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

Agradecemos F. Bierry de assistência na produção e edição de vídeo.

Todos os procedimentos que envolvem seres animais foram aprovados pelo Comitê Institucional Hospital Animal Care University. 1. Inoculação bacteriana intra-articular <ol><li> Antes da injecção, anestesiar coelhos através de uma injecção intramuscular de cetamina (30 mg / kg de peso corporal) misturado com xilazina (4 mg / kg) no músculo eretor espinhal. Certifique-se de animais são totalmente anestesiado, verificando que eles não conseguem responder a pitada pata. Este protocolo...

<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>

Enquanto agentes de contraste à base de gadolínio inespecíficos fornecer informações sobre o volume ea perfusão do espaço extracelular, macrófagos imagem por USPIO-enhanced MR permite a localização anatômica precisa e uma avaliação qualitativa da infiltração de macrófagos no synovium infectado, sem a necessidade de amostras de tecido 9. Devido à sua alta sensibilidade, USPIO pode demonstrar se infiltrar até mesmo sutil celular presente nas fases iniciais da infecção. Sob terapia antibióti...

A ressonância magnética (MRI) é considerada a modalidade de escolha para a demonstração da sinovite infecciosa, devido à sua alta resolução espacial e de contraste de tecido mole. As alterações dos sinais observados na ressonância magnética na artrite baixo sinal T1 e T2 alta refletindo o aumento da presença de teor de água extracelular, e uma melhoria acentuada após a administração do agente baseado em gadolínio, de acordo com os resultados de histologicamente aumento da vascularização devido a vasodilatação ea angiogênese 1. No entanto, é muitas vezes incapaz de MRI para demonstrar a resolução da infecção durante a terapia com antibióticos como reforço persistente pode ser observada nas articulações de pacientes com doença sistémica e artrite séptica biologicamente curado devido à persistência do espaço extracelular alargado (tecido de granulação, cicatriz fibrótica) 2. Além das alterações extracelulares, as células inflamatórias, incluindo o recrutamento de uma intensa infiltração de macrófagos na massivamente atadas sinóvia. Os macrófagos desempenham um papel importante, tanto para a fase aguda e crónica da infecção bacteriana 3. Eles induzir a reacção inflamatória necessária para erradicar microorganismos patogénicos, e coordenar resolução da inflamação, tal como a inflamação induzida por macrófago persiste enquanto tecidos necróticos não são removidos, evitando reparação para começar 4. Assim, a redução de infiltração de macrófagos na sinóvia infectado após a terapia eficiente pode ser um indicador fiável da resolução da infecção. Celular de imagem é capaz de demonstrar a infiltração celular específica dentro do tecido patológico. Específica de macrófagos RM usando direcionados agente de contraste tem sido amplamente investigado e demonstrou a sua capacidade para demonstrar inflamação ou infecção 5-7 conjunta. Depois de injecção intravenosa, tais agentes de contraste específicos, tais como (USPIO ultrasmall óxidos de ferro superparamagnéticos) partículas são tomadas por células fagocíticas, tais como macrófagos e,devido às suas propriedades magnéticas, induzem alterações de sinal nos tecidos que apresentam infiltração de macrófagos 8. O acompanhamento longitudinal dos MR sinal de mudanças terapia permite uma avaliação não invasiva em vivo de infiltração de macrófagos, e uma redução de USPIO carregados-macrófagos mudanças de sinal relacionados demonstraria o sucesso da terapia. O objetivo deste relatório é apresentar como realizar macrófagos ressonância magnética para monitorar de forma não invasiva a artrite séptica, demonstrando a redução da infiltração de macrófagos dentro da sinóvia.

<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

Os macrófagos são células-chave na iniciação, o desenvolvimento e a regulação da resposta inflamatória a uma infecção bacteriana. Os macrófagos são intensivamente e cada vez mais recrutados nas articulações sépticos desde as primeiras fases da infecção e a infiltração é suposto a regredir vez remoção eficiente dos patógenos é obtido. A capacidade de identificar em atividade dos macrófagos in vivo em uma articulação infectada pode, portanto, fornecer duas aplicações principais: a detecção precoce de sinovite aguda e monitorização da terapêutica. In vivo, a detecção não invasiva de macrófagos pode ser realizada por meio da ressonância magnética, utilizando nanopartículas de ferro, tais como óxido de ferro superparamagnético ultrasmall (USPIO). Após administração intravenosa ou intra-articular, USPIO são especificamente fagocitadas por macrófagos ativados e, devido às suas propriedades magnéticas, induzir mudanças de sinal em tecidos que apresentam infiltração de macrófagos. A quantitative avaliação do infiltrado é viável, já que a área com a perda de sinal (número de pixels escuros) observado em imagens de eco de gradiente MR após a injecção de partículas está correlacionado com a quantidade de ferro no tecido e, portanto, reflecte o número de células de USPIO-carregados. Apresentamos aqui um protocolo para realizar imagem macrófagos usando USPIO avançada ressonância magnética em um modelo animal de artrite séptica, permitindo uma inicial e longitudinal na avaliação não invasiva vivo infiltração de macrófagos e uma avaliação das medidas de terapia.

Nas imagens não melhorada, a membrana sinovial de joelhos infectados apresenta um inchaço difuso sinal intermediário que não é distinguível de tecido mole circundante, enquanto fémur e da patela aparecer como estruturas de sinal baixo (Figura 1). Nas imagens USPIO avançada, 24 horas após a administração do agente de contraste, que contém a área sinovial macrófagos USPIO-loaded irá demonstrar a perda de sinal (Figuras 1 e 2). <...

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

Nós demonstramos como realizar macrófagos RM usando ultrasmall agente de contraste superparamagnético (USPIO) na artrite séptica, permitindo uma inicial e longitudinal<em&gt; In vivo</em&gt; Avaliação não-invasiva da infiltração de macrófagos e uma avaliação da eficácia terapêutica.

In vivo macrófagos Imagem Usando MR alvejado agente de contraste para avaliação longitudinal de artrite séptica

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

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