Name: in vivo macrophage imaging using mr targeted contrast agent for longitudinal evaluation of septic arthritis
Uploaded: 2013-10-20T21:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about In vivo Macrophage Imaging Using MR Targeted Contrast Agent for Longitudinal Evaluation of Septic Arthritis at JoVE.com

Vi oprigtigt takke F. Bierry om bistand i videoproduktion og redigering.

Alle procedurer, der involverer dyr emner er blevet godkendt af University Hospital Institutional Animal Care udvalg. 1.. Intraartikulær Bakteriel Inokulation <ol><li> Før injektion, bedøver kaniner ved hjælp af intramuskulær injektion af ketamin (30 mg / kg legemsvægt) blandet med xylazin (4 mg / kg) i erector spinae muskel. Sørg dyr er fuldt bedøvet ved at kontrollere, at de undlader at reagere på pote knibe. Denne protokol giver tilstrækkelig anæstesi til intraartikulær inje...

<ol>
	<li>Madri, J., Kissane, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Inflammation+and+healing.">Inflammation and healing.</a> Anderson's Pathology. , 67-110 (1990).</li><li>Sephel, G., Woodward, S., Rubin, R., Strayer, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Repair,+regeneration,+and+fibrosis.">Repair, regeneration, and fibrosis.</a> Rubin's Pathology. , 71-98 (2008).</li><li>Verdrengh, M., Tarkowski, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Role+of+macrophages+in+Staphylococcus+aureus-induced+arthritis+and+sepsis.">Role of macrophages in Staphylococcus aureus-induced arthritis and sepsis.</a> Arthritis Rheum. 43 (10), 2276-2282 (2000).</li><li>Heale, J., Speert, D., Burke, B., Lewis, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Macrophages+in+bacterial+infection.">Macrophages in bacterial infection.</a> The Macrophage. , 210-252 (2008).</li><li>Bierry, G., 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=Macrophage+activity+in+infected+areas+of+an+experimental+vertebral+osteomyelitis+model:+USPIO-enhanced+MR+imaging--feasibility+study.">Macrophage activity in infected areas of an experimental vertebral osteomyelitis model: USPIO-enhanced MR imaging--feasibility study.</a> Radiology. 248 (1), 114-123 (2008).</li><li>Bierry, G., 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=MRI+of+macrophages+in+infectious+knee+synovitis.">MRI of macrophages in infectious knee synovitis.</a> AJR Am. J. Roentgenol. 194 (6), W521-W526 (2010).</li><li>Lutz, A. M., 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=Detection+of+synovial+macrophages+in+an+experimental+rabbit+model+of+antigen-induced+arthritis:+ultrasmall+superparamagnetic+iron+oxide-enhanced+MR+imaging.">Detection of synovial macrophages in an experimental rabbit model of antigen-induced arthritis: ultrasmall superparamagnetic iron oxide-enhanced MR imaging.</a> Radiology. 233 (1), 149-1457 (2004).</li><li>Weissleder, R., 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=Ultrasmall+superparamagnetic+iron+oxide:+an+intravenous+contrast+agent+for+assessing+lymph+nodes+with+MR+imaging.">Ultrasmall superparamagnetic iron oxide: an intravenous contrast agent for assessing lymph nodes with MR imaging.</a> Radiology. 175 (2), 494-498 (1990).</li><li>Lefevre, S., 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=Septic+arthritis:+monitoring+with+USPIO-enhanced+macrophage+MR+imaging.">Septic arthritis: monitoring with USPIO-enhanced macrophage MR imaging.</a> Radiology. 258 (3), 722-728 (2011).</li><li>Sigovan, M., 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=Rapid-clearance+iron+nanoparticles+for+inflammation+imaging+of+atherosclerotic+plaque:+initial+experience+in+animal+model.">Rapid-clearance iron nanoparticles for inflammation imaging of atherosclerotic plaque: initial experience in animal model.</a> Radiology. 252 (2), 401-409 (2009).</li></ol>

Mens uspecifik gadolinium-baserede kontrastmidler give oplysninger om mængden og perfusion af det ekstracellulære rum, makrofag billeddannelse ved USPIO-MR giver en præcis anatomisk lokalisering og en kvalitativ evaluering af makrofaginfiltration inden inficerede synovium uden brug af væv prøveudtagning 9.. På grund af deres høje følsomhed, kan USPIO udvise endog subtile celleinfiltratet stede i de tidlige faser af infektionen. Under vellykket antibiotikabehandling, som de patogener gradvis fjernes de...

