Name: registered bioimaging of nanomaterials for diagnostic and therapeutic monitoring
Uploaded: 2010-12-09T17:00:00
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Die Arbeit wurde durch Fördermittel 1K25MH089851, 1P01DA028555-01A1, 2R01 NS034239, 2R37 NS36126, P01 NS31492, P20RR 15635, P01MH64570 und P01 NS43985 von den National Institutes of Health unterstützt. Die Autoren danken Frau Robin Taylor für die kritische Durchsicht des Manuskripts und herausragende Grafik-und literarische Unterstützung. Die Autoren möchten auch Erin McIntyre, Melissa Mellon, und Lindsay Rice für ihre technische Unterstützung danken.

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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. 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D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+Image+Warping+Technique+for+Rodent+Brain+MRI-Histology+Registration+Based+On+Thin-Plate+Splines+with+Landmark+Optimization.">An Image Warping Technique for Rodent Brain MRI-Histology Registration Based On Thin-Plate Splines with Landmark Optimization.</a> Proc Soc Photo Opt Instrum Eng. 7259, 72592-K-72597-K (2009).</li><li>Uberti, M. G., Liu, Y., Dou, H., Mosley, R. L., Gendelman, H. E., Boska, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Registration+of+in+vivo+MR+to+histology+of+rodent+brains+using+blockface+imaging.">Registration of in vivo MR to histology of rodent brains using blockface imaging.</a> Proc Soc Photo Opt Instrum Eng. 7262, 726213-726213 (2009).</li><li>Basser, P. J., Mattiello, J., LeBihan, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Estimation+of+the+effective+self-diffusion+tensor+from+the+NMR+spin+echo.">Estimation of the effective self-diffusion tensor from the NMR spin echo.</a> J Magn Reson B. 103, 247-254 (1994).</li><li>Hasan, K. M., Narayana, P. 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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>

Die genaue Registrierung der Histologie mit in-vivo-Bildgebung Ergebnisse ist ein kritischer Schritt in der Entwicklung von Biomarkern für die Bildgebung für die Detektion und Staging von neuronalen Krankheiten. Einige bildgebende Metriken sind wahrscheinlich mit groben morphologischen Veränderungen, einschließlich der Änderungen der magnetischen Entspannung von Gewebe für den Nachweis von Erkrankung der weißen Substanz und Krebs eingesetzt korreliert werden. Andere subtilere Methoden, wie DTI, sind wahrscheinlich zu früh zellulären Veränderungen, die nicht nachweisbar sein, wie histologischen Veränderungen durch die Krankheit verursacht werden, nicht erst später die Stadien der Krankheit angezeigt werden kann erkennen. Wieder andere Marker, wie spektroskopische Markierungen können Indikatoren für Früh-und reversible Veränderungen, die selbst die subtilsten zellulären Veränderungen vorausgehen werden. Bioverteilung kann nicht-invasiv bestimmt werden unter Verwendung einer Vielzahl von Methoden. Der primäre nicht-invasiven Methoden sind die Positronen-Emissions-Tomographie (PET), Single-Photon-Emissions-Computertomographie (SPECT), optische Bildgebung und MRT. Nuklearmedizinische Bildgebung (PET und SPECT) haben im Laufe der Jahre für viele Bioverteilung verwendet, aber diese Methoden sind von der Halbwertszeit des radioaktiven Markern für die Beschriftung der Verbindungen oder Nanomaterialien, insbesondere für PET-Tracer verwendet begrenzt. Die optische Bildgebung kann für kleine Nager verwendet werden, kann aber nicht für die menschliche Nutzung, außer für die Regionen leicht zugänglich wie Oberflächen-Tumoren aufgrund der Lichtabsorption und Lichtstreuung übersetzt werden. Darüber hinaus ist es schwierig, die optischen Signale für den gleichen Gründen zu quantifizieren. MRI verwendet permanente tags wie SPIO, die im Körper über einen Zeitraum von mehreren Wochen verfolgt werden können. Auch dies muss mit Vorsicht verwendet werden, wie das Etikett auf verschiedene Zellen übertragen werden kann oder vom Körper resorbiert werden. Erkennung Spezifität für SPIO in MRI kann durch eine Vielzahl von Methoden zur Verfügung gestellt werden. Nachweismethoden, die sowohl positive als auch negative Signale liefern, sind für die Verbesserung der Spezifität der MRT für den Nachweis von SPIO in Gewebe verwendet. Die Subtraktion Methode in dieser Arbeit verwendet hat von anderen benutzt worden, ebenso 28. Andere Ansätze beinhalten off-Resonanz-Erkennung 29-31, phasenempfindliche Bildgebung, die ein bestimmtes Muster in der Nähe SPIO Hohlräume 32 und null Echozeit Bild, das T1 Gewichtung verwendet, um ein positives Signal Intensität in der Region SPIO 33 produzieren produziert. Die Weiterentwicklung dieser Methoden für die Verbesserung der Quantifizierung von Label, ist die Empfindlichkeit und Spezifität einer Fläche von aktiver Forschung heute.

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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>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>MRI compatible Stereotactic head holder</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Syringe</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Polyethylene catheter tubing</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Non-magnetic needle</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Eye lubricant</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Gauze</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Tape</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
<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 kann durch Blut übertragbaren Monozyten-Makrophagen in den retikuloendothelialen Systems (RES, Milz, Leber, Lymphknoten) durchgeführt werden und die Organe zu beenden. Zu letzteren gehören die Lunge, RES, und das Gehirn und werden während des humanen Immundefizienz-Virus Typ eins (HIV-1)-Infektion wirksam. Makrophagen Eintrag in das Gewebe zeichnet sich in den Bereichen der aktiven HIV-1-Replikation und Standorte der Entzündung. Um das Potenzial der Makrophagen als Nanocarriern, superparamagnetischen Eisenoxid-und / oder Drogen beladenen Partikel mit Tensiden beschichtet beurteilen wurden parenteral in HIV-1 enzephalitischer Mäusen injiziert. Dies geschah, um quantitativ zu erfassen Partikel-und Drogen-Bioverteilung. Magnetic Resonance Imaging (MRI) Testergebnisse wurden durch histologische Koregistrierung und verbesserte Bildverarbeitung validiert. End Orgel Krankheit gekennzeichnet durch veränderte Gehirn Histologie wurden mittels MRT untersucht. Die Demonstration von robusten Migration von Nanoformulierungen in Bereiche von fokalen Enzephalitis stellt &quot;proof of concept&quot; für den Einsatz von fortschrittlichen bildgebende Verfahren, um Makrophagen-Migrations-Monitor. Wichtig ist, korrelieren histopathologischen Aberrationen in Gehirn mit Bioimaging Parameter machen die allgemeine Nützlichkeit der MRI in Untersuchungen der Zell Verteilung in Krankheit möglich. Wir postulieren, dass mit solchen Methoden kann eine Echtzeit-Übersicht der Krankheitslast und therapeutische Wirksamkeit mit translationalen Potenzial, Menschen zu gewinnen.

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Registered Bioimaging of Nanomaterials for Diagnostic and Therapeutic Monitoring

Bioimaging Methoden zur Zelle Bioverteilung von Nanopartikeln zu beurteilen sind anwendbar für therapeutische und diagnostische Überwachung von nanoformulated Verbindungen. Die hierin beschriebenen Verfahren sind sensitiver und spezifischer als durch histologische Koregistrierung beurteilt. Die Methoden liefern eine translatorische Weg von Nagetieren auf Menschen-Anwendungen.

Registrierte Bioimaging von Nanomaterialien für Diagnostische und Therapeutische Überwachung

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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