Name: a multimodal imaging approach based on micro-ct and fluorescence molecular tomography for longitudinal assessment of bleomycin-induced lung fibrosis in mice
Uploaded: 2018-04-13T12:30:00
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Les auteurs aimeraient remercier Dr. Daniela Pompilio et Roberta Ciccimarra pour l’aide technique.

Toutes les expériences animales décrits ci-après ont été approuvés par le Comité de protection des animaux intra-muros à l’expérimentation animale de Chiesi Farmaceutici et ERASMUS MC sous le numéro de protocole : EMC 3349 (138-14-07) se conformer à l’européen UE Directive 2010/63, Italienne D.Lgs 26/2014 et le révisé de « Guide pour le soin et Use of Laboratory Animals »23.
NOTE : Avant toute utilisation, femelles souris C57Bl/6 (7-8 semaines) c...

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	<li>Wynn, 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=Integrating+mechanisms+of+pulmonary+fibrosis.">Integrating mechanisms of pulmonary fibrosis.</a> J. Exp. Med. 208 (7), 1339-1350 (2011).</li><li>Wynn, T. A., Ramalingam, T. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanisms+of+fibrosis:+therapeutic+translation+for+fibrotic+disease.">Mechanisms of fibrosis: therapeutic translation for fibrotic disease.</a> Nat. Med. 18 (7), 1028-1040 (2012).</li><li>Moore, B. 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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=In+vivo+imaging+of+transiently+transgenized+mice+with+a+bovine+interleukin+8+(CXCL8)+promoter/luciferase+reporter+construct.">In vivo imaging of transiently transgenized mice with a bovine interleukin 8 (CXCL8) promoter/luciferase reporter construct.</a> PloS one. 7 (6), 39716 (2012).</li><li>Stellari, F. 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=Enlightened+Mannhemia+haemolytica+lung+inflammation+in+bovinized+mice.">Enlightened Mannhemia haemolytica lung inflammation in bovinized mice.</a> Vet Res. 45, 8 (2014).</li><li>Tassali, 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=MR+imaging,+targeting+and+characterization+of+pulmonary+fibrosis+using+intra-tracheal+administration+of+gadolinium-based+nanoparticles.">MR imaging, targeting and characterization of pulmonary fibrosis using intra-tracheal administration of gadolinium-based nanoparticles.</a> Contrast Media Mol Imaging. 11 (5), 396-404 (2016).</li><li>Ma, X., 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=Assessment+of+asthmatic+inflammation+using+hybrid+fluorescence+molecular+tomography-x-ray+computed+tomography.">Assessment of asthmatic inflammation using hybrid fluorescence molecular tomography-x-ray computed tomography.</a> J Biomed Opt. 21 (1), 15009 (2016).</li><li>Van de Velde, 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=Longitudinal+micro-CT+provides+biomarkers+of+lung+disease+that+can+be+used+to+assess+the+effect+of+therapy+in+preclinical+mouse+models,+and+reveal+compensatory+changes+in+lung+volume.">Longitudinal micro-CT provides biomarkers of lung disease that can be used to assess the effect of therapy in preclinical mouse models, and reveal compensatory changes in lung volume.</a> Dis Model Mech. 9 (1), 91-98 (2016).</li><li>Stellari, F. 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=Heterologous+Matrix+Metalloproteinase+Gene+Promoter+Activity+Allows+In+Vivo+Real-time+Imaging+of+Bleomycin-Induced+Lung+Fibrosis+in+Transiently+Transgenized+Mice.">Heterologous Matrix Metalloproteinase Gene Promoter Activity Allows In Vivo Real-time Imaging of Bleomycin-Induced Lung Fibrosis in Transiently Transgenized Mice.</a> Front Immunol. 8, 199 (2017).</li><li>Hellbach, K., 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=X-ray+dark-field+radiography+facilitates+the+diagnosis+of+pulmonary+fibrosis+in+a+mouse+model.">X-ray dark-field radiography facilitates the diagnosis of pulmonary fibrosis in a mouse model.</a> Sci Rep. 7 (1), 340 (2017).</li><li>Zhou, Y., 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=Noninvasive+imaging+of+experimental+lung+fibrosis.">Noninvasive imaging of experimental lung fibrosis.</a> Am J Respir Cell Mol Biol. 53 (1), 8-13 (2015).</li><li>Ruscitti, 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=Longitudinal+assessment+of+bleomycin-induced+lung+fibrosis+by+Micro-CT+correlates+with+histological+evaluation+in+mice.">Longitudinal assessment of bleomycin-induced lung fibrosis by Micro-CT correlates with histological evaluation in mice.</a> Multidiscip Respir Med. 12, 8 (2017).</li><li>Stellari, 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=Monitoring+inflammation+and+airway+remodeling+by+fluorescence+molecular+tomography+in+a+chronic+asthma+model.">Monitoring inflammation and airway remodeling by fluorescence molecular tomography in a chronic asthma model.</a> J Transl Med. 13, 336 (2015).</li><li>. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Guide for the Care and Use of Laboratory Animals, 8th ed. , (2011).</li><li>Meganck, J. 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E., Pardo, A., Selman, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Idiopathic+pulmonary+fibrosis.">Idiopathic pulmonary fibrosis.</a> Lancet. 378 (9807), 1949-1961 (2011).</li><li>De Langhe, E., 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=Quantification+of+lung+fibrosis+and+emphysema+in+mice+using+automated+micro-computed+tomography.">Quantification of lung fibrosis and emphysema in mice using automated micro-computed tomography.</a> PloS one. 7 (8), 43123 (2012).</li></ol>

