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 takker F. BIERRY for assistanse i videoproduksjon og redigering.

Alle prosedyrer som involverer dyr fag har blitt godkjent av Universitetssykehuset Institutional Animal Care komiteen. En. Intraarticular Bakteriell Inoculation <ol><li> Før injeksjon anesthetize kaniner ved hjelp av intramuskulær injeksjon av ketamin (30 mg / kg kroppsvekt) som er blandet med xylazin (4 mg / kg) i løpet av Erector spinae muskel. Sikre dyrene er fullt bedøvet ved å sjekke at de ikke klarer å svare på labben klemme. Denne protokollen gir tilstrekkelig anestesi for in...

<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 uspesifikke gadolinium-baserte kontrastmidler gi informasjon om volum og perfusjon av ekstracellulært rom, kan makrofag avbildning av USPIO-enhanced MR en presis anatomisk lokalisering og en kvalitativ vurdering av makrofaginfiltrering innen infiserte synovium uten behov for prøvetaking av vev ni. På grunn av sin høye følsomhet, kan USPIO demonstrere selv subtile cellular infiltrere stede i de tidlige fasene av infeksjon. Under vellykket antibiotikabehandling patogener blir progressivt fjernet, er d...

Magnetic resonance imaging (MRI) er ansett å være den avbildningsfunksjonalitet valgfrihet for demonstrasjon av smittsomme synovitis grunn av høy romlig oppløsning og bløtvev kontrast. Signal observerte endringene på MR i leddgikt lav T1 og høy T2 signal gjenspeiler økt nærvær av ekstracellulær vanninnhold, og en markert forbedring etter gadolinium basert-kontrastmiddel administrasjon, i samsvar med histologisk funn av økt vascularity grunn til vasodilatasjon og angiogenese en. Likevel er MR ofte ikke i stand til å demonstrere oppløsning for smitte under antibiotikabehandling som vedvarende forbedring kan observeres i leddene av pasienter med klinisk og biologisk helbredet septisk artritt skyldes vedvarende forstørret ekstracellulært rom (granulasjonsvev, fibrotic arr) 2. Foruten ekstracellulære endringer, inflammatoriske celler, inkludert en intens rekruttering av makrofager massivt infiltrere ifullkommengjort synovia. Makrofager spiller en viktig rolle i både den akutte og kroniske fase av bakteriell infeksjon 3.. De indusere den inflammatoriske reaksjon som kreves for å fjerne patogene mikroorganismer, og koordinere betennelse oppløsning, som makrofag-indusert inflammasjon vedvarer så lenge som nekrotiske vev ikke er fjernet, forhindrer reparasjon å begynne 4.. Dermed kan reduksjonen av makrofaginfiltrering innen infiserte synovia etter effektiv terapi være en pålitelig indikator for oppløsningen av infeksjonen. Cellular bildebehandling er i stand til å demonstrere bestemt cellulær infiltrasjon inne patologisk vev. Spesifikk makrofag MR avbildning ved hjelp av målrettet kontrastmiddel har vært mye undersøkt og har vist sin evne til å demonstrere felles betennelse eller infeksjon 5-7. Etter intravenøs injeksjon, er slike målrettede kontrastmidler som USPIO (ultrasmall superparamagnetiske jernoksider) partiklene tatt opp av fagocytiske celler slik som makrofager og,på grunn av deres magnetiske egenskaper, indusere signal endringer i vev presentere makrofaginfiltrering åtte. Den langsgående oppfølging av de MR signal endringer terapi gir en in vivo-invasiv evaluering av makrofaginfiltrering, og en reduksjon på USPIO lastet-makrofager relaterte signalendringer ville demonstrere terapi suksess. Hensikten med denne rapporten er å presentere hvordan du utfører makrofag MR imaging til invasivt overvåke septisk artritt ved å demonstrere reduksjon av makrofaginfiltrering innenfor 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 nøkkel-celler i initiering, utvikling og reguleringen av den inflammatoriske respons på bakteriell infeksjon. Makrofager er intensivt og i økende grad rekruttert i septisk leddene fra de tidlige fasene av infeksjon og infiltrasjon er ment å regress gang effektiv fjerning av patogener oppnås. Evnen til å identifisere in vivo makrofager aktivitet i en infisert felles kan derfor gi to viktigste programmene: Tidlig påvisning av akutt synovitt og overvåking av behandlingen. In vivo-invasiv påvisning av makrofager kan utføres med magnetic resonance imaging bruker jern nanopartikler som ultrasmall superparamagnetiske jernoksid (USPIO). Etter intravaskulær eller intraartikulær administrasjon, er USPIO spesielt phagocytized av aktiverte makrofager, og på grunn av deres magnetiske egenskaper, indusere signal forandringer i vev presentere makrofaginfiltrering. En quantitative evaluering av infiltrere er gjennomførbart, som området med signaltap (antall mørke piksler) observert på gradient ekko-MR-bilder etter injeksjon partikler er korrelert med mengden av jern i vevet og således reflekterer antall USPIO-lastede celler. Vi presenterer her en protokoll for å utføre makrofag avbildning ved hjelp USPIO-enhanced MR i en dyremodell av septisk artritt, slik at en innledende og langsgående in vivo-invasiv evaluering av makrofager infiltrasjon og en vurdering av terapi handling.

På unenhanced bilder, presenterer synovium av infiserte knær en diffus hevelse av mellomliggende signal som ikke kan skjelnes fra det omgivende myke vev, mens femur og patella vises så lave signalnivåer strukturer (figur 1). På USPIO-forbedrede bilder, vil 24 timer etter at kontrastmiddelet administrasjon, synovial område inneholdende USPIO-lastet makrofager demonstrere signaltap (figur 1 og 2). Makrofaginf...

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 utfører makrofag MR avbildning ved hjelp ultrasmall superparamagnetiske kontrastmiddel (USPIO) i septisk artritt, slik at en innledende og langsgående<em&gt; In vivo</em&gt; Ikke-invasiv evaluering av makrofager infiltrering og en vurdering av terapien effekt.

In vivo Macrophage Imaging bruke MR Målrettet kontrastmiddel for Langsgående Evaluering av septisk artritt

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

Langsgående Evaluering av Mouse Hind Limb Bone tap etter ryggmargsskade bruke Novel, In vivo Methodology

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

Transplantasjon i fremre kammer av øyet for Longitudinal, Ikke-invasive<em&gt; In vivo</em&gt; Imaging med encellede oppløsning i sanntid

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 Molecular Imaging av prostatakreft med en liten Molecular CLT1 Peptide målrettet kontrastmiddel

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

I Vivo Optisk Imaging av hjernesvulster og leddgikt Bruke 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; I Vivo</em&gt; Imaging av Cerebrovasculature: Relevans til CNS sykdommer

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 Imaging i rotte carotis communis

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 for evalueringen av drivkraft benomsetning inne en pasient med Facetogenic lav Ryggsmerte

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 kartlegging av spesifikk ventilasjon i Human Lung bruker Proton magnetisk resonans imaging og oksygen som kontrast agent

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

Stabilisert langsgående in vivo-mobilnivåvisualisering av bukspyttkjertelen i en murinemodell med et intravitalt bildevindu i bukspyttkjertelen

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