement de l&#39;image permettra investigators pour produire des données plus cohérentes et fiables. La méthode de Maroi a finalement été utilisée pour évaluer le ciblage des articulations arthritiques par SAPC-DOPS-CVM 24 heures après l&#39;injection SAPC-DOPS-CVM. Cet animal a reçu 3 avec trois articulations arthritiques. Des images de fluorescence de l&#39;orteil et de la cheville de la souris arthritique sont présentés sur les figures 4A et 4B. Mesures de photons correspondants à intervalles de 10 ° de rotation sont représentés graphiquement dans les figures 4C et 4D. Les angles d&#39;imagerie optimales trouvées pour l&#39;orteil et de la cheville sont 140 ° et 120 °, respectivement. En résumé, la combinaison du système de Maroi avec fluorescents nanovésicules SAPC-DOPS représente une stratégie non invasive, précise et très sensible pour l&#39;imagerie en temps réel, ce qui permet pour les études quantitatives de la tumeur et à la progression de l&#39;arthrite chez les petits animaux. La possibilité d&#39;acquérir une imagerie multimodale ° 360 données impro considérablementl&#39;analyse et l&#39;interprétation de données sur les es, par rapport à ce qui est réalisable au moyen de techniques d&#39;imagerie de l&#39;angle simples. <img alt="Tableau 1" fo:content-width="6in" fo:src="/files/ftp_upload/51187/51187table1highres.jpg" src="/files/ftp_upload/51187/51187table1.jpg" width="600px" /> Tableau 1. Angles d&#39;imagerie optimales pour chaque modèle de la souris. Les différences entre l&#39;angle de la fluorescence de photons maximale (FLR angle optimal) et l&#39;angle anatomique standard (rayons X) peuvent être vus. Lorsque ces deux angles deviennent de plus en plus différents, le signal mesuré change de manière significative. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51187/51187table1highres.jpg" target="_blank">Cliquez ici pour agrandir l&#39;image</a> . <img alt="Figure 1" fo:content-width="6in" fo:src="/files/ftp_upload/51187/51187fig1highres.jpg" src="/files/ftp_upload/51187/51187fig1.jpg" width="600px"/&gt; Figure 1. Multi-angle de rotation imagerie optique (Maroi) dispositif. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51187/51187fig1highres.jpg" target="_blank">Cliquez ici pour agrandir l&#39;image</a> . <img alt="Figure 2" fo:content-width="6in" fo:src="/files/ftp_upload/51187/51187fig2highres.jpg" src="/files/ftp_upload/51187/51187fig2.jpg" width="600px" /> Le signal fonction de l&#39;angle de l&#39;image de la figure 2. Par fluorescence dans un modèle murin de tumeur cérébrale orthotopique. (A). L&#39;image du signal de fluorescence pic à l&#39;angle d&#39;image optimale de 10 °. La boîte bleue montre le ROI utilisée pour quantifier les photons émis. (B). Graphique de l&#39;angle de l&#39;image par rapport à l&#39;émission de photons. Le représentant orthotopique souris porteuses de tumeurs (Ortho1) est représentée graphiquement par rapport aux valeurs de fluorescence moyennes de ROI identique dans trois souris non tumorales. Les mesures ont été prises au départ (avant l&#39;injection) et 24 heures après à injectern. Les barres d&#39;erreur représentent écart-type. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51187/51187fig2highres.jpg" target="_blank">Cliquez ici pour agrandir l&#39;image</a> . <img alt="Figure 3" fo:content-width="6in" fo:src="/files/ftp_upload/51187/51187fig3highres.jpg" src="/files/ftp_upload/51187/51187fig3.jpg" width="600px" /> Figure 3. Signal de fluorescence par rapport à l&#39;angle de l&#39;image dans une tumeur cérébrale spontanée d&#39;un modèle de souris transgénique. (A). L&#39;image du signal fluorescent pic de ROI 1 (top case bleu) à l&#39;angle d&#39;image optimale de 20 °. (B) et (C). Graphiques de l&#39;angle de l&#39;image par rapport à l&#39;émission de photons de ROI 1. Valeurs d&#39;un représentant cerveau spontanée souris porteuses de tumeurs, tumeurs-Mut 49, sont représentées graphiquement par rapport aux valeurs moyennes de trois souris non tumorales. Les mesures ont été prises au départ (avant l&#39;injection) et l&#39;injection de 24 heures (B) et 9 jours (C) après. Erreur b<html> ars représentent écart-type. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51187/51187fig3highres.jpg" target="_blank">Cliquez ici pour agrandir l&#39;image</a> . <img alt="Figure 4" fo:content-width="6in" fo:src="/files/ftp_upload/51187/51187fig4highres.jpg" src="/files/ftp_upload/51187/51187fig4.jpg" width="600px" /> Signal de fonction de l&#39;angle d&#39;image Figure 4. Par fluorescence dans une souris atteintes d&#39;arthrite de l&#39;orteil et les articulations de la cheville. (A) et (B). Images montrant le signal de pic de fluorescence pour les orteils (A) et les articulations de la cheville (B), dans les régions d&#39;intérêt indiqués dans la zone rouge. (C). Graphique de l&#39;angle par rapport signifient émission de photons pour l&#39;orteil. Émission de photons pic peut être vu sous un angle de 140 ° (D) Graphique angle par rapport à dire par émission de photon de la cheville..; l&#39;intensité maximale se produit à un angle de 120 °.target = &quot;_blank&quot;&gt; Cliquez ici pour agrandir l&#39;image.

