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 tackar F. Bierry för hjälp i videoproduktion och redigering.

Alla förfaranden som innefattar djurförsök har godkänts av Universitetssjukhuset Institutional Animal Care kommittén. Ett. Intraartikulär Bakteriell Inokulering <ol><li> Före injektion söva kaniner genom intramuskulär injektion av ketamin (30 mg / kg kroppsvikt) blandat med xylazin (4 mg / kg) inom Erector Spinae muskel. Se till djuren är helt bedövad genom att kontrollera att de inte svarar på tass nypa. Detta protokoll ger tillräcklig anestesi för intraartikulär injektion ...

<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>

Medan ospecifika gadolinium-baserade kontrastmedel ger information om volym och perfusion av det extracellulära utrymmet, gör makrofag avbildning av USPIO-förstärkt MR en exakt anatomisk lokalisering och en kvalitativ utvärdering av makrofaginfiltrering inom infekterade synovialmembran utan behov av vävnad provtagning 9. På grund av deras höga känslighet, kan USPIO påvisa ens subtila cellulära infiltrera närvarande i de tidiga faserna av infektionen. Under framgångsrik antibiotikabehandling, efte...

Magnetisk resonanstomografi (MRT) anses vara den avbildning modalitet i valet för demonstration av infektiös synovit grund av sin höga rumsliga upplösning och mjukdelar kontrast. Signal Observerade förändringar på MRI i artrit låg T1 och T2 hög signal vilket speglar den ökade närvaron av extracellulärt vattenhalt, och en markant förbättring efter gadolinium baserat-kontrastmedel administration, överensstämmer med histologiskt fynd av ökad vaskularitet grund av vasodilatation och angiogenes 1. Ändå är MRI ofta inte kan visa upplösningen av infektion under antibiotikabehandling som ihållande förbättring kan observeras i lederna hos patienter med kliniskt och biologiskt läkt septisk artrit på grund av ihållande förstorad extracellulära rummet (granulationsvävnad, fibrotisk ärr) 2. Förutom extracellulära förändringar, inflammatoriska celler inkluderande en intensiv rekrytering av makrofager infiltrera massivt inkas synovia. Makrofager spelar en viktig roll i både akuta och kroniska fasen av bakteriell infektion 3. De inducerar inflammatoriska reaktionen som krävs för att utrota patogena mikroorganismer, och samordna inflammation upplösning, såsom makrofag-inducerad inflammation kvarstår så länge nekrotiska vävnad inte tas bort, förhindrar reparation för att börja 4. Således kan en minskning av makrofaginfiltrering inom infekterade synovia efter effektiv terapi vara en tillförlitlig indikator på upplösningen av infektionen. Cellular Imaging kan visa specifik cellulär infiltration i patologisk vävnad. Specifik makrofag MR avbildning med riktade kontrastmedel allmänt har undersökts och har visat sin förmåga att visa ledinflammation eller infektion 5-7. Efter intravenös injektion, är sådana riktade kontrastmedel såsom USPIO (ultrasmall superparamagnetiska järnoxider) partiklar tas upp av fagocytiska celler såsom makrofager och,på grund av deras magnetiska egenskaper, inducera signalen ändras i vävnader som uppvisar makrofaginfiltrering 8. Den längsgående uppföljning av de MR-signalen ändras terapi möjliggör en in vivo noninvasive utvärdering av makrofag-infiltrering, och en minskning av USPIO loaded-makrofager relaterade signalförändringar skulle visa terapi framgång. Syftet med denna rapport är att presentera hur man utför makrofag MR till noninvasively övervaka septisk artrit genom att visa en minskning av makrofaginfiltrering inom 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 är viktiga-celler i initiering, utveckling och reglering av det inflammatoriska svaret på bakteriell infektion. Makrofager intensivt och alltmer rekryteras i septiska lederna från de tidiga faserna av infektionen och infiltration är tänkt att regrediera gång effektiv borttagning av patogener uppnås. Förmågan att identifiera in vivo makrofagaktiviteten i en infekterad gemensamt kan därför ge två huvudsakliga användningsområden: tidig upptäckt av akut synovit och övervakning av behandlingen. In vivo noninvasive detektering av makrofager kan utföras med magnetisk resonans avbildning med järn nanopartiklar såsom ultrasmall superparamagnetisk järnoxid (USPIO). Efter intravaskulär eller intraartikulär administrering USPIO specifikt fagocyterats av aktiverade makrofager, och, på grund av sina magnetiska egenskaper, inducerar signalen ändras i vävnader som uppvisar makrofaginfiltrering. En quantitative utvärdering av infiltratet är genomförbart, eftersom området med signalförlust (antal mörka bildpunkter) observeras på gradienteko MR-bilder efter partiklar injektion är korrelerad med mängden järn i vävnaden och därför återspeglar antalet USPIO-laddade celler. Vi presenterar här ett protokoll för att utföra makrofag avbildning med USPIO-förstärkt MR i en djurmodell av septisk artrit, vilket en inledande och longitudinell in vivo noninvasiv utvärdering av makrofager infiltration och en bedömning av terapi åtgärd.

På icke kontrastförstärkt bilder, presenterar synoviumen av infekterade knän en diffus svullnad av intermediär signal som är icke särskiljas från omgivande mjukdelar, medan lårbenet och patella visas som låga signalnivåer strukturer (Figur 1). På USPIO-förstärkta bilder, kommer 24 timmar efter kontrastmedlet administration, synovial område som innehåller USPIO-lastade makrofager visa signalförlust (figur 1 och 2). <p cla...

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 visar hur du utför makrofag MR avbildning med ultrasmall agent superparamagnetisk kontrast (USPIO) i septisk artrit, vilket en inledande och longitudinell<em&gt; In vivo</em&gt; Non-invasiv bedömning av makrofager infiltration och en bedömning av terapi effekt.

In vivo Macrophage avbildning med MR Riktad kontrastmedel för Längsgående Utvärdering av septisk artrit

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

Contrast Enhanced Vessel avbildning med 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

Längsgående Utvärdering av Mouse bakbenen benförlust efter ryggmärgsskada med Novel, In vivo, Metodik

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 in i den främre ögonkammaren för längsgående, icke-invasiv<em&gt; In vivo</em&gt; Imaging med encelliga Upplösning 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 Molecular Imaging av prostatacancer med en liten molekylär CLT1 Peptide riktad kontrastmedel

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 Optisk avbildning av hjärntumörer och Artrit med fluorescerande 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

longitudinell<em&gt; In Vivo</em&gt; Avbildning av Cerebrovasculature Relevans till CNS-sjukdomar

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

Magnetröntgen i fas kontrast i den gemensamma halspulsådern råtta

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-analys för utvärdering av dynamisk benomsättning hos en patient med Facetogen ländryggsmärta

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 kart läggning av specifik ventilation i Human lung med Proton Magnetic resonanstomografi och syre som kontrast medel

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

Stabiliserad longitudinell in vivo-visualisering på cellulär nivå av bukspottkörteln i en murinmodell med ett intravitalt bildfönster i bukspottskörteln

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