Name: in vivo 19f mri for cell tracking
Uploaded: 2013-11-25T21:10:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about In vivo 19F MRI for Cell Tracking at JoVE.com

Wij willen Nadine Henn en Arend Heerschap erkennen voor hun waardevolle hulp. Dit werk werd ondersteund door het Nederland Instituut voor Regeneratieve Geneeskunde (NIRM, FES0908), het EU FP7 programma ENCITE (HEALTH-F5-2008-201842) en TargetBraIn (HEALTH-F2-2012-279017), een subsidie ​​van de Volkswagen Foundation ( I/83 443), Nederland Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek (VENI 700.10.409 en Vidi 917.76.363), ERC (Advanced Grant 269.019), en de Radboud Universiteit Nijmegen Medisch Centrum (AGIKO-2008-2-4).

Opmerking: Alle experimenten en procedures waarbij dieren moeten worden uitgevoerd in overeenstemming met de relevante ethische richtlijnen uitgevoerd en conform met standaard verzorging van dieren en humane eisen. 1. Cell Labeling (Standard Protocol met co-incubatie) <ol><li> Voeg 19 F label 8 onrijpe DCs bij een concentratie van 4 mg/10 6 cellen (in 2 ml medium). Roer voorzichtig te mengen. </li><li> Incubeer de cellen met het label voor 3 dagen voor het ...

<ol>
	<li>Srinivas, 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=Imaging+of+cellular+therapies.">Imaging of cellular therapies.</a> Adv. Drug Deliv. Rev. 62, 1080-1093 (2010).</li><li>de Vries, I. J., 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=Magnetic+resonance+tracking+of+dendritic+cells+in+melanoma+patients+for+monitoring+of+cellular+therapy.">Magnetic resonance tracking of dendritic cells in melanoma patients for monitoring of cellular therapy.</a> Nat. Biotechnol. 23, 1407-1413 (2005).</li><li>Srinivas, M., Heerschap, A., Ahrens, E. T., Figdor, C. G., de Vries, I. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=MRI+for+quantitative+in+vivo+cell+tracking.">MRI for quantitative in vivo cell tracking.</a> Trends Biotechnol. 28, 363-370 (2010).</li><li>Ruiz-Cabello, J., Barnett, B. P., Bottomley, P. A., Bulte, J. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fluorine+(19F)+MRS+and+MRI+in+biomedicine.">Fluorine (19F) MRS and MRI in biomedicine.</a> NMR Biomed. 24, 114-129 (2011).</li><li>Stoll, G., Basse-Lusebrink, T., Weise, G., Jakob, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Visualization+of+inflammation+using+19F-magnetic+resonance+imaging+and+perfluorocarbons.">Visualization of inflammation using 19F-magnetic resonance imaging and perfluorocarbons.</a> Wires Nanomed. Nanobiol. 4, 438-447 (2012).</li><li>Srinivas, M., Boehm-Sturm, P., Figdor, C. G., de Vries, I. J., Hoehn, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Labeling+cells+for+in+vivo+tracking+using+(19)F.">Labeling cells for in vivo tracking using (19)F.</a> MRI. Biomaterials. 33, 8830-8840 (2012).</li><li>Ahrens, E. T., Flores, R., Xu, H., Morel, P. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+vivo+imaging+platform+for+tracking+immunotherapeutic+cells.">In vivo imaging platform for tracking immunotherapeutic cells.</a> Nat. Biotechnol. 23, 983-987 (2005).</li><li>Srinivas, 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=Customizable,+multi-functional+fluorocarbon+nanoparticles+for+quantitative+in+vivo+imaging+using+19F+MRI+and+optical+imaging.">Customizable, multi-functional fluorocarbon nanoparticles for quantitative in vivo imaging using 19F MRI and optical imaging.</a> Biomaterials. 31, 7070-7077 (2010).</li><li>Boehm-Sturm, P., Mengler, L., Wecker, S., Hoehn, M., Kallur, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+vivo+tracking+of+human+neural+stem+cells+with+19F+magnetic+resonance+imaging.">In vivo tracking of human neural stem cells with 19F magnetic resonance imaging.</a> PLoS One. 6, e29040 (2011).</li><li>Srinivas, 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=In+vivo+cytometry+of+antigen-specific+t+cells+using+(19)F.">In vivo cytometry of antigen-specific t cells using (19)F.</a> MRI. Magn. Reson. Med. , (2009).</li><li>Srinivas, M., Morel, P. A., Ernst, L. A., Laidlaw, D. H., Ahrens, E. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fluorine-19+MRI+for+visualization+and+quantification+of+cell+migration+in+a+diabetes+model.">Fluorine-19 MRI for visualization and quantification of cell migration in a diabetes model.</a> Magn. Reson. Med. 58, 725-734 (2007).</li><li>Mangala Srinivas, E. T. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cellular+labeling+and+quantification+for+nuclear+magnetic+resonance+techniques.">Cellular labeling and quantification for nuclear magnetic resonance techniques.</a> US patent. , (2007).</li><li>Boehm-Sturm, P., Pracht, E. D., Aswendt, M., Henn, N., Hoehn, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Proceedings of the International Society for Magnetic Resonance in Medicine. , (2012).</li><li>Insko, E. K., Bolinger, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mapping+of+the+Radiofrequency+Field.">Mapping of the Radiofrequency Field.</a> J. Magn. Res. A. 103, 82-85 (1993).</li><li>Haacke, E. M., Brown, R. W., Thompson, M. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Magnetic resonance imaging: physical principles and sequence design. , (1999).</li><li>Scheffler, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+pictorial+description+of+steady-states+in+rapid+magnetic+resonance+imaging.">A pictorial description of steady-states in rapid magnetic resonance imaging.</a> Concepts Magn. Res. 11, 291-304 (1999).</li><li>Firbank, M. J., Coulthard, A., Harrison, R. M., Williams, E. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+comparison+of+two+methods+for+measuring+the+signal+to+noise+ratio+on+MR+images.">A comparison of two methods for measuring the signal to noise ratio on MR images.</a> Phys. Med. Biol. 44, 261-264 (1999).</li><li>de Chickera, S. N., 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=Labelling+dendritic+cells+with+SPIO+has+implications+for+their+subsequent+in+vivo+migration+as+assessed+with+cellular+MRI.">Labelling dendritic cells with SPIO has implications for their subsequent in vivo migration as assessed with cellular MRI.</a> Contrast Media Mol. Imaging. 6, 314-327 (2011).</li></ol>