Watch this Scientific Journal Video about In Vivo Optical Imaging of Brain Tumors and Arthritis Using Fluorescent SapC-DOPS Nanovesicles at JoVE.com

In Vivo Optical Imaging of Brain Tumors and Arthritis Using Fluorescent SapC-DOPS Nanovesicles

Nous décrivons un multi-angle de rotation du système optique d&#39;imagerie (Maroi) pour la quantification in vivo d&#39;un marqueur fluorescent émis par la saposine C (SAPC), dioléoylphosphatidylsérine (DOPS) nanovésicules. En utilisant des modèles murins de cancer et l&#39;arthrite, nous montrons comment la Maroi analyse de la courbe du signal peut être utilisé pour la cartographie et la caractérisation biologique précis des processus pathologiques.

In Vivo L&#39;imagerie optique de tumeurs cérébrales et l&#39;arthrite Utilisation fluorescent SAPC-DOPS nanovésicules

We describe a multi-angle rotational optical imaging (MAROI) system for in vivo monitoring of physiopathological processes labeled with a fluorescent ...

in-vivo-optical-imaging-brain-tumors-arthritis-using-fluorescent-sapc

Research

JoVE Journal

Medicine

In Vivo Optical Imaging of Brain Tumors and Arthritis Using Fluorescent SapC-DOPS Nanovesicles

11.2K vues.  University of Cincinnati College of Medicine.  Nous décrivons un multi-angle de rotation du système optique d'imagerie (Maroi) pour la quantification in vivo d'un marqueur fluorescent émis par la saposine C (SAPC), dioléoylphosphatidylsérine (DOPS) nanovésicules. En utilisant des modèles murins de cancer et l'arthrite, nous montrons comment la Maroi analyse de la courbe du signal peut être utilisé pour la cartographie et la caractérisation biologique précis des processus pathologiques....

Vidéo: In Vivo Optical Imaging of Brain Tumors and Arthritis Using Fluorescent SapC-DOPS Nanovesicles

Accurate and Simple Measurement of the Pro-inflammatory Cytokine IL-1&beta; using a Whole Blood Stimulation Assay

Inflammatory processes resulting from the secretion of soluble mediators by immune cells, lead to various manifestations in skin, joints and other tissues as well as altered cytokine homeostasis. The innate immune system plays a crucial role in recognizing pathogens and other endogenous danger stimuli. One of the major cytokines released by innate immune cells is Interleukin (IL)-1. Therefore, we utilize a whole blood stimulation assay in order to measure the secretion of inflammatory cytokines and specifically of the pro-inflammatory cytokine IL-1&beta; 1, 2, 3.
Patients with genetic dysfunctions of the innate immune system causing autoinflammatory syndromes show an exaggerated release of mature IL-1&beta; upon stimulation with LPS alone. In order to evaluate the innate immune component of patients who present with inflammatory-associated pathologies, we use a specific immunoassay to detect cellular immune responses to pathogen-associated molecular patterns (PAMPs), such as the gram-negative bacterial endotoxin, lipopolysaccharide (LPS). These PAMPs are recognized by pathogen recognition receptors (PRRs), which are found on the cells of the innate immune system 4, 5, 6, 7. A primary signal, LPS, in conjunction with a secondary signal, ATP, is necessary for the activation of the inflammasome, a multiprotein complex that processes pro-IL-1&beta; to its mature, bioactive form 4, 5, 6, 8, 9, 10.
The whole blood assay requires minimal sample manipulation to assess cytokine production when compared to other methods that require labor intensive isolation and culturing of specific cell populations. This method differs from other whole blood stimulation assays; rather than diluting samples with a ratio of RPMI media, we perform a white blood cell count directly from diluted whole blood and therefore, stimulate a known number of white blood cells in culture 2. The results of this particular whole blood assay demonstrate a novel technique useful in elucidating patient cohorts presenting with autoinflammatory pathophysiologies.

