Nous remercions gracieusement membres supplémentaires du levier Lab qui ont contribué à la collecte de données (Andries Ferreira, Danarae Aleman, Alexis Mok, Kaitlin Flynn, Elizabeth Bearce et Matan Kadosh) et évaluation des manuscrits (Andries Ferreira, Rebecca Schneider, et Kate Robbins). Nous reconnaissons également Roderic Schlotzhauer et Edwin Honse de la MU Physique Machine Shop pour leur entrée de la conception et la fabrication des tubes d&#39;observation de rongeurs utilisés dans cette étude. Nous sommes particulièrement reconnaissants de Malea Jan Kunkel (radiologie superviseur dans la médecine et la chirurgie vétérinaires Département à l&#39;Université de Missouri - Collège de médecine vétérinaire) et Jan Ivey (directeur du laboratoire de cathétérisme animale recherche à l&#39;Université du Missouri - School of Medicine) pour démontrer la patience et la motivation constante, tandis que l&#39;exploitation des fluoroscopes élevés de l&#39;énergie que nous avons développé le protocole de BVF murin. Les sources de financement pour cette étude comprenait NIH / NIDCD (TE levier), NIH / NINDS (GK Pavlath), Otolaryngofonds Head and Neck Surgery démarrage (TE levier), Fonds MU PRIME (TE levier), Mizzou Advantage (TE levier), et le centre MU sur le vieillissement (TE levier) - logie.

Open Access pour cet article est sponsorisé par Glenbrook.