Het protocol hier beschreven wordt de algemene procedure voor in vivo 19 F MRI cell tracking. Ondanks de beschreven co-incubatie methode, zijn er verschillende protocollen voor het labelen van cellen met een 19F middel. Echter, de co-incubatie meest gebruikt en kan verder worden geoptimaliseerd bijvoorbeeld door toevoeging van transfectie agentia 6. De werkelijke cel labeling protocol afhankelijk van het celtype. Enige sleutel etikettering stappen worden beschreven in h...

In vivo cell tracking is essentieel voor de optimalisatie en monitoring van cellulaire therapieën 1. Door de invasieve aard, weergave biedt uitstekende mogelijkheden om cellen in vivo te controleren. Magnetic Resonance Imaging (MRI) is onafhankelijk van ioniserende straling en zorgt voor een superieure imaging resolutie en intrinsieke wekedelencontrast. MRI-gebaseerde cell tracking is al klinisch gebruikt om dendritische cellen bij patiënten met melanoom 2 volgen. Conventionele MRI wordt uitgevoerd op de 1H kern, aanwezig in de mobiele water in de weefsels worden uitgevoerd. Het is ook mogelijk om MRI te voeren op andere actieve kernen, zoals 13C, 19F en 23 Na. Echter slechts 19F MRI wordt toegepast om in vivo cell tracking omdat daarmee de hoogste gevoeligheid na 1 H. Aangezien MRI detecteerbaar endogeen 19F in weefsels maakt hoge signaal selectiviteit voor dedetectie van exogene 19 F contrastmiddelen en maakt kwantificering van fluorconcentratie rechtstreeks van de beeldgegevens. Voor een gedetailleerde bespreking van 19 F MRI, zie 3-5. Een belangrijk probleem met 19F MRI is de noodzaak om en optimaliseren geschikte 19F cel etiketten, hoewel verscheidene labels ontwikkeld met een trend naar multimodale middelen 6. Het protocol hier beschreven is gebaseerd op studies door onze groep 7-9, inclusief de eerste artikelen die in vivo kwantitatief 19F MRI-gebaseerde mobiele 10,11 volgen beschreven. De algemene procedure van cell tracking met 19F MRI wordt samengevat in figuur 1. We beschrijven een algemeen protocol voor de etikettering en de beeldvorming van dendritische cellen (DC&#39;s) met behulp van een op maat gemaakte perfluorocarbon contrastmiddel 8. De beeldvormingstechniek is algemeen toepasbaar voor verschillende celtypen, etiketten en diermodellen. Deceltype en diermodel beschreven dienen slechts als voorbeeld, en dus we geen details over de cel isolatie en etikettering, maar zich op de beeldvormingstechniek. Wijzigingen zullen nodig zijn voor elk label, celtype, diermodel, en imaging worden ingesteld, en deze zijn te vinden in de literatuur of moet worden geoptimaliseerd door de onderzoekers. Enkele algemene wijzigingen in de discussie.

