Name: registered bioimaging of nanomaterials for diagnostic and therapeutic monitoring
Uploaded: 2010-12-09T17:00:00
Duration: 17 min 16 s
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Le travail a été soutenu par des subventions 1K25MH089851, 1P01DA028555-01A1, 2R01 NS034239, 2R37 NS36126, P01 NS31492, P20RR 15635, P01MH64570 et P01 NS43985 de la National Institutes of Health. Les auteurs remercient Mme Robin Taylor pour la lecture critique du manuscrit et un support exceptionnel des graphiques et littéraires. Les auteurs tiennent également à remercier Erin McIntyre, Melissa Mellon, et Lindsay Rice, pour leur soutien technique.

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	<li>Nowacek, A., Gendelman, H. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=NanoART+neuroAIDS+and+CNS+drug+delivery.">NanoART neuroAIDS and CNS drug delivery.</a> Nanomedicine (Lond). 4, 557-574 (2009).</li><li>Nowacek, A., Kosloski, L. M., Gendelman, H. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neurodegenerative+disorders+and+nanoformulated+drug+development.">Neurodegenerative disorders and nanoformulated drug development.</a> Nanomedicine (Lond). 4, 541-555 (2009).</li><li>Nowacek, A. S., Miller, R. L., McMillan, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=NanoART+synthesis,+characterization,+uptake,+release+and+toxicology+for+human+monocyte-macrophage+drug+delivery.">NanoART synthesis, characterization, uptake, release and toxicology for human monocyte-macrophage drug delivery.</a> Nanomedicine (Lond). 4, 903-917 (2009).</li><li>Herbein, G., Varin, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+macrophage+in+HIV-1+infection:+from+activation+to+deactivation.">The macrophage in HIV-1 infection: from activation to deactivation.</a> Retrovirology. 7, 33-33 (2010).</li><li>Qian, B. Z., Pollard, J. 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A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Retrospective+measurement+of+the+diffusion+tensor+eigenvalues+from+diffusion+anisotropy+and+mean+diffusivity+in+DTI.">Retrospective measurement of the diffusion tensor eigenvalues from diffusion anisotropy and mean diffusivity in DTI.</a> Magn Reson Med. 56, 130-137 (2006).</li><li>Ratiney, H., Sdika, M., Coenradie, Y., Cavassila, S., Ormondt, D. v. a. n., Graveron-Demilly, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Time-domain+semi-parametric+estimation+based+on+a+metabolite+basis+set.">Time-domain semi-parametric estimation based on a metabolite basis set.</a> NMR Biomed. 18, 1-13 (2005).</li><li>Naressi, A., Couturier, C., Castang, I., Beer, R. d. e., Graveron-Demilly, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Java-based+graphical+user+interface+for+MRUI,+a+software+package+for+quantitation+of+in+vivo/medical+magnetic+resonance+spectroscopy+signals.">Java-based graphical user interface for MRUI, a software package for quantitation of in vivo/medical magnetic resonance spectroscopy signals.</a> Comput Biol Med. 31, 269-286 (2001).</li><li>Boska, L. e. w. i. s., Destache, T. B., J, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantitative+1H+magnetic+resonance+spectroscopic+imaging+determines+therapeutic+immunization+efficacy+in+an+animal+model+of+Parkinson's+disease.">Quantitative 1H magnetic resonance spectroscopic imaging determines therapeutic immunization efficacy in an animal model of Parkinson's disease.</a> J Neurosci. 25, 1691-1700 (2005).</li><li>Mosley, R. L., Benner, E. J., Kadiu, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neuroinflammation,+Oxidative+Stress+and+the+Pathogenesis+of+Parkinson's+Disease.">Neuroinflammation, Oxidative Stress and the Pathogenesis of Parkinson's Disease.</a> Clin Neurosci Res. 6, 261-281 (2006).</li><li>Nelson, J. A., Dou, H., Ellison, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Coregistration+of+quantitative+proton+magnetic+resonance+spectroscopic+imaging+with+neuropathological+and+neurophysiological+analyses+defines+the+extent+of+neuronal+impairments+in+murine+human+immunodeficiency+virus+type-1+encephalitis.">Coregistration of quantitative proton magnetic resonance spectroscopic imaging with neuropathological and neurophysiological analyses defines the extent of neuronal impairments in murine human immunodeficiency virus type-1 encephalitis.</a> J Neurosci Res. 80, 562-575 (2005).</li><li>Boska, H. a. s. a. n., Kibuule, K. M., D, . <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantitative+diffusion+tensor+imaging+detects+dopaminergic+neuronal+degeneration+in+a+murine+model+of+Parkinson's+disease.">Quantitative diffusion tensor imaging detects dopaminergic neuronal degeneration in a murine model of Parkinson's disease.</a> Neurobiol Dis. 26, 590-596 (2007).</li><li>Liu, W., Frank, J. 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G., H, P. a. r. k. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Positive+contrast+visualization+for+cellular+magnetic+resonance+imaging+using+susceptibility-weighted+echo-time+encoding.">Positive contrast visualization for cellular magnetic resonance imaging using susceptibility-weighted echo-time encoding.</a> Magn Reson Imaging. 27, 601-610 (2009).</li><li>Zhou, R., Idiyatullin, D., Moeller, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=SWIFT+detection+of+SPIO-labeled+stem+cells+grafted+in+the+myocardium.">SWIFT detection of SPIO-labeled stem cells grafted in the myocardium.</a> Magn Reson Med. 63, 1154-1161 .</li></ol>