Dysphagie (déglutition) est un symptôme fréquent de nombreuses conditions médicales qui touchent les personnes de tous âges. Les exemples incluent accident vasculaire cérébral, la maladie de Parkinson, la maladie d&#39;Alzheimer, la paralysie cérébrale, la dystrophie musculaire, la sclérose latérale amyotrophique (SLA), la maladie de Batten, la tête et du cou, de naissance prématurée, et le vieillissement avancé. Dysphagie est fortement corrélée à la mortalité, généralement comme une conséquence de la malnutrition sévère ou pneumonie bactérienne qui se développe lorsque chargé alimentaire / liquide / la salive est aspiré dans les poumons 1-4. Cette condition médicale débilitante et mortelle affecte plus de 15 millions de personnes chaque année aux États-Unis seulement trois. Malgré la prévalence élevée et les résultats négatifs associés, les options de traitement actuelles pour dysphagie sont limités aux soins palliatifs (plutôt que curative) approches, telles que la modification de l&#39;alimentation (par exemple, en évitant les consistances aliments / liquides spécifiques), les changements de posture (par exemple, Tucking le menton en avalant), les approches de moteur (par exemple, des exercices ciblant les muscles dans la cavité buccale, du pharynx et du larynx), les approches sensorielles (par exemple, la saveur la mise en œuvre, de la température, et de stimulation / ou mécanique), et le tube d&#39;alimentation (par exemple, la nutrition et l&#39;hydratation administré par sonde nasogastrique (NG) tube ou percutanée gastrostomie (PEG) tube). Ces traitements ne servent qu&#39;à la thérapie symptomatique plutôt que de cibler les causes sous-jacentes du problème. En effet, un obstacle majeur à la découverte de nouveaux traitements efficaces, de la dysphagie est la connaissance scientifique limitée des mécanismes pathologiques responsables, qui sont probablement différentes pour chaque maladie. le diagnostic de la dysphagie est principalement faite en utilisant une procédure radiographique appelé vidéofluoroscopie avaler étude (BVF), aussi connu comme une étude de baryum hirondelle modifié. Au cours des dernières années plus de 30, ce test de diagnostic a été considérée comme la norme d&#39;or pour evaluating fonction hirondelle 5-7. Ce test consiste à avoir le patient assis ou debout à l&#39;intérieur du trajet du faisceau de rayons X d&#39;un appareil de fluoroscopie pendant l&#39;ingestion de nourriture et volontairement consistance liquide mélangé à un agent de contraste oral, typiquement le sulfate de baryum ou l&#39;iohexol 10 8,9. Comme le patient avale, de la nourriture et de liquide contenant un agent de contraste peut être vu en temps réel via un écran d&#39;ordinateur tout en voyageant de la bouche à l&#39;estomac. Structures des tissus mous sont également visibles et peuvent être évalués par rapport à structure et la fonction. Les patients sont invités à effectuer plusieurs hirondelles de chaque aliment et de consistance liquide, qui sont tous des vidéo enregistrée pour la visualisation et l&#39;analyse subséquentes image par image à quantifier la présence et le degré de dysphagie. De nombreux composants physiologiques de la déglutition sont généralement analysés, tels que le point de déclenchement anatomique de l&#39;hirondelle pharyngée, bolus temps de transit par le pharynx et de l&#39;oesophage, de l&#39;étendue et la durée de Laryngeal élévation, l&#39;emplacement et la quantité de résidu post-hirondelle, et la présence et la raison physiologique pour l&#39;aspiration 7,11. Aspects du protocole de BVF humaine ont été récemment adaptés pour étudier les rats se comporter librement; cependant, les résultats ont été limités parce que les rats ne sont pas restés dans le domaine vidéofluoroscopie de vue lors des essais 12. BVF n&#39;a pas déjà été tentée avec des souris. Une adaptation réussie du protocole de BVF humaine pour une utilisation avec des souris et des rats fournirait une méthode de recherche novatrice pour enquêter sur les centaines de murin existant actuellement (de la souris et le rat) modèles de maladies qui sont connus pour causer la dysphagie chez les humains. Cette nouvelle méthode (ci-après dénommée BVF murin) serait donc d&#39;accélérer l&#39;identification et la validation de modèles murins de la dysphagie qui sont appropriés pour enquêter sur les mécanismes neurophysiologiques sous-jacents dans le tissu muscles, les nerfs et le cerveau qui sont pathologiques et de contribuer à la dysphagie in humains. En outre, murin BVF permettrait l&#39;identification des mesures objectives (biomarqueurs) de la fonction hirondelle / dysfonctionnement qui pourrait être directement comparé avec les humains. Ces inter-espèces biomarqueurs vidéofluoroscopie pourraient alors servir de nouvelles mesures de résultats pour quantifier l&#39;efficacité du traitement dans les essais précliniques sur des souris et des rats, qui permettrait de mieux traduire les essais cliniques avec les gens. A cet effet, le protocole de BVF murin a été établie en utilisant ~ 100 souris des deux sexes. Toutes les souris étaient soit des souches hybrides C57 ou C57 / SJL. Les souris C57 ne ont pas été génétiquement modifiés, alors que C57 / SJL était la souche de fond pour une colonie de transgéniques SOD1 G93A (ou SOD1) chez la souris, modèle animal le plus largement utilisé de la SLA. La colonie de SOD1 était une participation d&#39;environ 50 à 50 mélange de transgénique (ce est à dire, la SLA-souris touchées) et non transgéniques de la même portée (ce est à dire, ne sont pas touchés). Le protocole de BVF murin compose de trois éléments: <ol><li&gt; chambres d&#39;observation conçus sur mesure qui permettent l&#39;alimentation et la déglutition volontaire en position debout sans retenue dans un espace confiné dans une machine fluoroscopie, </li><li> Recettes qui masquent le goût aversif / odeur d&#39;agents de contraste orales et produisent radiodensité suffisante pour permettre une bonne visualisation de la déglutition, </li><li> Un protocole étape par étape test qui maximise le respect des animaux, minimise le temps de test totale et l&#39;exposition aux rayonnements, et permet la quantification de plusieurs paramètres d&#39;hirondelle pour chaque étape de la déglutition (c.-à-bouche, du pharynx, de l&#39;œsophage et). </li></ol> L&#39;effet combiné produit un faible niveau de stress, environnement confortable, auto-alimentation examen que l&#39;évaluation de l&#39;alimentation typique et comportements déglutition de souris permet.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" >
	<tbody>
		<tr >
			<td >Name of Material/ Equipment</td>
			<td >Company</td>
			<td >Catalog Number</td>
			<td >Comments/Description</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Polycarbonate tubing for observation chambers</td>
			<td >McMaster-Carr</td>
			<td >3161T41</td>
			<td>Body of observation tubes, 2&#34;X2&#34; diameter, 0.080&#34; thick wall</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Polycarbonate sheet&#160; for observation chambers</td>
			<td >McMaster-Carr</td>
			<td >9115K71</td>
			<td>End-caps for observation tubes, 2&#34;x12&#34;x3/4&#34;</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Polycarbonate sheet&#160; for observation chambers</td>
			<td >McMaster-Carr</td>
			<td >8574K281</td>
			<td>Peg-bowls for observation tubes</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Silicone O-rings&#160; for end-caps of observation chambers</td>
			<td >McMaster-Carr</td>
			<td >9396K108</td>
			<td>S1138 AS568-029, pack of 25 
			http://www.mcmaster.com/#o-rings/=t0wt5r&#160;</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Silicone stoppers for observation chambers</td>
			<td >McMaster-Carr</td>
			<td >2903K22</td>
			<td>Package of 10 stoppers to plug the oval opening in the top of the observation chamber when using a peg-bowl 
			http://www.mcmaster.com/#catalog/120/3803/=t0y5at</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Centrifuge tubes for sipper tube bottles</td>
			<td >Evergreen Scientific</td>
			<td >222-3530-G80</td>
			<td>30 ml freestanding centrifuge tubes, with caps, sterile 
			https://www.evergreensci.com/labware-catalog/tubes-and-vials/30-and-50-ml-centrifuge-tubes/&#160;</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Silcone stoppers for sipper tube bottles</td>
			<td >Saint-Gobain Performance Plastics</td>
			<td >DX263031-10&#160;</td>
			<td>Number 31D, size: 26 mm bottom, 32 mm top, 30 mm high; 10 pack;&#160; 
			http://www.labpure.com/en/Products.asp?ID=179&#38;PageBrand=STOPPERS</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Stopper borers for sipper tube bottles</td>
			<td >Thomas Scientific</td>
			<td >3276G40</td>
			<td>Cork Borer Set that ranges from 3/16-15/16 inch&#160; 
			http://www.thomassci.com/Supplies/Corks/_/CORK-BORER-SET-316-1516-IN?q=Humboldt</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Drinking tubes for sipper tube bottles</td>
			<td >Ancare</td>
			<td >TD-100&#160;</td>
			<td>2 1/2&#8221; long drinking tubes with 5/16&#8221; opening, straight ball-spout 
			http://www.ancare.com/products/watering-equipment/open-drinking-tubes/straight-tubes-ball-point&#160;</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Iohexol for making oral contrast agent solution</td>
			<td >GE Healthcare</td>
			<td ></td>
			<td>350 mg iodine per ml 
			http://www3.gehealthcare.com/en/products/categories/contrast_media/omnipaque&#160;</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Chocolate syrup for flavoring oral contrast agent</td>
			<td >Herseys</td>
			<td ></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >10 ml syringe for syringe delivery system</td>
			<td >Becton, Dickinson and Company</td>
			<td >309604</td>
			<td>Luer lock tip syringe without needle, 100 per box 
			http://www.bd.com/hypodermic/products/syringeswithoutneedles.asp</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Catheter tubing for syringe delivery system</td>
			<td >Becton, Dickinson and Company</td>
			<td >427451</td>
			<td>Polyethylene Tubing (Non-Sterile) (PE 240) 100&#39; 
			http://www.bd.com/ds/productCenter/427451.asp&#160;</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Needle for syringe delivery system</td>
			<td >Becton, Dickinson and Company</td>
			<td >427560</td>
			<td>15-gauge needle, fits into PE 240 catheter tubing 
			http://www.bd.com/ds/productCenter/427560.asp&#160;</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Delrin acetal resin rod for syringe delivery system</td>
			<td >McMaster-Carr</td>
			<td >8576K15</td>
			<td>1/2 inch diameter, black 
			http://www.mcmaster.com/#catalog/120/3609/=t0wvaf&#160;</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Acrylic sheeting for scissor lift</td>
			<td >Ponoko</td>
			<td ></td>
			<td>Laser cut 
			http://www.ponoko.com&#160;</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >3D printed ABS frame</td>
			<td >Engineering Rapid Prototyping Facility, University of Missouri</td>
			<td ></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Brass rods for scissor lift</td>
			<td >Amazon</td>
			<td >TTRB-03-12-03</td>
			<td>made into axles 
			http://www.amazon.com/Brass-Seamless-Round-Tubing-Length/dp/B000FN898M</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Drawer slide for scissor lift</td>
			<td >Richelieu</td>
			<td >10292G116</td>
			<td>Attaches to base of scissor lift 
			http://www.lowes.com/pd_380986-93052-T35072G16_0__?productId=50041754</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >28BYJ-48 stepper motor for scissor lift</td>
			<td ></td>
			<td ></td>
			<td>2 each</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >ULN2003 Darlington transistor array for scissor lift</td>
			<td >Toshiba</td>
			<td >ULN2003APG</td>
			<td>Used as stepper drivers (2 each)</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >ATTINY85 microcontroller for scissor lift</td>
			<td >Atmel</td>
			<td >ATTINY85-20PU</td>
			<td>2 each 
			http://www.taydaelectronics.com/attiny85-attiny85-20pu-8-bit-20mhz-microcontroller-ic.html</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Nylon spur gear</td>
			<td >McMaster-Carr</td>
			<td >57655K34</td>
			<td>2 each 
			http://www.mcmaster.com/#57655k34/=t0yaqz</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Nylon spur gear rack</td>
			<td >McMaster-Carr</td>
			<td >57655K62</td>
			<td>2 each 
			http://www.mcmaster.com/#57655k62/=t0ybh9</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >4-40 nylon machine screws</td>
			<td >McMaster-Carr</td>
			<td >95133A315</td>
			<td>Lift assembly 
			http://www.mcmaster.com/#95133a315/=t0yd8q</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >4-40 nylon hex nuts</td>
			<td >McMaster-Carr</td>
			<td >94812A200</td>
			<td>Lift assembly 
			http://www.mcmaster.com/#94812a200/=t0ye29</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Buna-N O-Ring AS568A Dash No. 104</td>
			<td >McMaster-Carr</td>
			<td >9452K318</td>
			<td>Lift assembly 
			http://www.mcmaster.com/#9452k318/=t0yem7</td>
		</tr>
		<tr >
			<td ></td>
			<td ></td>
			<td ></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