Accurate and Simple Measurement of the Pro-inflammatory Cytokine IL-1&amp;#946; using a Whole Blood Stimulation Assay

We describe a simple immunoassay to measure the production of pro-inflammatory cytokines, such as IL-1 beta production, in patients presenting with autoinflammatory phenotypes. By activating cells in whole blood cultures with pathogen-associated molecular patterns, specifically with lipopolysaccharide, cytokine secretion can be conveniently evaluated in whole blood supernatants.

Mesure précise et simple de la cytokine pro-inflammatoire IL-1β en utilisant un dosage de sang total Stimulation

Inflammatory processes resulting from the secretion of soluble mediators by immune cells, lead to various manifestations in skin, joints and other tissues ...

Recherche

Médecine

Evaluation of Nanoparticle Uptake in Tumors in Real Time Using Intravital Imaging

Current technologies for tumor imaging, such as ultrasound, MRI, PET and CT, are unable to yield high-resolution images for the assessment of nanoparticle uptake in tumors at the microscopic level1,2,3, highlighting the utility of a suitable xenograft model in which to perform detailed uptake analyses. Here, we use high-resolution intravital imaging to evaluate nanoparticle uptake in human tumor xenografts in a modified, shell-less chicken embryo model. The chicken embryo model is particularly well-suited for these in vivo analyses because it supports the growth of human tumors, is relatively inexpensive and does not require anesthetization or surgery 4,5. Tumor cells form fully vascularized xenografts within 7 days when implanted into the chorioallantoic membrane (CAM) 6. The resulting tumors are visualized by non-invasive real-time, high-resolution imaging that can be maintained for up to 72 hours with little impact on either the host or tumor systems. Nanoparticles with a wide range of sizes and formulations administered distal to the tumor can be visualized and quantified as they flow through the bloodstream, extravasate from leaky tumor vasculature, and accumulate at the tumor site. We describe here the analysis of nanoparticles derived from Cowpea mosaic virus (CPMV) decorated with near-infrared fluorescent dyes and/or polyethylene glycol polymers (PEG) 7, 8, 9,10,11. Upon intravenous administration, these viral nanoparticles are rapidly internalized by endothelial cells, resulting in global labeling of the vasculature both outside and within the tumor7,12. PEGylation of the viral nanoparticles increases their plasma half-life, extends their time in the circulation, and ultimately enhances their accumulation in tumors via the enhanced permeability and retention (EPR) effect 7, 10,11. The rate and extent of accumulation of nanoparticles in a tumor is measured over time using image analysis software. This technique provides a method to both visualize and quantify nanoparticle dynamics in human tumors.

We present a novel approach to quantify nanoparticle localization in the vasculature of human xenografted tumors using dynamic, real-time intravital imaging in an avian embryo model.

Evaluation de la fixation des nanoparticules dans les tumeurs en temps réel par imagerie intravitale

Current technologies for tumor imaging, such as ultrasound, MRI, PET and CT, are unable to yield high-resolution images for the assessment of nanoparticle ...