L&#39;enregistrement précis de l&#39;histologie avec des résultats d&#39;imagerie in vivo est une étape critique dans le développement de biomarqueurs d&#39;imagerie pour la détection et à la tenue d&#39;une maladie neuronale. Certaines mesures d&#39;imagerie sont susceptibles d&#39;être corrélés avec les changements morphologiques brute, y compris les changements dans les propriétés de relaxation magnétique des tissus utilisés pour détecter la présence de la maladie de la substance blanche et des cancers. D&#39;autres méthodes plus subtiles, telles que le DTI, sont susceptibles de détecter les premiers changements cellulaires qui peuvent ne pas être détectable que des modifications histologiques causés par la maladie n&#39;apparaissent que plus tard, les stades de la maladie. Marqueurs autres encore, tels que les marqueurs spectroscopiques, peuvent être des indicateurs de changements précoces et réversibles, qui précèdent, même les plus subtiles altérations cellulaires. Biodistribution peut être déterminée de façon non invasive utilisant une variété de méthodes. La première des méthodes non invasives sont la tomographie par émission de positons (TEP), la tomographie d&#39;émission (SPECT), l&#39;imagerie optique et IRM. La médecine nucléaire basée imagerie (PET et SPECT) ont été utilisés au fil des ans pour la biodistribution de nombreux, mais ces méthodes sont limitées par la demi-vie de l&#39;radiotraceurs utilisés pour l&#39;étiquetage des composés ou des nanomatériaux, en particulier pour les traceurs TEP. L&#39;imagerie optique peut être utilisé pour les petits rongeurs, mais ne peuvent pas être traduits à l&#39;utilisation humaine à l&#39;exception des régions facilement accessibles tels que les tumeurs de surface due à l&#39;absorption de lumière et de diffusion de la lumière. En outre, il est difficile de quantifier les signaux optiques pour ces mêmes raisons. L&#39;IRM utilise les balises persistants tels que SPIO qui peuvent être suivis dans le corps au cours d&#39;une période de plusieurs semaines. Cela, aussi, doit être utilisé avec prudence, car l&#39;étiquette peut être transférée à des cellules différentes ou être réabsorbé par le corps. La spécificité de détection pour SPIO en IRM peuvent être fournis par une variété de méthodes. Les méthodes de détection, qui fournissent des signaux positifs que négatifs, sont utilisés pour améliorer la spécificité de l&#39;IRM pour la détection de la présence de SPIO dans les tissus. La méthode de soustraction utilisée dans ce travail a été utilisé par d&#39;autres, ainsi que 28. D&#39;autres approches incluent la détection hors 29-31 résonance, la phase d&#39;imagerie sensible qui produit un schéma particulier près vides SPIO 32, et zéro l&#39;image temps d&#39;écho qui utilise pondération T1 à produire une intensité de signal positif dans la région de SPIO 33. L&#39;avancement de ces méthodes pour améliorer la quantification des étiquettes, la sensibilité et la spécificité est un domaine de recherche active d&#39;aujourd&#39;hui.