adapting human videofluoroscopic swallow study methods to detect and characterize dysphagia in murine disease models

Cette étude adapté vidéofluoroscopie humaine avaler étude (BVF) méthodes pour une utilisation avec des modèles murins de la maladie dans le but de faciliter la recherche translationnelle de dysphagie. Les résultats positifs dépendent trois composantes essentielles: chambres d&#39;essai qui permettent auto-alimentation en position debout sans retenue dans un espace confiné, des recettes qui masquent l&#39;aversion goût / odeur de disponibles dans le commerce des agents de contraste par voie orale, et un protocole étape par étape test permet la quantification de la déglutition physiologie. Élimination de l&#39;un ou plusieurs de ces composants aura un impact négatif sur les résultats de l&#39;étude. En outre, la capacité de niveau d&#39;énergie du système de fluoroscopie avaler qui déterminera les paramètres peuvent être étudiés. La plupart des centres de recherche ont fluoroscopes élevés de l&#39;énergie conçus pour être utilisés avec des personnes et des animaux plus gros, ce qui entraîne exceptionnellement mauvaise qualité d&#39;image lors de l&#39;essai souris et autres petits rongeurs. Malgré cette limitation, nous avons identifié sept VFSparamètres S qui sont toujours quantifiable chez la souris lors de l&#39;utilisation d&#39;un amplificateur de brillance de haute énergie en combinaison avec le nouveau protocole de BVF murin. Nous avons récemment obtenu un système de radioscopie à faible énergie avec des capacités exceptionnellement haute résolution d&#39;imagerie et grossissement qui a été conçu pour une utilisation avec souris et autres petits rongeurs. Les travaux préliminaires en utilisant ce nouveau système, en combinaison avec le nouveau protocole de BVF murin, a identifié 13 paramètres d&#39;hirondelle qui sont toujours quantifiable chez la souris, ce qui est presque le double du nombre obtenu à l&#39;aide conventionnelle (ce est à dire, à haute énergie) fluoroscopes. Identification des paramètres d&#39;hirondelle supplémentaires est prévu que nous optimisons les capacités de ce nouveau système. Les résultats démontrent jusqu&#39;à présent l&#39;utilité d&#39;utiliser un système de radioscopie à faible énergie pour détecter et quantifier les changements subtils dans la physiologie hirondelle qui pourraient autrement être négligés lors de l&#39;utilisation fluoroscopes élevés de l&#39;énergie pour enquêter sur des modèles murins de la maladie.

