Name: in vivo tracking of edema development and microvascular pathology in a model of experimental cerebral malaria using magnetic resonance imaging
Uploaded: 2017-06-08T12:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about In Vivo Tracking of Edema Development and Microvascular Pathology in a Model of Experimental Cerebral Malaria Using Magnetic Resonance Imaging at JoVE.com

С благодарностью признается экспертная техническая помощь Мириам Рейниг. AH получил финансирование от постдокторской стипендии медицинского факультета Гейдельбергского университета. MP поддерживается мемориальной стипендией фонда Else-Kröner-Fresenius. АКМ является получателем стипендии по беременности и родам Академии DZIF Немецкого центра инфекционных исследований (DZIF). JP является получателем научного центра Heidelberg Research Molecular Medicine (HRCMM) по развитию карьеры. Кроме того, мы с благодарностью признаем Джулию М. Саттлер и Фридриха Фришкнехта за предоставление образцового фильма о спорозоите.

Все эксперименты на животных, описанные в этой статье, проводились в соответствии с стандартными рекомендациями Федерации лабораторных ассоциаций животных (FELASA) категории B и стандартами общеорганизационного лабораторного животноводства (GV-SOLAS) и были одобрены местными властями Герм...

<ol>
	<li>World Health Organization. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> World Malaria Report. , (2014).</li><li>Seydel, K. B., 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=Brain+swelling+and+death+in+children+with+cerebral+malaria.">Brain swelling and death in children with cerebral malaria.</a> N Engl J Med. 372 (12), 1126-1137 (2015).</li><li>Penet, M. F., 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+experimental+cerebral+malaria+in+vivo:+significant+role+of+ischemic+brain+edema.">Imaging experimental cerebral malaria in vivo: significant role of ischemic brain edema.</a> J Neurosci. 25 (32), 7352-7358 (2005).</li><li>de Souza, J. B., Riley, E. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cerebral+malaria:+the+contribution+of+studies+in+animal+models+to+our+understanding+of+immunopathogenesis.">Cerebral malaria: the contribution of studies in animal models to our understanding of immunopathogenesis.</a> Microbes Infect. 4 (3), 291-300 (2002).</li><li>Curfs, J. H., van der Meide, P. H., Billiau, A., Meuwissen, J. H., Eling, W. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Plasmodium+berghei:+recombinant+interferon-gamma+and+the+development+of+parasitemia+and+cerebral+lesions+in+malaria-infected+mice.">Plasmodium berghei: recombinant interferon-gamma and the development of parasitemia and cerebral lesions in malaria-infected mice.</a> Exp Parasitol. 77 (2), 212-223 (1993).</li><li>Carroll, R. W., 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=A+rapid+murine+coma+and+behavior+scale+for+quantitative+assessment+of+murine+cerebral+malaria.">A rapid murine coma and behavior scale for quantitative assessment of murine cerebral malaria.</a> PLoS One. 5 (10), (2010).</li><li>Hoffmann, A., 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=Experimental+Cerebral+Malaria+Spreads+along+the+Rostral+Migratory+Stream.">Experimental Cerebral Malaria Spreads along the Rostral Migratory Stream.</a> PLoS Pathog. 12 (3), e1005470 (2016).</li><li>Mueller, A. K., Behrends, J., Blank, J., Schaible, U. E., Schneider, B. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+experimental+model+to+study+tuberculosis-malaria+coinfection+upon+natural+transmission+of+Mycobacterium+tuberculosis+and+Plasmodium+berghei.">An experimental model to study tuberculosis-malaria coinfection upon natural transmission of Mycobacterium tuberculosis and Plasmodium berghei.</a> J Vis Exp. (84), e50829 (2014).</li><li>Hynynen, K., McDannold, N., Sheikov, N. A., Jolesz, F. A., Vykhodtseva, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Local+and+reversible+blood-brain+barrier+disruption+by+noninvasive+focused+ultrasound+at+frequencies+suitable+for+trans-skull+sonications.">Local and reversible blood-brain barrier disruption by noninvasive focused ultrasound at frequencies suitable for trans-skull sonications.</a> Neuroimage. 24 (1), 12-20 (2005).</li><li>Nag, N., Mellott, T. J., Berger-Sweeney, J. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+postnatal+dietary+choline+supplementation+on+motor+regional+brain+volume+and+growth+factor+expression+in+a+mouse+model+of+Rett+syndrome.">Effects of postnatal dietary choline supplementation on motor regional brain volume and growth factor expression in a mouse model of Rett syndrome.</a> Brain Res. 1237, 101-109 (2008).</li><li>Giri, 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=T2+quantification+for+improved+detection+of+myocardial+edema.">T2 quantification for improved detection of myocardial edema.</a> J Cardiovasc Magn Reson. 11, 56 (2009).</li><li>Engwerda, C., Belnoue, E., Gruner, A. C., Renia, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Experimental+models+of+cerebral+malaria.">Experimental models of cerebral malaria.</a> Curr Top Microbiol Immunol. 297, 103-143 (2005).</li><li>Zhao, H., 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=Olfactory+plays+a+key+role+in+spatiotemporal+pathogenesis+of+cerebral+malaria.">Olfactory plays a key role in spatiotemporal pathogenesis of cerebral malaria.</a> Cell Host Microbe. 15 (5), 551-563 (2014).</li><li>Nacer, A., 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=Experimental+cerebral+malaria+pathogenesis--hemodynamics+at+the+blood+brain+barrier.">Experimental cerebral malaria pathogenesis--hemodynamics at the blood brain barrier.</a> PLoS Pathog. 10 (12), e1004528 (2014).</li><li>Nacer, A., 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=Neuroimmunological+blood+brain+barrier+opening+in+experimental+cerebral+malaria.">Neuroimmunological blood brain barrier opening in experimental cerebral malaria.</a> PLoS Pathog. 8 (10), e1002982 (2012).</li><li>Pai, 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=Real-time+imaging+reveals+the+dynamics+of+leukocyte+behaviour+during+experimental+cerebral+malaria+pathogenesis.">Real-time imaging reveals the dynamics of leukocyte behaviour during experimental cerebral malaria pathogenesis.</a> PLoS Pathog. 10 (7), e1004236 (2014).</li><li>Shaw, T. 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=Perivascular+Arrest+of+CD8++T+Cells+Is+a+Signature+of+Experimental+Cerebral+Malaria.">Perivascular Arrest of CD8+ T Cells Is a Signature of Experimental Cerebral Malaria.</a> PLoS Pathog. 11 (11), e1005210 (2015).</li><li>Potchen, M. 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=Acute+brain+MRI+findings+in+120+Malawian+children+with+cerebral+malaria:+new+insights+into+an+ancient+disease.">Acute brain MRI findings in 120 Malawian children with cerebral malaria: new insights into an ancient disease.</a> AJNR Am J Neuroradiol. 33 (9), 1740-1746 (2012).</li></ol>