Magnetic resonance imaging (MRI) anses for at være de billeddannende modalitet valg for demonstration af smitsomme synovitis på grund af sin høj rumlig opløsning og blødt væv kontrast. Signal observerede ændringer på MRI i gigt lav T1 og høj T2 signal afspejler den øgede tilstedeværelse af ekstracellulært vandindhold og en markant forbedring efter gadolinium-baseret-kontrastmiddel administration, der er forenelige med histologisk fund af øget vaskularisering på grund af vasodilation og angiogenese 1. Ikke desto mindre, MR er ofte ude af stand til at demonstrere løsningen af infektion under antibiotikabehandling som persistente ekstraudstyr kan observeres i leddene i patienter med klinisk og biologisk helbredt septisk arthritis grund vedvarende forstørret ekstracellulære rum (granulationsvæv, fibrotisk ar) 2.. Udover ekstracellulære ændringer massivt inflammatoriske celler, herunder en intens rekruttering af makrofager infiltrere ipåvirket synovia. Makrofager spiller en vigtig rolle i både den akutte og kroniske fase af bakterieinfektion 3.. De inducerer den inflammatoriske reaktion kræves for at udrydde patogene mikroorganismer, og koordinere betændelse opløsning, som makrofag-induceret inflammation fortsætter så længe nekrotiske væv ikke er fjernet, forhindrer reparation begynde 4.. Således kan reduktionen af ​​makrofaginfiltration inden inficeret synovia efter en effektiv terapi være en pålidelig indikator for løsningen af ​​infektionen. Cellular billeddannelse er i stand til at demonstrere specifik cellulær infiltration inde patologisk væv. Specifik makrofag MR billeddannelse ved hjælp målrettet kontrastmiddel er blevet bredt undersøgt og har demonstreret sin evne til at vise fælles betændelse eller infektion 5-7. Efter intravenøs injektion, er sådanne målrettede kontrastmidler, såsom USPIO (ultrasmå superparamagnetiske jernoxider) partikler taget op af fagocytiske celler, såsom makrofager og,på grund af deres magnetiske egenskaber, inducere signal ændringer i væv frembyder makrofaginfiltration 8.. Det langsgående opfølgning af de MR-signal skifter terapi giver mulighed for en in vivo invasiv vurdering af makrofaginfiltration, og en reduktion af USPIO loaded-makrofager relaterede signal ændringer ville vise terapi succes. Formålet med denne rapport er at præsentere, hvordan du udfører makrofag MR billeddannelse til ikke-invasiv overvågning septisk arthritis ved at demonstrere en reduktion af makrofaginfiltration i synovia.

<table border="1">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Name of Reagent/Material</td>
			<td>Company</td>
			<td>Catalog Number</td>
			<td>Comments</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>P904</td>
			<td>Guerbet</td>
			<td></td>
			<td>Dose: 150 &#956;mol Fe/kg</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ketamine (500 mg/ml ketamine)</td>
			<td>Virbac</td>
			<td></td>
			<td>Dose: 30 mg/kg</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rompun (20 mg/ml Xylazine)</td>
			<td>Axience</td>
			<td></td>
			<td>Dose: 4 mg/kg</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Buprenorphine</td>
			<td>Vetoquinol</td>
			<td></td>
			<td>Dose: 0.1 mg/kg/8 hr</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>BD 22 G, 1 inch</td>
			<td>BD Biosciences</td>
			<td>381423</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>BD 25 G, 5/8 inch</td>
			<td>BD Biosciences</td>
			<td>305122</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

in vivo macrophage imaging using mr targeted contrast agent for longitudinal evaluation of septic arthritis

Makrofager er nøgle-celler i indledningen, udvikling og regulering af den inflammatoriske respons på bakteriel infektion. Makrofager intensivt og i stigende grad rekrutteret septiske samlinger fra de tidlige faser af infektion og infiltrationen formodes at relatere engang effektiv fjernelse af patogener opnås. Evnen til at identificere in vivo makrofag aktivitet i en inficeret fælles kan derfor tilbyde to primære formål: tidlig påvisning af akut synovitis og overvågning af behandlingen. In vivo invasiv påvisning af makrofager kan udføres med magnetisk resonans med jern nanopartikler såsom ultrasmall superparamagnetisk jernoxid (USPIO). Efter intravaskulær eller intraartikulær indgivelse er USPIO specifikt phagocytized af aktiverede makrofager, og på grund af deres magnetiske egenskaber, inducere signal ændringer i væv frembyder makrofaginfiltration. A quantitative evaluering af infiltrere er muligt, da området med signaltab (antal mørke pixel) observeret på gradient ekko MR-billeder efter partikler injektion er korreleret med mængden af ​​jern i vævet og derfor afspejler antallet af USPIO-loaded celler. Vi præsenterer her en protokol til at udføre makrofag imaging ved hjælp USPIO-MR billeddannelse i en dyremodel for septisk arthritis, så en indledende og langsgående in vivo noninvasive evaluering af makrofager infiltration og en vurdering af behandlingen handling.

På ikke-forøgede billeder, præsenterer synovium af inficerede knæ diffus hævelse af mellemliggende signal, der er ikke skelnes fra omgivende bløde væv, mens lårben og patella fremstår som lave signalværdier strukturer (figur 1). På USPIO-forbedrede billeder, vil 24 timer efter kontrastmidlet administration, synovial område indeholdende USPIO-loaded makrofager demonstrere signaltab (figur 1 og 2). Makr...