Nous avons réussi à concevoir un nouveau protocole et reproductible BVF-murin spécifique qui comprend des chambres de test qui permettent l&#39;auto-alimentation, des recettes pour aromatiser des agents de contraste par voie orale, et un protocole étape par étape test qui permet la quantification de la déglutition de la physiologie. La capacité de niveau d&#39;énergie du système de fluoroscopie déterminée qui avalent paramètres peuvent être étudiés chez la souris. Nous avons d&#39;abord utilisé fluoroscopes élevés de l&#39;énergie conçus pour être utilisés avec des personnes et des animaux plus gros (par exemple, GE Advantx, GE OEC 9600, et l&#39;Oméga de cathétérisme cardiaque CS-25, chacun à 30 images par seconde). Cependant, ces systèmes ont des capacités de grossissement insuffisantes pour les souris de test, ce qui a entraîné le remplissage des animaux seulement une petite partie du champ de vision (Figure 9). En conséquence, la qualité d&#39;image était exceptionnellement faible, ce qui rend impossible de visualiser la plupart des structures du mécanisme de déglutition. Malgré cette limitation, nous avons identifié sept objectif VFSS avaler paramètres qui étaient toujours quantifiable pour les souris en utilisant un (ce est à dire, à haute énergie) radioscopie classique en combinaison avec le nouveau protocole de BVF murin (tableau 3). En outre, nous avons identifié l&#39;espace de vallecular que le point de déclenchement anatomique pour avaler chez les souris adultes en bonne santé (3-17 mois d&#39;âge), ainsi que des souris avec des conditions d&#39;âge avancé (&gt; 18 mois) et la SLA en phase terminale. <img alt="Figure 9" src="/files/ftp_upload/52319/52319fig9highres.jpg" width="650" /> Figure 9:. Systèmes de radioscopie à haute teneur énergétique Gauche: Représentant l&#39;image d&#39;une souris obtenue à l&#39;aide de haute énergie (c.-à-classiques) systèmes de radioscopie. Notez que la souris se remplit seulement une petite partie du champ de vue de fluoroscopie, démontrant ainsi la capacité de grossissement insuffisant de fluoroscopes classiques de rongeurs d&#39;imagerie. Droite: Même image agrandie post-capture en utilisant un logiciel d&#39;édition vidéo. Flèche noire: avaler point de déclenchement (de vallécules). Flèche blanche:. Bolus dans l&#39;oesophage distal, immédiatement avant de passer à travers la jonction GE (astérisque blanc) <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52319/52319fig9highres.jpg" target="_blank">Se il vous plaît cliquer ici pour voir une version plus grande de cette figure.</a> <table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0"><tbody><tr><td> PARAMÈTRES d&#39;hirondelle </td><td style="width:140px"> Système de haute énergie </td><td style="width:140px"> Système énergétique à faible </td></tr><tr><td> Inter-Swallow Intervalle (ISI) </td><td> X </td><td> X </td></tr><tr><td> Jaw Excursion Taux (Léchez taux équivalent) </td><td> X </td><td> X </td></tr><tr><td> Jaw Excursion Distance </td><td> X </td><td> X </td></tr><tr><td> Ratio Lick-Swallow </td><td> X </td><td> X </td></tr><tr><td> Swallow Taux </td><td> X </td><td> X </td></tr><tr><td> PharyngTemps de transit EAL (PTT) </td><td></td><td> X </td></tr><tr><td> Vitesse de Bolus travers pharynx </td><td></td><td> X </td></tr><tr><td> Temps de transit oesophagien (de ETT) </td><td></td><td> X </td></tr><tr><td> Vitesse de Bolus travers l&#39;oesophage </td><td></td><td> X </td></tr><tr><td> Vitesse Bolus travers pharynx et de l&#39;oesophage </td><td> X </td><td> X </td></tr><tr><td> Bolus Area </td><td></td><td> X </td></tr><tr><td> Pharyngée résidus Area </td><td></td><td> X </td></tr><tr><td> Volume de liquide consommé </td><td> X </td><td> X </td></tr></tbody></table> Tableau 3: Swallow paramètres quantifiables Utilisation élevée ou faible en systèmes de radioscopie énergie. Nous avons récemment obtenu un système de radioscopie faible grossissement d&#39;énergie appelé Le LabScope (Glenbrook Technologies, Randolph, NJ) qui a été spécialement conçu pour notre laboratoire pour une utilisation avecsouris et autres petits rongeurs (figure 10). Cependant, les niveaux de grossissement nettement plus de ce système rendaient impossible de voir le mécanisme de déglutition ensemble d&#39;une souris dans un seul champ de vue. Au lieu de cela, deux postes d&#39;essai sont nécessaires, comme le montre la Figure 11. Position permet une visualisation de l&#39;ensemble de tête proximale et la région thoracique. Cette position est nécessaire pour évaluer les stades bouche et du pharynx de déglutition. Position 2 permet la visualisation du point hirondelle de déclenchement (ce est à dire, vallécules) à la gastro (GE) jonction. Cette position est nécessaire pour évaluer le stade de l&#39;œsophage de la déglutition. Les travaux préliminaires en utilisant le LabScope en combinaison avec le nouveau protocole de BVF murin a identifié 13 paramètres d&#39;hirondelle objectifs qui sont toujours quantifiable chez la souris, ce qui est presque le double du nombre obtenu en utilisant haute énergie fluoroscopes (c.-à-conventionnels) (tableau 3). Cette o<html> ESULTAT est attribuée à la capacité de grossissement élevé de la LabScope, ce qui permet la visualisation de plusieurs structures anatomiques (figure 12) qui sont essentiellement invisibles pour l&#39;utilisation de systèmes classiques: par exemple, les os hyoïde, la trachée, et les vertèbres cervicales. En conséquence, nous avons été en mesure d&#39;analyser les vidéos des preuves de pénétration du larynx et de l&#39;aspiration. Ni la pénétration, ni aspiration a été observée pour ne importe quelle souris dans cette étude, indépendamment des conditions de santé ou de maladie. <img alt="Figure 10" src="/files/ftp_upload/52319/52319fig10highres.jpg" width="650" /> Figure 10:. Le LabScope Gauche: Le LabScope fonctionne comme un fluoroscope de bureau pour les petits animaux. Droite: Vue rapprochée de La LabScope avec des composants marqués. Le tableau élévatrice à ciseaux se positionne une chambre d&#39;observation dans le champ de vision de radioscopie.<html> tp_upload / 52319 / 52319fig10highres.jpg &quot;target =&quot; _ blank &quot;&gt; Se il vous plaît cliquer ici pour voir une version plus grande de cette figure. <img alt="Figure 11" src="/files/ftp_upload/52319/52319fig11highres.jpg" width="650" /> Figure 11:. Faible système de fluoroscopie énergie Images d&#39;une souris obtenue en utilisant un système de radioscopie à faible énergie. A noter que la capacité de grossissement élevé empêche la visualisation de l&#39;ensemble du mécanisme d&#39;aronde dans le champ de vue de la fluoroscopie. Gauche: Position 1 - permet la visualisation de l&#39;ensemble tête et proximale région thoracique. Le point hirondelle de déclenchement (flèche noire) est essentiellement centré dans le champ de vision. Droite: Position 2 - permet de visualiser du point hirondelle de déclenchement (flèche noire) à la jonction GE (astérisque blanc). Notez le bolus passant par l&#39;oesophage distal (flèche blanche).<html> g11highres.jpg &quot;target =&quot; _ blank &quot;&gt; Se il vous plaît cliquer ici pour voir une version plus grande de cette figure. <img alt="Figure 12" src="/files/ftp_upload/52319/52319fig12highres.jpg" width="650" /> Figure 12:. Utilisation de structures anatomiques Visible un système de fluoroscopie Low Energy Même au réglage le plus bas de grossissement (à gauche), structures osseuses de la tête et du cou d&#39;une souris sont facilement visibles en utilisant notre système de basse radioscopie de l&#39;énergie (ce est à dire, Le LabScope). Les structures anatomiques dans le carré noir sont présentés (et étiquetés) à un grossissement supérieur vers la droite. Amélioration de la visualisation des structures osseuses permet la quantification de plusieurs paramètres d&#39;hirondelle supplémentaires qui étaient impossibles à analyser en utilisant fluoroscopes élevés de l&#39;énergie. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52319/52319fig12highres.jpg" target="_blank">Se il vous plaît cliquer ici pour voir une version plus grande de cette figure.</a> t &quot;&gt; Swallow taux et l&#39;intervalle inter-hirondelle sont des paramètres de BVF représentatifs qui peuvent être quantifiés en utilisant soit des systèmes à basse ou haute radioscopie d&#39;énergie en combinaison avec le nouveau protocole de BVF murin Ces deux paramètres d&#39;hirondelles ont été quantifiés pour les trois groupes de souris:. SOD1 G93A (SOD1) de souris transgéniques (ce est à dire, un modèle de la SLA) à la maladie en phase terminale entre 4-5 mois d&#39;âge, les souris C57 âgés (18-24 mois), et un groupe de jeunes sains (4-8 mois de contrôle de l&#39;âge) des souris C57 et la même portée non transgéniques de la colonie de SOD1. Toutes les données se rapportent à bec à boire uniquement, en utilisant soit un système de radioscopie d&#39;énergie basse ou haute. Aucune différence significative n&#39;a été observée entre les jeunes souris C57 et jeune contrôle) des souris non transgénique (de la SOD1 colonie par rapport à ces deux paramètres d&#39;hirondelle;. conséquent, les données ont été combinées en un groupe général de «contrôle» de jeunes souris saines pour la comparaison avec les souris âgées C57 et souris SOD1 fin de scène Avalez taux (c.-à-le nombre d&#39;hirondelles pendant deux secondes de boire ininterrompue consécutifs) était significativement plus lent pour les souris SOD1 rapport aux souris contrôles et C57 âgés. Intervalle entre hirondelle (ie, le temps entre deux hirondelles successifs) ne était pas significativement différente entre les groupes. Ces résultats soutiennent l&#39;idée que les profils de dysphagie sont susceptibles d&#39;être nettement différente pour chaque état ​​de la maladie (Figure 13). <img alt="Figure 13" src="/files/ftp_upload/52319/52319fig13highres.jpg" width="650" /> Figure 13:. Résultats préliminaires Cette figure montre les résultats préliminaires représentatifs des deux paramètres d&#39;hirondelle BVF quantifiés en utilisant le protocole de BVF murin: taux (à gauche) et l&#39;intervalle inter-hirondelle (à droite) avaler. Avalez taux était significativement plus lent pour les souris SOD1 rapport aux souris contrôles et C57 âgés. Pas de différences entre les groupes importants ont été identifiés pour inter inter-hirondelleval. Lignes en haut des barres indiquent des différences statistiquement significatives (p &lt;0,05) entre les groupes, identifiés en utilisant des comparaisons par paires Bonferroni. Les barres d&#39;erreur représentent ± 1 SEM. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52319/52319fig13highres.jpg" target="_blank">Se il vous plaît cliquer ici pour voir une version plus grande de cette figure.</a>