Probing the Brain in Autism Using fMRI and Diffusion Tensor Imaging

Newly emerging theories suggest that the brain does not function as a cohesive unit in autism, and this discordance is reflected in the behavioral symptoms displayed by individuals with autism. While structural neuroimaging findings have provided some insights into brain abnormalities in autism, the consistency of such findings is questionable. Functional neuroimaging, on the other hand, has been more fruitful in this regard because autism is a disorder of dynamic processing and allows examination of communication between cortical networks, which appears to be where the underlying problem occurs in autism. Functional connectivity is defined as the temporal correlation of spatially separate neurological events1. Findings from a number of recent fMRI studies have supported the idea that there is weaker coordination between different parts of the brain that should be working together to accomplish complex social or language problems2,3,4,5,6. One of the mysteries of autism is the coexistence of deficits in several domains along with relatively intact, sometimes enhanced, abilities. Such complex manifestation of autism calls for a global and comprehensive examination of the disorder at the neural level. A compelling recent account of the brain functioning in autism, the cortical underconnectivity theory,2,7 provides an integrating framework for the neurobiological bases of autism. The cortical underconnectivity theory of autism suggests that any language, social, or psychological function that is dependent on the integration of multiple brain regions is susceptible to disruption as the processing demand increases. In autism, the underfunctioning of integrative circuitry in the brain may cause widespread underconnectivity. In other words, people with autism may interpret information in a piecemeal fashion at the expense of the whole. Since cortical underconnectivity among brain regions, especially the frontal cortex and more posterior areas 3,6, has now been relatively well established, we can begin to further understand brain connectivity as a critical component of autism symptomatology.
A logical next step in this direction is to examine the anatomical connections that may mediate the functional connections mentioned above. Diffusion Tensor Imaging (DTI) is a relatively novel neuroimaging technique that helps probe the diffusion of water in the brain to infer the integrity of white matter fibers. In this technique, water diffusion in the brain is examined in several directions using diffusion gradients. While functional connectivity provides information about the synchronization of brain activation across different brain areas during a task or during rest, DTI helps in understanding the underlying axonal organization which may facilitate the cross-talk among brain areas. This paper will describe these techniques as valuable tools in understanding the brain in autism and the challenges involved in this line of research.

Neuroimaging techniques, such as functional MRI and Diffusion Tensor Imaging have become increasingly useful in characterizing the cognitive and neural deficits in autism. An examination of brain connectivity in autism at a network level along with adaptations for scanning children with developmental disabilities is presented.

Sonder le cerveau dans l&#39;autisme par IRMf et de Diffusion Tensor Imaging

Newly emerging theories suggest that the brain does not function as a cohesive unit in autism, and this discordance is reflected in the behavioral ...

Non-invasive Optical Measurement of Cerebral Metabolism and Hemodynamics in Infants

Perinatal brain injury remains a significant cause of infant mortality and morbidity, but there is not yet an effective bedside tool that can accurately screen for brain injury, monitor injury evolution, or assess response to therapy. The energy used by neurons is derived largely from tissue oxidative metabolism, and neural hyperactivity and cell death are reflected by corresponding changes in cerebral oxygen metabolism (CMRO2). Thus, measures of CMRO2 are reflective of neuronal viability and provide critical diagnostic information, making CMRO2 an ideal target for bedside measurement of brain health.
Brain-imaging techniques such as positron emission tomography (PET) and single-photon emission computed tomography (SPECT) yield measures of cerebral glucose and oxygen metabolism, but these techniques require the administration of radionucleotides, so they are used in only the most acute cases.
Continuous-wave near-infrared spectroscopy (CWNIRS) provides non-invasive and non-ionizing radiation measures of hemoglobin oxygen saturation (SO2) as a surrogate for cerebral oxygen consumption. However, SO2 is less than ideal as a surrogate for cerebral oxygen metabolism as it is influenced by both oxygen delivery and consumption. Furthermore, measurements of SO2 are not sensitive enough to detect brain injury hours after the insult 1,2, because oxygen consumption and delivery reach equilibrium after acute transients 3. We investigated the possibility of using more sophisticated NIRS optical methods to quantify cerebral oxygen metabolism at the bedside in healthy and brain-injured newborns. More specifically, we combined the frequency-domain NIRS (FDNIRS) measure of SO2 with the diffuse correlation spectroscopy (DCS) measure of blood flow index (CBFi) to yield an index of CMRO2 (CMRO2i) 4,5.
With the combined FDNIRS/DCS system we are able to quantify cerebral metabolism and hemodynamics. This represents an improvement over CWNIRS for detecting brain health, brain development, and response to therapy in neonates. Moreover, this method adheres to all neonatal intensive care unit (NICU) policies on infection control and institutional policies on laser safety. Future work will seek to integrate the two instruments to reduce acquisition time at the bedside and to implement real-time feedback on data quality to reduce the rate of data rejection.