Malgré les nombreux groupes de recherche se concentrant sur le développement de nouveaux médicaments pour traiter l’IPF, à l’heure actuelle, deux seulement sont disponibles pour les patients. Il y a un besoin médical urgent de trouver des thérapies plus efficaces7 car seul poumon transplantationis capable de prolonger la survie de 4 à 5 ans,26. La préalable indispensable à la médecine translationnelle et développement de nouveaux médicaments est la disponibi...

La fibrose pulmonaire idiopathique (IPF) est une maladie pulmonaire chronique avec une diminution progressive des fonctions pulmonaires qui est malheureusement souvent fatale dans les quatre ans du diagnostic1. Les principales caractéristiques du CIP sont les dépôts de la matrice extracellulaire et la prolifération des fibroblastes, mais la pathogenèse n’est pas encore pleinement comprise. L’hypothèse la plus soutenue est que plusieurs cycles de lésions pulmonaires provoquent la destruction des cellules épithéliales alvéolaires qui mène à l’altération de la prolifération de cycle de cellules mésenchymateuses, accumulation exagérée des fibroblastes et myofibroblastes, et production accrue de matrice. Médiateurs impliqués dans ces processus, tels que les métalloprotéinases matricielles (MMP) ont été trouvés dysrégulation dans le développement de la fibrose IPF humaine ou dans des modèles animaux induite par la bléomycine. La production de MMP incontrôlée conduit à un dépôt de collagène déséquilibrée dans l’interstitium pulmonaire et de l’espace alvéolaire, imitant la plaie anormale réparation1,2.
L’un des principaux obstacles pour la découverte et le développement est la disponibilité des modèles de souris accessible qui imitent la pathogénèse humaine et le phénotype de la maladie. Des agents différents ont été utilisés pour induire la fibrose pulmonaire chez les modèles animaux : dégâts d’irradiation, l’administration d’amiante et de silice, administration de cytokines fibrinogène et la bléomycine3,4; Cependant la bléomycine est le plus utilisé chez les souris, rats, cobayes, hamsters, lapins5 ou dans les grands animaux (primates non humains, les chevaux, les chiens et les ruminants)6,7. La bléomycine est un antibiotique de la bactérie Streptomyces verticillus8 et est utilisée comme un agent anticancéreux9. La fibrose pulmonaire est un effet secondaire fréquent de la drogue et pour cette raison, il est utilisé dans des modèles animaux expérimentaux pour induire une fibrose pulmonaire.
Dans les modèles de la fibrose pulmonaire induite par la bléomycine, les lésions fibreuses se produisent 14-21 jours après l’administration de la bléomycine. Dans le travail présenté, nous avons utilisé un nouveau protocole pour induire la fibrose du poumon chez les souris par instillation intratrachéale bléomycine double. Le modèle murin de la bléomycine est très chronophage, parce que les nouveaux médicaments doivent être évaluées sur des lésions fibreuses établies et testées pour distinguer leurs effets anti-fibrosants des effets anti-inflammatoires.
Biochimique détermination de la teneur en collagène, morphométriques et analyse histologique étaient fondées sur l’analyse post mortem, limitant la possibilité de suivre la pathogenèse de la maladie chez le même animal. Ces paramètres ont été considérées comme un étalon-or pour l’évaluation de la fibrose, mais ils ne pas fournir toute distribution temporelle ou spatiale de la lésion fibreuse et empêche un moyen d’enquêter sur le processus de progression de la maladie. 10
Récemment, les technologies d’imagerie non invasives ont été appliqués au moniteur transformant des voies respiratoires, l’inflammation et la progression de la fibrose dans les modèles murins : imagerie par résonance magnétique (IRM), tomodensitométrie Micro (Micro-CT), Fluorescence moléculaire Tomographie par ordinateur (FMT) et Bioluminescent (BLI)11,12,13,14,15,16,17,18,19 ,20,21. Nous proposons une approche d’imagerie non invasive pour surveiller la progression de la fibrose pulmonaire par FMT et Micro-CT à différents moments après une bléomycine défi22longitudinalement.
Plusieurs sentiers sont impliqués dans la création et le développement de la fibrose, et pas beaucoup est connu. Seulement une meilleure compréhension de ces processus pourrait se traduire par plusieurs cibles de médicaments qui peuvent céder à l’infirmerie. La possibilité de surveiller longitudinalement activation de MMP par tomographie moléculaire de fluorescence couplée à la détection des changements de parenchyme pulmonaire par Micro-CT peut-être servir à l’avenir à accéder à la réponse clinique au traitement.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:1440px;" width="1441">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:328px;">FMT 2500 Fluorescence Tomography System</td>