В этой статье мы описываем МРТ-протокол всего мозга для определения изменений в экспериментальной церебральной малярии. Мы считаем, что МРТ до сих пор недостаточно используется в исследованиях малярии и надеемся, что наши протоколы помогут другим исследователям. Мы хотели бы описать ?...

Малярия является серьезной проблемой глобального здравоохранения. 1 Тяжелая малярия характеризуется, в частности, вовлечением головного мозга и часто является плохим прогностическим фактором. Участие в мозге распространено у детей в возрасте до пяти лет в районах с высокой передачей малярии и является основной причиной смерти от малярии в этой возрастной группе. 1 Хотя агрессивное лечение может быть жизненно важным, выявление церебральной малярии, особенно на ранних стадиях, может быть затруднено. Патологические процессы, связанные с церебральной малярией, включают микрососудистые нарушения и отек мозга, что может привести к серьезному отеку мозга. В этой статье мы представляем протокол магнитно-резонансной томографии (МРТ), который позволяет полностью мозговой визуализации in vivo экспериментальной церебральной малярии (ECM). В этом заболевании широко использовались методы визуализации с высоким разрешением с высоким разрешением, хотя мало что известно о том, как ECM инициирует в центральнойНервной системы или какие конкретные механизмы приводят к заболеванию. МРТ in vivo , охватывающая весь мозг, представляет собой важный исследовательский инструмент для лучшего понимания патологии ECM. МРТ способна оценить глобальную головную мозговую опухоль, которая в последнее время признана важным предсказателем смерти не только в ECM, но также и при церебральной малярии. 2 , 3 Тяжелая опухоль головного мозга возникает при смертельных заболеваниях и представляет собой одну из нескольких патологических особенностей между моделями ECM и болезнями человека, заболеванием, которое характеризуется как воспалительными, так и микрососудистыми изменениями. 4 ECM может индуцироваться у мышей CBA или C57BL путем заражения летальным плазмодием berghei ANKA. 5 Начало ECM обычно происходит между 6 и 10 днями после инфицирования и приводит к фитингу, атаксии, респираторному дистрессу и коме, что приводит к рэпуId смерть. 4 Быстрая шкала комы и поведения (RMCBS) - это полезный показатель для оценки клинических симптомов ECM. Он состоит из 10 параметров, каждый из которых оценивается от 0 до 2, с максимально возможной оценкой 20. 6 Недавно мы показали хорошее согласие между степенью оценки RMCBS у мышей ECM и патологическими изменениями, продемонстрированными с помощью МРТ. 7 В этом протоколе мы описываем индукцию ECM у мышей и визуализацию in vivo магнитно-резонансной томографии мышей с ECM.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Isoflurane</td>
			<td>Baxter</td>
			<td>1001747</td>
			<td>for anesthesia</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dotarem</td>
			<td>Guebert</td>
			<td>1086923</td>
			<td>Gd-DTPA contrast agent; 0.5mmol/ml</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Amira (Image Processing Program)</td>
			<td>FEI Group</td>
			<td></td>
			<td>Version Amira 5.3.2</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MATLAB&#160;</td>
			<td>The MathWorks, Inc.,</td>
			<td></td>
			<td>Release 2012b</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>FDT toolbox&#160;</td>
			<td colspan="2">FMRIB&#39;s Software Library</td>
			<td><a href="http://www.fmrib.ox.ac.uk/fsl/fdt/index.html">http://www.fmrib.ox.ac.uk/fsl/fdt/index.html</a></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

in vivo tracking of edema development and microvascular pathology in a model of experimental cerebral malaria using 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 cerebral malaria can be difficult. We present an experimental mouse model of cerebral malaria that shares multiple features of the human disease, including edema and microvascular pathology. Using magnetic resonance imaging (MRI), we can detect and track the blood-brain barrier disruption, edema development, and subsequent brain swelling. We describe multiple MRI techniques that can visualize these pertinent pathological changes. Thus, we show that MRI represents a valuable tool to visualize and track pathological changes, such as edema, brain swelling, and microvascular pathology, in vivo.