Watch this Scientific Journal Video about Adapting Human Videofluoroscopic Swallow Study Methods to Detect and Characterize Dysphagia in Murine Disease Models at JoVE.com

Adapting Human Videofluoroscopic Swallow Study Methods to Detect and Characterize Dysphagia in Murine Disease Models

Cette étude a adapté avec succès vidéofluoroscopie avaler étude (BVF) méthodes humaines pour l&#39;utilisation avec des modèles murins de la maladie dans le but de faciliter la recherche translationnelle de dysphagie.

Adaptation vidéofluoroscopie Swallow Méthodes étude humaine pour détecter et caractériser dysphagie dans les modèles murins de la maladie

This study adapted human videofluoroscopic swallowing study (VFSS) methods for use with murine disease models for the purpose of facilitating ...

adapting-human-videofluoroscopic-swallow-study-methods-to-detect

Research

JoVE Journal

Medicine

20.9K vues.  University of Missouri.  Cette étude a adapté avec succès vidéofluoroscopie avaler étude (BVF) méthodes humaines pour l'utilisation avec des modèles murins de la maladie dans le but de faciliter la recherche translationnelle de dysphagie. 

Vidéo: Adapting Human Videofluoroscopic Swallow Study Methods to Detect and Characterize Dysphagia in Murine Disease Models

Methods to Quantify Pharmacologically Induced Alterations in Motor Function in Human Incomplete SCI

Spinal cord injury (SCI) is a debilitating disorder, which produces profound deficits in volitional motor control. Following medical stabilization, recovery from SCI typically involves long term rehabilitation. While recovery of walking ability is a primary goal in many patients early after injury, those with a motor incomplete SCI, indicating partial preservation of volitional control, may have the sufficient residual descending pathways necessary to attain this goal. However, despite physical interventions, motor impairments including weakness, and the manifestation of abnormal involuntary reflex activity, called spasticity or spasms, are thought to contribute to reduced walking recovery. Doctrinaire thought suggests that remediation of this abnormal motor reflexes associated with SCI will produce functional benefits to the patient. For example, physicians and therapists will provide specific pharmacological or physical interventions directed towards reducing spasticity or spasms, although there continues to be little empirical data suggesting that these strategies improve walking ability.
In the past few decades, accumulating data has suggested that specific neuromodulatory agents, including agents which mimic or facilitate the actions of the monoamines, including serotonin (5HT) and norepinephrine (NE), can initiate or augment walking behaviors in animal models of SCI. Interestingly, many of these agents, particularly 5HTergic agonists, can markedly increase spinal excitability, which in turn also increases reflex activity in these animals. Counterintuitive to traditional theories of recovery following human SCI, the empirical evidence from basic science experiments suggest that this reflex hyper excitability and generation of locomotor behaviors are driven in parallel by neuromodulatory inputs (5HT) and may be necessary for functional recovery following SCI. 
The application of this novel concept derived from basic scientific studies to promote recovery following human SCI would appear to be seamless, although the direct translation of the findings can be extremely challenging. Specifically, in the animal models, an implanted catheter facilitates delivery of very specific 5HT agonist compounds directly onto the spinal circuitry. The translation of this technique to humans is hindered by the lack of specific surgical techniques or available pharmacological agents directed towards 5HT receptor subtypes that are safe and effective for human clinical trials. However, oral administration of commonly available 5HTergic agents, such as selective serotonin reuptake inhibitors (SSRIs), may be a viable option to increase central 5HT concentrations in order to facilitate walking recovery in humans. Systematic quantification of how these SSRIs modulate human motor behaviors following SCI, with a specific focus on strength, reflexes, and the recovery of walking ability, are missing.
This video demonstration is a progressive attempt to systematically and quantitatively assess the modulation of reflex activity, volitional strength and ambulation following the acute oral administration of an SSRI in human SCI. Agents are applied on single days to assess the immediate effects on motor function in this patient population, with long-term studies involving repeated drug administration combined with intensive physical interventions.

This video demonstrates modulation of reflex activity, volitional strength and ambulation through clinical and quantitative assessments in individuals with motor incomplete SCI as a result of acute oral administration of a serotonin reuptake inhibitor (SSRI).