We combined frequency-domain near-infrared spectroscopy measures of cerebral hemoglobin oxygenation with diffuse correlation spectroscopy measures of cerebral blood flow index to estimate an index of oxygen metabolism. We tested the utility of this measure as a bedside screening tool to evaluate the health and development of the newborn brain.

Non-invasive de mesure optique du métabolisme cérébral et hémodynamique chez les nourrissons

Perinatal brain injury remains a significant cause of infant mortality  and morbidity, but there is not yet an effective bedside tool that can  accurately ...

In vivo Macrophage Imaging Using MR Targeted Contrast Agent for Longitudinal Evaluation of Septic Arthritis

Macrophages are key-cells in the initiation, the development and the regulation of the inflammatory response to bacterial infection. Macrophages are intensively and increasingly recruited in septic joints from the early phases of infection and the infiltration is supposed to regress once efficient removal of the pathogens is obtained. The ability to identify in vivo macrophage activity in an infected joint can therefore provide two main applications: early detection of acute synovitis and monitoring of therapy.
In vivo noninvasive detection of macrophages can be performed with magnetic resonance imaging using iron nanoparticles such as ultrasmall superparamagnetic iron oxide (USPIO). After intravascular or intraarticular administration, USPIO are specifically phagocytized by activated macrophages, and, due to their magnetic properties, induce signal changes in tissues presenting macrophage infiltration. A quantitative evaluation of the infiltrate is feasible, as the area with signal loss (number of dark pixels) observed on gradient echo MR images after particles injection is correlated with the amount of iron within the tissue and therefore reflects the number of USPIO-loaded cells.
We present here a protocol to perform macrophage imaging using USPIO-enhanced MR imaging in an animal model of septic arthritis, allowing an initial and longitudinal in vivo noninvasive evaluation of macrophages infiltration and an assessment of therapy action.

In vivo Macrophage Imaging Using MR Targeted Contrast Agent for Longitudinal Evaluation of Septic Arthritis

We demonstrate how to perform macrophage MR imaging using ultrasmall superparamagnetic contrast agent (USPIO) in septic arthritis, allowing an initial and longitudinal in vivo non-invasive evaluation of macrophages infiltration and an assessment of therapy efficacy.

In vivo des macrophages imagerie utilisant MR ciblée agent de contraste pour l&#39;évaluation longitudinale d&#39;arthrite septique

Macrophages are key-cells in the initiation, the development and the regulation of the inflammatory response to bacterial infection. Macrophages are ...

Combined In vivo Optical and &#181;CT Imaging to Monitor Infection, Inflammation, and Bone Anatomy in an Orthopaedic Implant Infection in Mice

Multimodality imaging has emerged as a common technological approach used in both preclinical and clinical research. Advanced techniques that combine in vivo optical and &#956;CT imaging allow the visualization of biological phenomena in an anatomical context. These imaging modalities may be especially useful to study conditions that impact bone. In particular, orthopaedic implant infections are an important problem in clinical orthopaedic surgery. These infections are difficult to treat because bacterial biofilms form on the foreign surgically implanted materials, leading to persistent inflammation, osteomyelitis and eventual osteolysis of the bone surrounding the implant, which ultimately results in implant loosening and failure. Here, a mouse model of an infected orthopaedic prosthetic implant was used that involved the surgical placement of a Kirschner-wire implant into an intramedullary canal in the femur in such a way that the end of the implant extended into the knee joint. In this model, LysEGFP mice, a mouse strain that has EGFP-fluorescent neutrophils, were employed in conjunction with a bioluminescent Staphylococcus aureus strain, which naturally emits light. The bacteria were inoculated into the knee joints of the mice prior to closing the surgical site. In vivo bioluminescent and fluorescent imaging was used to quantify the bacterial burden and neutrophil inflammatory response, respectively. In addition, &#956;CT imaging was performed on the same mice so that the 3D location of the bioluminescent and fluorescent optical signals could be co-registered with the anatomical &#956;CT images. To quantify the changes in the bone over time, the outer bone volume of the distal femurs were measured at specific time points using a semi-automated contour based segmentation process. Taken together, the combination of in vivo bioluminescent/fluorescent imaging with &#956;CT imaging may be especially useful for the noninvasive monitoring of the infection, inflammatory response and anatomical changes in bone over time.