У мышей C57BL / 6 первые клинические симптомы ECM наблюдаются между 6 и 10 днями после заражения спорозоитами P. berghei ANKA . ECM развивается у 60 - 80% инфицированных мышей и быстро прогрессирует до комы и смерти в течение 24-48 часов. Напротив, мыши, которые не развивают ECM, уми?...

Watch this Scientific Journal Video about In Vivo Tracking of Edema Development and Microvascular Pathology in a Model of Experimental Cerebral Malaria Using Magnetic Resonance Imaging at JoVE.com

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

We describe a mouse model of experimental cerebral malaria and show how inflammatory and microvascular pathology can be tracked in vivo using magnetic resonance imaging.

In Vivo Отслеживание развития отек и микрососудистая патология в модели экспериментальной церебральной малярии с использованием магнитно-резонансной томографии

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 ...

Research

JoVE Journal

Medicine

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

Magnetic Resonance Derived Myocardial Strain Assessment Using Feature Tracking

Магнитно-резонансная Производные Инфаркт Оценка деформации с помощью функции отслеживания

Purpose: An accurate and practical method to measure parameters like strain in myocardial tissue is of great clinical value, since it has been shown, that ...

Magnetic Resonance Imaging Quantification of Pulmonary Perfusion using Calibrated Arterial Spin Labeling

Магнитно-резонансная томография Количественное легочной перфузии с использованием калиброванных Артериальная Маркировка спиновой

This demonstrates a MR imaging method to measure the spatial distribution of pulmonary blood flow in healthy subjects 
during normoxia (inspired O2, ...

Multi-modal Imaging of Angiogenesis in a Nude Rat Model of Breast Cancer Bone Metastasis Using Magnetic Resonance Imaging, Volumetric Computed Tomography and Ultrasound

Мульти-модальных изображений ангиогенеза в обнаженной модели крысы из груди метастазы рака костей с помощью магнитного резонанса, компьютерной томографии Объемные и ультразвуковые

Angiogenesis is an essential feature of cancer growth and metastasis formation. In bone metastasis, angiogenic factors are pivotal for tumor cell ...

In vivo 19F MRI for Cell Tracking

In vivo 19F MRI for Cell Tracking

В естественных условиях 19 F МРТ для отслеживания сотовых

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. ...

Noninvasive Assessment of Cardiac Abnormalities in Experimental Autoimmune Myocarditis by Magnetic Resonance Microscopy Imaging in the Mouse

Неинвазивная оценка сердечной патологии в экспериментальном аутоиммунного миокардита при магнитно-резонансной микроскопии изображений в мышь

Myocarditis is an inflammation of the myocardium, but only ~10% of those affected show clinical manifestations of the disease. To study the immune events ...

Tracking the Mammary Architectural Features and Detecting Breast Cancer with Magnetic Resonance Diffusion Tensor Imaging

Отслеживание молочной архитектурных особенностей и выявление рака молочной железы с магнитно-резонансной тензора диффузии томография

Breast cancer is the most common cause of cancer among women worldwide. Early detection of breast cancer has a critical role in improving the quality of ...

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 биопленки развития на медицинской актуальных инородных тел в мышиной подкожной модели с последующим биолюминесценции изображений

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

Simultaneous PET/MRI Imaging During Mouse Cerebral Hypoxia-ischemia

Одновременное ПЭТ / МРТ изображений Во мыши гипоксии мозга-ишемии

Dynamic changes in tissue water diffusion and glucose metabolism occur during and after hypoxia in cerebral hypoxia-ischemia reflecting a bioenergetics ...

Using Multi-fluorinated Bile Acids and In Vivo Magnetic Resonance Imaging to Measure Bile Acid Transport

Using Multi-fluorinated Bile Acids and In Vivo Magnetic Resonance Imaging to Measure Bile Acid Transport

Использование нескольких фторированных желчных кислот и<em&gt; В Vivo</em&gt; Магнитно-резонансная томография для измерения желчной кислоты Транспорт

Along with their traditional role as detergents that facilitate fat absorption, emerging literature indicates that bile acids are potent signaling ...

Cardiac Magnetic Resonance Imaging at 7 Tesla

Магнитно-резонансная томография сердца на 7 Тесла

CMR at an ultra-high field (magnetic field strength B0&#160;&#8805; 7 Tesla) benefits from the signal-to-noise ratio (SNR) advantage inherent at higher ...