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		<div>
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		<tr>
		<th>Material Name</th>
		<th>Type</th>
		<th>Company</th>
		<th>Catalogue Number</th>
		<th>Comment</th>
		</tr>
		</thead>
		<tbody>
		
<tr>
<td>Isoflurane</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Medical Oxygen</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Isoflurane vaporizer</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Rodent gas anesthesia mask</td>
<td>&nbsp;</td>
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<tr>
<td>MRI compatible Stereotactic head holder</td>
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<tr>
<td>Syringe</td>
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<tr>
<td>Polyethylene catheter tubing</td>
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<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Non-magnetic needle</td>
<td>&nbsp;</td>
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<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Eye lubricant</td>
<td>&nbsp;</td>
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<tr>
<td>Gauze</td>
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<tr>
<td>Tape</td>
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<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Perfusion media</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>OCT compound for embedding tissue</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>MRI system</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Digital Camera</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Tissue Sectioning Cryostat</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>		</tbody>
		</table>
		</div>

registered bioimaging of nanomaterials for diagnostic and therapeutic monitoring

Nanomedications peut être transporté par le sang monocytes-macrophages dans le système réticuloendothélial (SER; rate, le foie des ganglions lymphatiques), et de mettre fin organes. Ces derniers comprennent le poumon, RES, et le cerveau et sont opérationnels au cours de type virus d&#39;immunodéficience humaine un (VIH-1) infection. D&#39;entrée des macrophages dans les tissus est notable dans les domaines de VIH-1 actifs réplication et des sites d&#39;inflammation. Afin d&#39;évaluer le potentiel des macrophages comme nanovecteurs, superparamagnétiques d&#39;oxyde de fer et / ou de drogue particules chargées ont été enduits de tensioactifs parentérale injecté dans le VIH-1 souris encéphalitique. Cela a été fait pour évaluer quantitativement particule et de biodistribution des médicaments. Imagerie par résonance magnétique des résultats de test (IRM) ont été validés par coregistration histologique et le traitement d&#39;image améliorée. Maladie d&#39;organe Fin tant caractérisée par l&#39;histologie du cerveau altéré ont été évalués par IRM. La démonstration de la migration robuste de nanoformulations dans les zones d&#39;encéphalite focale offre «preuve de concept» pour l&#39;utilisation de techniques avancées de bio-imagerie pour suivre la migration des macrophages. Surtout, les aberrations histopathologiques dans le cerveau en corrélation avec les paramètres bio-imagerie faisant l&#39;utilité générale de l&#39;IRM dans les études sur la distribution cellulaire dans la maladie faisable. Nous postulons que l&#39;utilisation de ces méthodes peuvent fournir un indice en temps réel du fardeau de la maladie et l&#39;efficacité thérapeutique avec un potentiel de translation pour les humains.

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Registered Bioimaging of Nanomaterials for Diagnostic and Therapeutic Monitoring

Méthodes de bio-imagerie utilisées pour évaluer la biodistribution des cellules de nanoparticules sont applicables pour la surveillance thérapeutique et diagnostique de composés nanoformulated. Les méthodes décrites ici sont sensibles et spécifiques lorsqu&#39;ils sont évalués par des coregistration histologique. Les méthodologies de fournir une voie de translation des rongeurs à des applications humaines.

Bioimaging enregistré des nanomatériaux pour la surveillance des services diagnostiques et thérapeutiques

Nanomedications can be carried by blood borne monocyte-macrophages into the reticuloendothelial system (RES; spleen, liver, lymph nodes) and to end ...

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