Méthodes de quantification Altérations pharmacologiquement induite de la fonction motrice de l&#39;homme incomplet SCI

Spinal cord injury (SCI) is a debilitating disorder, which produces profound deficits in volitional motor control. Following medical stabilization, ...

Recherche

Médecine

Spectral Karyotyping to Study Chromosome Abnormalities in Humans and Mice with Polycystic Kidney Disease

Conventional method to identify and classify individual chromosomes depends on the unique banding pattern of each chromosome in a specific species being analyzed 1, 2. This classical banding technique, however, is not reliable in identifying complex chromosomal aberrations such as those associated with cancer. To overcome the limitations of the banding technique, Spectral Karyotyping (SKY) is introduced to provide much reliable information on chromosome abnormalities.
SKY is a multicolor fluorescence in-situ hybridization (FISH) technique to detect metaphase chromosomes with spectral microscope 3, 4. SKY has been proven to be a valuable tool for the cytogenetic analysis of a broad range of chromosome abnormalities associated with a large number of genetic diseases and malignancies 5, 6. SKY involves the use of multicolor fluorescently-labelled DNA probes prepared from the degenerate oligonucleotide primers by PCR. Thus, every chromosome has a unique spectral color after in-situ hybridization with probes, which are differentially labelled with a mixture of fluorescent dyes (Rhodamine, Texas Red, Cy5, FITC and Cy5.5). The probes used for SKY consist of up to 55 chromosome specific probes 7-10.
The procedure for SKY involves several steps (Figure 1). SKY requires the availability of cells with high mitotic index from normal or diseased tissue or blood. The chromosomes of a single cell from either a freshly isolated primary cell or a cell line are spread on a glass slide. This chromosome spread is labeled with a different combination of fluorescent dyes specific for each chromosome. For probe detection and image acquisition,the spectral imaging system consists of sagnac interferometer and a CCD camera. This allows measurement of the visible light spectrum emitted from the sample and to acquire a spectral image from individual chromosomes. HiSKY, the software used to analyze the results of the captured images, provides an easy identification of chromosome anomalies. The end result is a metaphase and a karyotype classification image, in which each pair of chromosomes has a distinct color (Figure 2). This allows easy identification of chromosome identities and translocations. For more details, please visit Applied Spectral Imaging website (<a href="http://www.spectral-imaging.com/" target="_blank">http://www.spectral-imaging.com/</a>).
SKY was recently used for an identification of chromosome segregation defects and chromosome abnormalities in humans and mice with Autosomal Dominant Polycystic Kidney Disease (ADPKD), a genetic disease characterized by dysfunction in primary cilia 11-13. Using this technique, we demonstrated the presence of abnormal chromosome segregation and chromosomal defects in ADPKD patients and mouse models 14. Further analyses using SKY not only allowed us to identify chromosomal number and identity, but also to accurately detect very complex chromosomal aberrations such as chromosome deletions and translocations (Figure 2).

Spectral Karyotyping (SKY) is an advanced cytogenetics technique to identify genomic and chromosomal aberrations. This technique takes advantage of chromosome painting probes, which allow classification of all chromosomes. SKY can also identify complex chromosome aberrations and segregation defects in mice and humans with various diseases, including polycystic kidney disease.

Caryotype spectral pour l&#39;étude d&#39;anomalies chromosomiques dans les humains et les souris de la maladie polykystique des reins

Conventional method to identify and classify individual chromosomes depends on the unique banding pattern of each chromosome in a specific species being ...

Gene-environment Interaction Models to Unmask Susceptibility Mechanisms in Parkinson's Disease

Lipoxygenase (LOX) activity has been implicated in neurodegenerative disorders such as Alzheimer&#39;s disease, but its effects in Parkinson&#39;s disease (PD) pathogenesis are less understood. Gene-environment interaction models have utility in unmasking the impact of specific cellular pathways in toxicity that may not be observed using a solely genetic or toxicant disease model alone.&#160;To evaluate if distinct LOX isozymes selectively contribute to PD-related neurodegeneration, transgenic (i.e. 5-LOX and 12/15-LOX deficient) mice can be challenged with a toxin that mimics cell injury and death in the disorder.&#160;Here we describe the use of a neurotoxin, 1-methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridine (MPTP), which produces a nigrostriatal lesion to elucidate the distinct contributions of LOX isozymes to neurodegeneration related to PD. The use of MPTP in mouse, and nonhuman primate, is well-established to recapitulate the nigrostriatal damage in PD.&#160;The extent of MPTP-induced lesioning is measured by HPLC analysis of dopamine and its metabolites and semi-quantitative Western blot analysis of striatum for tyrosine hydroxylase (TH), the rate-limiting enzyme for the synthesis of dopamine. To assess inflammatory markers, which may demonstrate LOX isozyme-selective sensitivity, glial fibrillary acidic protein (GFAP) and Iba-1 immunohistochemistry are performed on brain sections containing substantia nigra, and GFAP Western blot analysis is performed on striatal homogenates.&#160;This experimental approach can provide novel insights into gene-environment interactions underlying nigrostriatal degeneration and PD.

Gene-environment Interaction Models to Unmask Susceptibility Mechanisms in Parkinson&#039;s Disease

Lipoxygenase (LOX) isozymes can generate products that may increase or decrease neuroinflammation and neurodegeneration.&#160;A gene-environment interaction study could identify LOX isozyme-specific effects. Using the 1-methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridine (MPTP) model of nigrostriatal damage in two LOX isozyme-deficient transgenic lines allows for comparison of the contribution of LOX isozymes on dopaminergic integrity and inflammation.

Modèles d’interaction gène-environnement pour démasquer les mécanismes de susceptibilité dans la maladie de Parkinson

Lipoxygenase (LOX) activity has been implicated in neurodegenerative disorders such as Alzheimer&#39;s disease, but its effects in Parkinson&#39;s disease ...