Combined In vivo Optical and  &amp;#181;CT Imaging to Monitor Infection, Inflammation, and Bone Anatomy in an Orthopaedic Implant Infection in Mice

Combined optical and &#956;CT imaging in a mouse model of orthopaedic implant infection, utilizing a bioluminescent engineered strain of Staphylococcus aureus, provided the capability to noninvasively and longitudinally monitor the dynamics of the bacterial infection, as well as the corresponding inflammatory response and anatomical changes in the bone.

Combiné<em&gt; In vivo</em&gt; Optique et μCT imagerie pour surveiller l&#39;infection, l&#39;inflammation, et Bone Anatomy dans une infection orthopédique Implant souris

Multimodality imaging has emerged as a common technological approach used in both preclinical and clinical research. Advanced techniques that combine in ...

Creating Anatomically Accurate and Reproducible Intracranial Xenografts of Human Brain Tumors

Orthotopic tumor models are currently the best way to study the characteristics of a tumor type, with and without intervention, in the context of a live animal &#8211;&#160;particularly in sites with unique physiological and architectural qualities such as the brain. In vitro and ectopic models cannot account for features such as vasculature, blood brain barrier, metabolism, drug delivery and toxicity, and a host of other relevant factors. Orthotopic models have their limitations too, but with proper technique tumor cells of interest can be accurately engrafted into tissue that most closely mimics conditions in the human brain. By employing methods that deliver precisely measured volumes to accurately defined locations at a consistent rate and pressure, mouse models of human brain tumors with predictable growth rates can be reproducibly created and are suitable for reliable analysis of various interventions. The protocol described here focuses on the technical details of designing and preparing for an intracranial injection, performing the surgery, and ensuring successful and reproducible tumor growth and provides starting points for a variety of conditions that can be customized for a range of different brain tumor models.

The brain is a unique site with qualities that are not well represented by in vitro or ectopic analyses. Orthotopic mouse models with reproducible location and growth characteristics can be reliably created with intracranial injections using a stereotaxic fixation instrument and a low pressure syringe pump.

Création anatomique précise et reproductible intracrânienne xénogreffes de tumeurs cérébrales humaines

Orthotopic tumor models are currently the best way to study the characteristics of a tumor type, with and without intervention, in the context of a live ...

Rose Bengal Photothrombosis by Confocal Optical Imaging In Vivo: A Model of Single Vessel Stroke

In vivo imaging techniques have increased in utilization due to recent advances in imaging dyes and optical technologies, allowing for the ability to image cellular events in an intact animal. Additionally, the ability to induce physiological disease states such as stroke in vivo increases its utility. The technique described herein allows for physiological assessment of cellular responses within the CNS following a stroke and can be adapted for other pathological conditions being studied. The technique presented uses laser excitation of the photosensitive dye Rose Bengal in vivo to induce a focal ischemic event in a single blood vessel. 
The video protocol demonstrates the preparation of a thin-skulled cranial window over the somatosensory cortex in a mouse for the induction of a Rose Bengal photothrombotic event keeping injury to the underlying dura matter and brain at a minimum. Surgical preparation is initially performed under a dissecting microscope with a custom-made surgical/imaging platform, which is then transferred to a confocal microscope equipped with an inverted objective adaptor. Representative images acquired utilizing this protocol are presented as well as time-lapse sequences of stroke induction. This technique is powerful in that the same area can be imaged repeatedly on subsequent days facilitating longitudinal in vivo studies of pathological processes following stroke.

Rose Bengal Photothrombosis by Confocal Optical Imaging In Vivo:  A Model of Single Vessel Stroke

Here, we describe a semi-invasive optical microscopy approach for the induction of a Rose Bengal photothrombotic clot in the somatosensory cortex of a mouse in vivo. The technical aspects of the imaging procedure are described from induction of a photothrombotic event to application and data collection.

Rose Bengale Photothrombosis par imagerie optique confocal<em&gt; In Vivo</em&gt;: Un modèle de l&#39;unité des maladies du navire

In vivo imaging techniques have increased in utilization due to recent advances in imaging dyes and optical technologies, allowing for the ability to ...