<table border="1">
		<tbody>
		 <tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>REAGENTS</td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>PBS</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>MFCD00131855</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>TFA</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>76-05-1 </td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Ketamine (Ketavet)</td>
			<td>Pfizer</td>
			<td>778-551</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Xylazine (Rompun)</td>
			<td>Bayer</td>
			<td>QN05 cm92</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Ophtosan </td>
			<td>Produlab Pharma</td>
			<td>2702</td>
			<td>eye ointment</td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Material name </td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>MRI scanner</td>
			<td>Bruker Biospec</td>
			<td></td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>NMR spectrometer</td>
			<td>Bruker Biospec</td>
			<td></td>
			<td></td>
		 </tr>
		</tbody>
 </table>

in vivo 19f mri for cell tracking

In vivo 19 laat F MRI kwantitatieve cell tracking zonder het gebruik van ioniserende straling. Het is een niet-invasieve techniek die kan worden toegepast op de mens. We beschrijven hier een algemeen protocol voor mobiele etikettering, beeldvorming, en beeldverwerking. De techniek is toepasbaar op verschillende soorten cellen en diermodellen, hoewel hier richten we ons op een typische muismodel voor het bijhouden muizen immuuncellen. De belangrijkste onderwerpen voor mobiele etikettering worden beschreven, omdat deze voor alle modellen relevant zijn. Ook worden verschillende beeldparameters genoemd, hoewel de details zullen verschillen afhankelijk van het MRI systeem en de specifieke configuratie. Ten slotte hebben we onder andere een beeldverwerking protocol voor kwantificering. Variaties voor deze, en andere delen van het protocol, worden beoordeeld in het hoofdstuk discussie. Op basis van de hier beschreven gedetailleerde procedure, moet de gebruiker het protocol aan te passen voor elk specifiek celtype, cellabel, diermodel, en imaging opstart. Merk op dat de pROTOCOL kan ook worden aangepast voor menselijk gebruik, zolang klinische beperkingen wordt voldaan.

Hier tonen we de typische resultaten voor een protocol waarbij de overdracht van 19F-gelabelde cellen homing een drainerende lymfeklier. Figuur 2 toont een 19F-NMR-spectrum van 10 6 gemerkte cellen met een TFA referentie. De beeldvorming opstart werd uitgevoerd zoals beschreven in het protocol (Figuur 3). Voor de in vivo beeldvorming, gebruikten we een referentie uit een afgedichte cilinder met hetzelfde etiket voor de cellen geplaatst tussen de...

Watch this Scientific Journal Video about In vivo 19F MRI for Cell Tracking at JoVE.com

In vivo 19F MRI for Cell Tracking

We beschrijven een algemeen protocol voor in vivo cell tracking met MRI in een muismodel met ex vivo gemerkte cellen. Een typische protocol voor mobiele etikettering, beeldaanwinst verwerking en kwantificering is inbegrepen.

In vivo 19 F MRI voor mobiele Tracking

In vivo 19F MRI allows quantitative cell tracking without the use of ionizing radiation. It is a noninvasive technique that can be applied to humans. ...

Research

JoVE Journal

Medicine

In vivo 19F MRI for Cell Tracking

Sequential In vivo Imaging of Osteogenic Stem/Progenitor Cells During Fracture Repair

Sequential In vivo Imaging of Osteogenic Stem/Progenitor Cells During Fracture Repair

Sequentiële<em&gt; In vivo</em&gt; Imaging van Osteogeen Stam / progenitorcellen Tijdens Fracture Repair

Bone turns over continuously and is highly regenerative following injury. Osteogenic stem/progenitor cells have long been hypothesized to exist, but in ...

Candida albicans Biofilm Development on Medically-relevant Foreign Bodies in a Mouse Subcutaneous Model Followed by Bioluminescence Imaging

Candida albicans Biofilm Development on Medically-relevant Foreign Bodies in a Mouse Subcutaneous Model Followed by Bioluminescence Imaging

Candida albicans biofilm ontwikkeling op medisch-relevante vreemde lichamen in een muis Subcutane Model Gevolgd door bioluminescentiebeeldvorming

Candida albicans biofilm development on biotic and/or abiotic surfaces represents a specific threat for hospitalized patients. So far, C. albicans ...

