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

Nous remercions sincèrement F. Bierry pour l&#39;aide à la production et le montage vidéo.

Toutes les procédures impliquant des sujets animaux ont été approuvés par le comité d&#39;Institutional Animal Care Centre Hospitalier Universitaire. 1. L&#39;inoculation bactérienne intra-articulaire <ol><li> Avant l&#39;injection, anesthésier lapins par injection intramusculaire de kétamine (30 mg / kg de poids corporel) mélangé avec de la xylazine (4 mg / kg) dans les muscles spinaux. S&#39;assurer que les animaux sont complètement anesthésiés en vérifiant qu&#39;ils ne pa...

<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>

Alors que les agents de contraste à base de gadolinium non spécifiques fournissent des informations sur le volume et la perfusion de l&#39;espace extracellulaire, l&#39;imagerie macrophage par USPIO-enhanced MR permet une localisation anatomique précise et une évaluation qualitative de l&#39;infiltration macrophagique au sein de la synoviale infecté sans avoir besoin de prélèvement de tissu 9. En raison de leur grande sensibilité, USPIO peut démontrer, même subtile infiltrat cellulaire présent dans...

L&#39;imagerie par résonance magnétique (IRM) est considéré comme la modalité d&#39;imagerie de choix pour la manifestation de la synovite infectieuse due à sa haute résolution spatiale et le contraste des tissus mous. changements de signaux observés à l&#39;IRM dans l&#39;arthrite faible T1 et un signal élevé T2 reflète la présence accrue de la teneur en eau extracellulaire et une amélioration marquée après l&#39;administration de l&#39;agent à base de gadolinium, en conformité avec les histologiquement conclusions d&#39;augmentation de la vascularisation en raison de la vasodilatation et l&#39;angiogenèse 1. Néanmoins, l&#39;IRM est souvent incapable de démontrer la résolution de l&#39;infection pendant le traitement antibiotique que l&#39;amélioration persistante peut être observé dans les articulations des patients atteints d&#39;arthrite septique cliniquement et biologiquement guéri en raison de la persistance de l&#39;espace extracellulaire agrandie (tissu de granulation, cicatrice fibreuse) 2. Outre les changements extracellulaires, les cellules inflammatoires, notamment un recrutement intense de macrophages infiltrent massivement dans l&#39;infectés synovie. Les macrophages jouent un rôle majeur à la fois dans la phase aiguë et chronique de l&#39;infection bactérienne 3. Ils induisent la réaction inflammatoire nécessaire pour éliminer les micro-organismes pathogènes, et de coordonner la résolution de l&#39;inflammation, comme l&#39;inflammation des macrophages induite persiste aussi longtemps que les tissus nécrotiques ne sont pas supprimés, ce qui empêche la réparation de commencer 4. Ainsi, la réduction de l&#39;infiltration macrophagique au sein de synovie infecté après un traitement efficace peut être un indicateur fiable de la résolution de l&#39;infection. L&#39;imagerie cellulaire est capable de démontrer infiltration cellulaire spécifique à l&#39;intérieur de tissu pathologique. Spécifique IRM macrophage aide ciblée agent de contraste a été largement étudié et a démontré sa capacité à démontrer l&#39;inflammation des articulations ou d&#39;infection 5-7. Après injection intraveineuse, ces agents de contraste ciblées comme USPIO particules (ultrapetites oxydes de fer superparamagnétiques) sont absorbés par les cellules phagocytaires telles que les macrophages et,en raison de leurs propriétés magnétiques, induire des changements de signaux dans les tissus présentant infiltration macrophagique 8. Le suivi longitudinal de ceux MR signal de modifications traitement permet une évaluation non invasive in vivo à l&#39;infiltration des macrophages, et une réduction des USPIO-macrophages chargés changements de signal liées démontrerait le succès de la thérapie. Le but de ce rapport est de présenter comment effectuer l&#39;IRM macrophage de surveiller de manière non invasive arthrite septique en démontrant la réduction de l&#39;infiltration des macrophages dans le liquide synovial.

<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

Les macrophages sont des cellules clés dans l&#39;initiation, le développement et la régulation de la réponse inflammatoire à une infection bactérienne. Les macrophages sont de plus en plus intensive et recrutés dans les articulations septiques dès les premières phases de l&#39;infection et l&#39;infiltration est censé régresser une fois l&#39;élimination efficace des agents pathogènes est obtenue. La capacité d&#39;identifier l&#39;activité des macrophages in vivo dans une articulation infectée peut donc fournir deux applications principales: la détection précoce de la synovite aiguë et le suivi du traitement. In vivo, la détection non invasive des macrophages peut être réalisée avec l&#39;imagerie par résonance magnétique en utilisant des nanoparticules de fer tels que ultrapetites oxyde de fer superparamagnétique (USPIO). Après administration intravasculaire ou intra-articulaire, USPIO sont spécifiquement phagocytées par des macrophages activés, et, en raison de leurs propriétés magnétiques, induire des changements de signaux dans les tissus présentant une infiltration macrophagique. A quantitativl&#39;évaluation de l&#39;e de l&#39;infiltrat est possible, que la zone de perte de signal (nombre de pixels noirs) observée sur gradient echo images par résonance magnétique après que les particules d&#39;injection est en corrélation avec la quantité de fer dans le tissu et reflète donc le nombre de cellules USPIO-chargés. Nous présentons ici un protocole pour réaliser une imagerie de macrophages en utilisant USPIO-l&#39;IRM dans un modèle animal d&#39;arthrite septique, ce qui permet une première et longitudinales dans l&#39;évaluation non invasive in vivo des macrophages infiltration et une évaluation des mesures de thérapie.

Sur les images non améliorés, la synoviale des genoux infectés présente un gonflement diffus du signal intermédiaire qui est non distinguée de tissu mou environnant, tandis que le fémur et la rotule apparaissent comme des structures de signal bas (figure 1). Sur les images USPIO-améliorées, 24 heures après l&#39;administration de l&#39;agent de contraste, la zone synovial contenant macrophages USPIO chargés fera la démonstration de la perte de signal (fig...

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

Nous démontrons comment effectuer l&#39;IRM macrophages en utilisant ultrapetites agent de contraste superparamagnétique (USPIO) dans l&#39;arthrite septique, ce qui permet une première et longitudinale<em&gt; In vivo</em&gt; Évaluation non invasive de macrophages infiltration et une évaluation de l&#39;efficacité du traitement.

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

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

Research

JoVE Journal

Medicine

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

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