Depletion of Mouse Cells from Human Tumor Xenografts Significantly Improves Downstream Analysis of Target Cells

The use of in vitro cell line models for cancer research has been a useful tool. However, it has been shown that these models fail to reliably mimic patient tumors in different assays1. Human tumor xenografts represent the gold standard with respect to tumor biology, drug discovery, and metastasis research 2-4. Tumor xenografts can be derived from different types of material like tumor cell lines, tumor tissue from primary patient tumors4 or serially transplanted tumors. When propagated in vivo, xenografted tissue is infiltrated and vascularized by cells of mouse origin. Multiple factors such as the tumor entity, the origin of xenografted material, growth rate and region of transplantation influence the composition and the amount of mouse cells present in tumor xenografts. However, even when these factors are kept constant, the degree of mouse cell contamination is highly variable.
Contaminating mouse cells significantly impair downstream analyses of human tumor xenografts. As mouse fibroblasts show high plating efficacies and proliferation rates, they tend to overgrow cultures of human tumor cells, especially slowly proliferating subpopulations. Mouse cell derived DNA, mRNA, and protein components can bias downstream gene expression analysis, next-generation sequencing, as well as proteome analysis 5. To overcome these limitations, we have developed a fast and easy method to isolate untouched human tumor cells from xenografted tumor tissue. This procedure is based on the comprehensive depletion of cells of mouse origin by combining automated tissue dissociation with the benchtop tissue dissociator and magnetic cell sorting. Here, we demonstrate that human target cells can be can be obtained with purities higher than 96% within less than 20 min independent of the tumor type.

Human tumor xenografts are vascularized and infiltrated by cells of mouse origin during the growth phase in vivo. To circumvent the bias caused by these contaminating cells during downstream analysis, we developed a method allowing for comprehensive depletion of all mouse cells by magnetic cell sorting.

Appauvrissement des cellules de souris de xénogreffes de tumeurs humaines améliore de manière significative l&#39;analyse en aval des cellules cibles

The use of in vitro cell line models for cancer research has been a useful tool. However, it has been shown that these models fail to reliably mimic ...

In Vivo Imaging of Cx3cr1gfp/gfp Reporter Mice with Spectral-domain Optical Coherence Tomography and Scanning Laser Ophthalmoscopy

Spectral domain optical coherence tomography (SD-OCT) and scanning laser ophthalmoscopy (SLO) are extensively used in experimental ophthalmology. In the present protocol, mice expressing green fluorescent protein (gfp) under the promoter of Cx3cr1 (BALB/c-Cx3cr1gfp/gfp) were used to image microglia cells in vivo in the retina. Microglia are resident macrophages of the retina and have been implicated in several retinal diseases1,2,3,4,5,6. This protocol provides a detailed approach for generation of retinal B-scans, with SD-OCT, and imaging of microglia cell distribution in Cx3cr1gfp/gfp mice with SLO in vivo, using an ophthalmic imaging platform system. The protocol can be used in several reporter mouse lines. However, there are some limitations to the protocol presented here. First, both SLO and SD-OCT, when used in the high-resolution mode, collect data with high axial resolution but the lateral resolution is lower (3.5 &#181;m and 6 &#181;m, respectively). Moreover, the focus and saturation level in SLO is highly dependent on parameter selection and correct alignment of the eye. Additionally, using devices designed for human patients in mice is challenging due to the higher total optical power of the mouse eye compared to the human eye; this can lead to lateral magnification inaccuracies7, which are also dependent on the magnification by the mouse lens among others. However, despite that the axial scan position is dependent upon lateral magnification, the axial SD-OCT measurements are accurate8.

In Vivo Imaging of Cx3cr1gfp/gfp Reporter Mice with Spectral-domain Optical Coherence Tomography and Scanning Laser Ophthalmoscopy

This protocol describes how high-resolution imaging techniques such as spectral domain optical coherence tomography and scanning laser ophthalmoscopy can be utilized in small rodents, using an ophthalmic imaging platform system, to obtain information on retinal thickness and microglial cell distribution, respectively.

In Vivo Imagerie des souris journaliste Cx3cr1gfp/gfp avec domaine Spectral Optical Coherence Tomography et numérisation Laser ophtalmologique

Spectral domain optical coherence tomography (SD-OCT) and scanning laser ophthalmoscopy (SLO) are extensively used in experimental ophthalmology. In the ...