Watch this Scientific Journal Video about In vivo Macrophage Imaging Using MR Targeted Contrast Agent for Longitudinal Evaluation of Septic Arthritis at JoVE.com

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

Vi viser, hvordan du udfører makrofag MR billeddannelse ved hjælp ultrasmall superparamagnetisk kontraststof (USPIO) i septisk arthritis, så en indledende og langsgående<em&gt; In vivo</em&gt; Non-invasiv vurdering af makrofager infiltration og en vurdering af behandlingen effekt.

In vivo Makrofag Imaging Brug MR Målrettet kontrastmiddel til Longitudinal Evaluering af septisk arthritis

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

Research

JoVE Journal

Medicine

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

Contrast Enhanced Vessel Imaging using MicroCT

Microscopic computed tomography (microCT) offers high-resolution volumetric imaging of the anatomy of living small animals. However, the contrast between ...

Longitudinal Evaluation of Mouse Hind Limb Bone Loss After Spinal Cord Injury using Novel, in vivo, Methodology

Longitudinal Evaluation of Mouse Hind Limb Bone Loss After Spinal Cord Injury using Novel, in vivo, Methodology

Longitudinal Evaluering af Mouse Hind Limb knogletab Efter Rygmarvsskader med Roman, In vivo, Metodologi

Spinal cord injury (SCI) is often accompanied by osteoporosis in the sublesional regions of the pelvis and lower extremities, leading to a higher ...

Transplantation into the Anterior Chamber of the Eye for Longitudinal, Non-invasive In vivo Imaging with Single-cell Resolution in Real-time

Transplantation into the Anterior Chamber of the Eye for Longitudinal, Non-invasive In vivo Imaging with Single-cell Resolution in Real-time

Transplantation ind i det forreste kammer i øjet til langsgående, ikke-invasiv<em&gt; In vivo</em&gt; Imaging med Single-celle Opløsning i realtid

Intravital imaging has emerged as an indispensable tool in biological research.  In the process, many imaging techniques have been developed to study ...

MR Molecular Imaging of Prostate Cancer with a Small Molecular CLT1 Peptide Targeted Contrast Agent

MR Molekylær Billeddannelse af prostatakræft med en lille Molecular CLT1 peptid til Contrast Agent

Tumor extracellular  matrix has abundance of cancer related proteins that can be used as biomarkers  for cancer molecular imaging. In this work,  we ...

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

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

In Vivo Optical Imaging af hjernetumorer og Gigt Brug Fluorescent SAPC-DOPS Nanovesicles

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

Longitudinal In Vivo Imaging of the Cerebrovasculature: Relevance to CNS Diseases

Longitudinal In Vivo Imaging of the Cerebrovasculature: Relevance to CNS Diseases

Longitudinal<em&gt; In vivo</em&gt; Imaging af Cerebrovasculature: Relevans til CNS-sygdomme

Remodeling of the brain vasculature is a common trait of brain pathologies. In vivo imaging techniques are fundamental to detect cerebrovascular ...

Phase Contrast Magnetic Resonance Imaging in the Rat Common Carotid Artery

Fase kontrast magnetisk resonans i rotte fælles halspulsåren

Phase contrast magnetic resonance imaging (PC-MRI) is a noninvasive approach that can quantify flow-related parameters such as blood flow. Previous ...

Quantitative [18F]-Naf-PET-MRI Analysis for the Evaluation of Dynamic Bone Turnover in a Patient with Facetogenic Low Back Pain

Quantitative [18F]-Naf-PET-MRI Analysis for the Evaluation of Dynamic Bone Turnover in a Patient with Facetogenic Low Back Pain

Kvantitativ [18F]-NAF-Pet-MRI-analyse til vurdering af dynamisk knogleomsætning hos en patient med Facetogen lændesmerter

Imaging techniques that reflect dynamic bone turnover may aid in characterizing a wide range of bone pathologies. Bone is a dynamic tissue undergoing ...

Quantitative Mapping of Specific Ventilation in the Human Lung using Proton Magnetic Resonance Imaging and Oxygen as a Contrast Agent

Kvantitativ kortlægning af specifik ventilation i den menneskelige lunge ved hjælp af Proton magnetisk resonans imaging og ilt som kontrastmiddel

Specific ventilation imaging (SVI) is a functional magnetic resonance imaging technique capable of quantifying specific ventilation &#8213; the ratio of ...

Stabilized Longitudinal In Vivo Cellular-Level Visualization of the Pancreas in a Murine Model with a Pancreatic Intravital Imaging Window

Stabilized Longitudinal In Vivo Cellular-Level Visualization of the Pancreas in a Murine Model with a Pancreatic Intravital Imaging Window

Stabiliseret langsgående In Vivo Cellular-Niveau Visualisering af bugspytkirtlen i en Murine Model med en Pancreas Intravital Imaging Window

Direct in vivo cellular-resolution imaging of the pancreas in a live small animal model has been technically challenging. A recent intravital imaging ...