Murine Model for Non-invasive Imaging to Detect and Monitor Ovarian Cancer Recurrence

Epithelial ovarian cancer is the most lethal gynecologic malignancy in the United States. Although patients initially respond to the current standard of care consisting of surgical debulking and combination chemotherapy consisting of platinum and taxane compounds, almost 90% of patients recur within a few years. In these patients the development of chemoresistant disease limits the efficacy of currently available chemotherapy agents and therefore contributes to the high mortality. To discover novel therapy options that can target recurrent disease, appropriate animal models that closely mimic the clinical profile of patients with recurrent ovarian cancer are required. The challenge in monitoring intra-peritoneal (i.p.) disease limits the use of i.p. models and thus most xenografts are established subcutaneously. We have developed a sensitive optical imaging platform that allows the detection and anatomical location of i.p. tumor mass. The platform includes the use of optical reporters that extend from the visible light range to near infrared, which in combination with 2-dimensional X-ray co-registration can provide anatomical location of molecular signals. Detection is significantly improved by the use of a rotation system that drives the animal to multiple angular positions for 360 degree imaging, allowing the identification of tumors that are not visible in single orientation. This platform provides a unique model to non-invasively monitor tumor growth and evaluate the efficacy of new therapies for the prevention or treatment of recurrent ovarian cancer.

We describe a non-invasive animal imaging platform that allows the detection, quantification, and monitoring of ovarian cancer growth and recurrence. This intra-peritoneal xenograft model mimics the clinical profile of patients with ovarian cancer.

Modèle murin pour l&#39;imagerie non invasive pour détecter et surveiller l&#39;ovaire récurrence du cancer

Epithelial ovarian cancer is the most lethal gynecologic malignancy in the United States. Although patients initially respond to the current standard of ...

Isolation and Excision of Murine Aorta; A Versatile Technique in the Study of Cardiovascular Disease

Cardiovascular disease is a broad term describing disease of the heart and/or blood vessels. The main blood vessel supplying the body with oxygenated blood is the aorta. The aorta may become affected in diseases such as atherosclerosis and aneurysm. Researchers investigating these diseases would benefit from direct observation of the aorta to characterize disease progression as well as to evaluate efficacy of potential therapeutics. The goal of this protocol is to describe proper isolation and excision of the aorta to aid investigators researching cardiovascular disease. Isolation and excision of the aorta allows investigators to look at gross morphometric changes as wells as allowing them to preserve and stain the tissue to look at histologic changes if desired. The aorta may be used for molecular studies to evaluate protein and gene expression to discover targets of interest and mechanisms of action. This technique is superior to imaging modalities as they have inherent limitations in technology and cost. Additionally, primary isolated cells from a freshly isolated and excised aorta can allowing researchers to perform further in situ and in vitro assays. The isolation and excision of the aorta has the limitation of having to sacrifice the animal however, in this case the benefits outweigh the harm as it is the most versatile technique in the study of aortic disease.

Pathology of the aorta can lead to severe morbidity and mortality, therefore research of disease progression and potential therapies is warranted. Here, we present a protocol to isolate and excise the murine aorta to aid researchers in their investigation of cardiovascular disease.

Isolement et Excision de murin Aorte; Une technique polyvalente dans l&#39;étude des maladies cardiovasculaires

Cardiovascular disease is a broad term describing disease of the heart and/or blood vessels. The main blood vessel supplying the body with oxygenated ...

Using Adeno-associated Virus as a Tool to Study Retinal Barriers in Disease

M&#252;ller cells are the principal glial cells of the retina. Their end-feet form the limits of the retina at the outer and inner limiting membranes (ILM), and in conjunction with astrocytes, pericytes and endothelial cells they establish the blood-retinal barrier (BRB). BRB limits material transport between the bloodstream and the retina while the ILM acts as a basement membrane that defines histologically the border between the retina and the vitreous cavity. Labeling M&#252;ller cells is particularly relevant to study the physical state of the retinal barriers, as these cells are an integral part of the BRB and ILM. Both BRB and ILM are frequently altered in retinal disease and are responsible for disease symptoms.
There are several well-established methods to study the integrity of the BRB, such as the Evans blue assay or fluorescein angiography. However these methods do not provide information on the extent of BRB permeability to larger molecules, in nanometer range. Furthermore, they do not provide information on the state of other retinal barriers such as the ILM. To study BRB permeability alongside retinal ILM, we used an AAV based method that provides information on permeability of BRB to larger molecules while indicating the state of the ILM and extracellular matrix proteins in disease states. Two AAV variants are useful for such study: AAV5 and ShH10. AAV5&#160;has a natural tropism for photoreceptors but it cannot get across to the outer retina when administered into the vitreous when the ILM is intact (i.e., in wild-type retinas). ShH10 has a strong tropism towards glial cells and will selectively label M&#252;ller glia in both healthy and diseased retinas. ShH10 provides more efficient gene delivery in retinas where ILM is compromised. These viral tools coupled with immunohistochemistry and blood-DNA analysis shed light onto the state of retinal barriers in disease.

To investigate the blood-retinal barrier permeability and the inner limiting membrane integrity in animal models of retinal disease, we used several adeno-associated virus (AAV) variants as tools to label retinal neurons and glia. Virus mediated reporter gene expression is then used as an indicator of retinal barrier permeability.

Utilisant le virus adéno-associé comme un outil pour étudier les obstacles dans la maladie de la rétine

M&#252;ller cells are the principal glial cells of the retina. Their end-feet form the limits of the retina at the outer and inner limiting membranes ...

Methods for Culturing Human Femur Tissue Explants to Study Breast Cancer Cell Colonization of the Metastatic Niche

Bone is the most common site of breast cancer metastasis. Although it is widely accepted that the microenvironment influences cancer cell behavior, little is known about breast cancer cell properties and behaviors within the native microenvironment of human bone tissue.We have developed approaches to track, quantify and modulate human breast cancer cells within the microenvironment of cultured human bone tissue fragments isolated from discarded femoral heads following total hip replacement surgeries. Using breast cancer cells engineered for luciferase and enhanced green fluorescent protein (EGFP) expression, we are able to reproducibly quantitate migration and proliferation patterns using bioluminescence imaging (BLI), track cell interactions within the bone fragments using fluorescence microscopy, and evaluate breast cells after colonization with flow cytometry. The key advantages of this model include: 1) a native, architecturally intact tissue microenvironment that includes relevant human cell types, and 2) direct access to the microenvironment, which facilitates rapid quantitative and qualitative monitoring and perturbation of breast and bone cell properties, behaviors and interactions. A primary limitation, at present, is the finite viability of the tissue fragments, which confines the window of study to short-term culture. Applications of the model system include studying the basic biology of&#160;breast cancer and other bone-seeking malignancies within the metastatic niche, and developing therapeutic strategies to effectively target breast cancer cells in bone tissues.

Protocols are described for studying breast cancer cell migration, proliferation and colonization in a human bone tissue explant model system.