Non-fluoroscopic Catheter Tracking for Fluoroscopy Reduction in Interventional Electrophysiology

Non-fluoroscopische Catheter Tracking voor Fluoroscopie Vermindering Interventional Electrofysiologie

A technological platform (MediGuide) has been recently introduced for non-fluoroscopic catheter tracking. In several studies, we have demonstrated that ...

In Vivo Imaging and Tracking of Technetium-99m Labeled Bone Marrow Mesenchymal Stem Cells in Equine Tendinopathy

In Vivo Imaging and Tracking of Technetium-99m Labeled Bone Marrow Mesenchymal Stem Cells in Equine Tendinopathy

In vivo beeldvorming en bijhouden van Technetium-99m gelabelde beenmerg mesenchymale stamcellen in Equine tendinopathie

Recent advances in the application of bone marrow mesenchymal stem cells (BMMSC) for the treatment of tendon and ligament injuries in the horse suggest ...

Use of Ultra-high Field MRI in Small Rodent Models of Polycystic Kidney Disease for In Vivo Phenotyping and Drug Monitoring

Use of Ultra-high Field MRI in Small Rodent Models of Polycystic Kidney Disease for In Vivo Phenotyping and Drug Monitoring

Het gebruik van ultra-hoge gebied MRI in kleine knaagdieren Modellen van Polycystic voor<em&gt; In Vivo</em&gt; Fenotypering and Drug Monitoring

Several in vivo pre-clinical studies in Polycystic Kidney Disease (PKD) utilize orthologous rodent models to identify and study the genetic and molecular ...

Studying Pancreatic Cancer Stem Cell Characteristics for Developing New Treatment Strategies

Studeren alvleesklier- Stamcel Kenmerken voor het ontwikkelen van nieuwe behandelingsstrategieën

Pancreatic ductal adenocarcinoma (PDAC) contains a subset of exclusively tumorigenic cancer stem cells (CSCs) which have been shown to drive tumor ...

Depletion of Mouse Cells from Human Tumor Xenografts Significantly Improves Downstream Analysis of Target Cells

Uitputting van de Muis Cellen van geënte, humane tumoren verbetert Downstream Analyse van Target Cellen

The use of in vitro cell line models for cancer research has been a useful tool. However, it has been shown that these models fail to reliably mimic ...

In Vivo Tracking of Edema Development and Microvascular Pathology in a Model of Experimental Cerebral Malaria Using Magnetic Resonance Imaging

In Vivo Tracking of Edema Development and Microvascular Pathology in a Model of Experimental Cerebral Malaria Using Magnetic Resonance Imaging

In vivo Tracking van Oedema Ontwikkeling En Microvasculaire Patologie In Een Model Van Experimentele Cerebrale Malaria Met Magnetic Resonance Imaging

Cerebral malaria is a sign of severe malarial disease and is often a harbinger of death. While aggressive management can be life-saving, the detection of ...

In Vivo Evaluation of Fracture Callus Development During Bone Healing in Mice Using an MRI-compatible Osteosynthesis Device for the Mouse Femur

In Vivo Evaluation of Fracture Callus Development During Bone Healing in Mice Using an MRI-compatible Osteosynthesis Device for the Mouse Femur

In Vivo Evaluatie van de fractuur Callus ontwikkeling tijdens het bot genezing in muizen met behulp van een MRI-compatibele osteosynthese apparaat voor de muis dijbeen

Endochondral fracture healing is a complex process involving the development of fibrous, cartilaginous, and osseous tissue in the fracture callus. The ...

Whole-brain Segmentation and Change-point Analysis of Anatomical Brain MRI&#8212;Application in Premanifest Huntington's Disease

Whole-brain Segmentation and Change-point Analysis of Anatomical Brain MRIÃƒÆ’Ã‚Â¢ÃƒÂ¢Ã¢â‚¬Å¡Ã‚Â¬ÃƒÂ¢Ã¢â€šÂ¬Ã‚ÂApplication in Premanifest Huntington's Disease

Geheel-hersenen segmentatie en verandering-punt analyse van anatomische hersenen MRI — toepassing in Premanifest de ziekte van Huntington

Recent advances in MRI offer a variety of useful markers to identify neurodegenerative diseases. In Huntington&#39;s disease (HD), regional brain atrophy ...