Méthodes pour explants de tissus en culture fémur humain pour étudier le cancer du sein cellulaire colonisation de la Niche métastatique

Bone is the most common site of breast cancer metastasis. Although it is widely accepted that the microenvironment influences cancer cell behavior, little ...

Ex Vivo Intestinal Sacs to Assess Mucosal Permeability in Models of Gastrointestinal Disease

The epithelial barrier is the first innate defense of the gastrointestinal tract and selectively regulates transport from the lumen to the underlying tissue compartments, restricting the transport of smaller molecules across the epithelium and almost completely prohibiting epithelial macromolecular transport. This selectivity is determined by the mucous gel layer, which limits the transport of lipophilic molecules and both the apical receptors and tight junctional protein complexes of the epithelium. In vitro cell culture models of the epithelium are convenient, but as a model, they lack the complexity of interactions between the microbiota, mucous-gel, epithelium and immune system. On the other hand, in vivo assessment of intestinal absorption or permeability may be performed, but these assays measure overall gastrointestinal absorption, with no indication of site specificity. Ex vivo permeability assays using &#34;intestinal sacs&#34; are a rapid and sensitive method of measuring either overall intestinal integrity or comparative transport of a specific molecule, with the added advantage of intestinal site specificity. Here we describe the preparation of intestinal sacs for permeability studies and the calculation of the apparent permeability (Papp) of a molecule across the intestinal barrier. This technique may be used as a method of assessing drug absorption, or to examine regional epithelial barrier dysfunction in animal models of gastrointestinal disease.

Ex Vivo Intestinal Sacs to Assess Mucosal Permeability in Models of Gastrointestinal Disease

This protocol describes the use of excised intestinal tissue preparations or "intestinal sacs" as an ex vivo model of intestinal barrier function. This model may be used to assess integrity of both the epithelial barrier and the mucous gel layer at specific intestinal sites in animal models of digestive disease.

Ex Vivo intestinale Sacs pour évaluer la perméabilité de la muqueuse dans les modèles de maladies gastro-intestinales

The epithelial barrier is the first innate defense of the gastrointestinal tract and selectively regulates transport from the lumen to the underlying ...

Methods for Acute and Subacute Murine Hindlimb Ischemia

Peripheral artery disease (PAD) is a leading cause of cardiovascular morbidity and mortality in developed countries, and animal models that reliably reproduce the human disease are necessary to develop new therapies for this disease. The mouse hindlimb ischemia model has been widely used for this purpose, but the standard practice of inducing acute limb ischemia by ligation of the femoral artery can result in substantial tissue necrosis, compromising investigators&#39; ability to study the vascular and skeletal muscle tissue responses to ischemia. An alternative approach to femoral artery ligation is the induction of gradual femoral artery occlusion through the use of ameroid constrictors. When placed around the femoral artery in the same or different locations as the sites of femoral artery ligation, these devices occlude the artery over 1 - 3 days, resulting in more gradual, subacute ischemia. This results in less substantial skeletal muscle tissue necrosis, which may more closely mimic the responses seen in human PAD. Because genetic background influences outcomes in both the acute and subacute ischemia models, consideration of the mouse strain being studied is important in choosing the best model. This paper describes the proper procedure and anatomical placement of ligatures or ameroid constrictors on the mouse femoral artery to induce subacute or acute hindlimb ischemia in the mouse.

Surgical induction of hindlimb ischemia in the mouse is useful to examine angiogenesis, however this is compromised in certain inbred mouse strains that display marked ischemia-induced tissue necrosis. Methods are described to induce subacute limb ischemia using ameroid constrictors to circumvent this problem through the induction of gradual arterial occlusion.

Méthodes de aiguë et subaiguë murin Ischémie membres postérieurs

Peripheral artery disease (PAD) is a leading cause of cardiovascular morbidity and mortality in developed countries, and animal models that reliably ...

Ultrasound-guided Intracardiac Injection of Human Mesenchymal Stem Cells to Increase Homing to the Intestine for Use in Murine Models of Experimental Inflammatory Bowel Diseases

Crohn&#39;s disease (CD) is a common chronic inflammatory disease of the small and large intestines. Murine and human mesenchymal stem cells (MSCs) have immunosuppressive potential and have been shown to suppress inflammation in mouse models of intestinal inflammation, even though the route of administration can limit their homing and effectiveness 1,3,4,5. Local application of MSCs to colonic injury models has shown greater efficacy at ameliorating inflammation in the colon. However, there is paucity of data on techniques to enhance the localization of human bone marrow-derived MSCs (hMSCs) to the small intestine, the site of inflammation in the SAMP-1/YitFc (SAMP) model of experimental Crohn&#39;s disease. This work describes a novel technique for the ultrasound-guided intracardiac injection of hMSCs in SAMP mice, a well-characterized spontaneous model of chronic intestinal inflammation. Sex- and age-matched, inflammation-free AKR/J (AKR) mice were used as controls. To analyze the biodistribution and the localization, hMSCs were transduced with a lentivirus containing a triple reporter. The triple reporter consisted of firefly luciferase (fl), for bioluminescent imaging; monomeric red fluorescent protein (mrfp), for cell sorting; and truncated herpes simplex virus thymidine kinase (ttk), for positron emission tomography (PET) imaging. The results of this study show that 24 h after the intracardiac administration, hMSCs localize in the small intestine of SAMP mice as opposed to inflammation-free AKR mice. This novel, ultrasound-guided injection of hMSCs in the left ventricle of SAMP mice ensures a high success rate of cell delivery, allowing for the rapid recovery of mice with minimal morbidity and mortality. This technique could be a useful method for the enhanced localization of MSCs in other models of small-intestinal inflammation, such as TNF&#916;RE6. Future studies will determine if the increased localization of hMSCs by intra-arterial delivery can lead to increased therapeutic efficacy.

Murine studies in models of colonic inflammation have demonstrated that a small percentage (1 - 5%) of mesenchymal stem cells (MSC) injected intravenously or intraperitoneally home to the inflamed colon1,2. This study shows that ultrasound-guided intracardiac injections of MSCs result in increased localization to the intestine.

Guidée par échographie intracardiaque Injection des cellules souches mésenchymateuses d’augmenter le retour vers l’intestin pour une utilisation dans des modèles murins de maladies intestinales inflammatoires expérimentale

Crohn&#39;s disease (CD) is a common chronic inflammatory disease of the small and large intestines. Murine and human mesenchymal stem cells (MSCs) have ...