			<td style="width:335px;">Perkin Elmer Inc.</td>
			<td style="width:171px;">Experimental Builder</td>
			<td style="width:607px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:328px;">MMPsense 680</td>
			<td style="width:335px;">Perkin Elmer Inc.</td>
			<td style="width:171px;">NEV10126</td>
			<td>Protect from light, store the probe at 4 &#176;C</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:328px;">TrueQuant software</td>
			<td style="width:335px;">Perkin Elmer Inc.</td>
			<td style="width:171px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:328px;">Female inbred C57BL/6</td>
			<td>San Pietro NatisoneHorst, The Netherlands (UD),&#160;</td>
			<td style="width:171px;"></td>
			<td>Prior to use, animals were acclimatized for at least 5 days to the local vivarium conditions</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:328px;">Isoflurane</td>
			<td style="width:335px;">ESTEVE spa</td>
			<td style="width:171px;">571329.8</td>
			<td>Do not inhale</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:328px;">Automated cell counter</td>
			<td style="width:335px;">Dasit XT 1800J</td>
			<td>Experimental Builder</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Saline Solution, 0.9% Sodium Chloride (NaCl)</td>
			<td style="width:335px;">Eurospital</td>
			<td>15A2807</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:328px;">Quantum FX Micro-CT scanner&#160;</td>
			<td style="width:335px;">Perkin Elmer Inc.</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:328px;">Bleomycin sulphate from Streptomyces Verticillus&#160;</td>
			<td style="width:335px;">Sigma</td>
			<td>&#160;B2434&#160;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:328px;">Automatic tissue Processor&#160;</td>
			<td style="width:335px;">ATP700 Histo-Line Laboratories</td>
			<td>ATP700&#160;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:328px;">Embedding system&#160;</td>
			<td style="width:335px;">EG 1160 Leica Biosystems</td>
			<td>EG 1160</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:328px;">Rotary microtome&#160;</td>
			<td style="width:335px;">Slee Cut 6062</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:328px;">Digital slide scanner&#160;</td>
			<td style="width:335px;">NanoZoomer S60, Hamamatsu Photonics</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:328px;">NIS-AR image analysis software&#160;</td>
			<td style="width:335px;">Nikon</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:328px;">Masson&#8217;s Trichrome Staining</td>
			<td style="width:335px;">Histo-Line Laboratories</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:328px;">10% neutral-buffered formalin</td>
			<td style="width:335px;">Sigma</td>
			<td>HT5012-1CS</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;width:328px;">Penn-century model DP-4M Dry power insufflator</td>
			<td style="width:335px;">Penn-century</td>
			<td>DPM-EXT</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:328px;">PE190 micro medical tubing</td>
			<td style="width:335px;">2biological instruments snc</td>
			<td style="width:171px;">BB31695-PE/8</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:328px;">Syringe without needle 5 mL</td>
			<td style="width:335px;">Terumo</td>
			<td style="width:171px;">SS*05SE1</td>
			<td>Cut the boards of the piston by scissors</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:328px;">Hamilton 0.10 mL (model 1710)</td>
			<td style="width:335px;">Gastight</td>
			<td>81022</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:328px;">Discofix 3-way Stopcock</td>
			<td style="width:335px;">Braun</td>
			<td>4095111</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:328px;">Syringe with needle 1 mL</td>
			<td style="width:335px;">Pic solution</td>
			<td>3,071,260,300,320</td>
			<td>Use without needle</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:328px;">Plastic feeding tubes 18 ga x 50 mm</td>
			<td style="width:335px;">2biological instruments snc</td>
			<td>FTP-18-50</td>
			<td>Cut obliquely the tip&#160;</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

a multimodal imaging approach based on micro-ct and fluorescence molecular tomography for longitudinal assessment of bleomycin-induced lung fibrosis in mice

La fibrose pulmonaire idiopathique (IPF) est une maladie pulmonaire mortelle caractérisée par la destruction progressive et irréversible de l’architecture pulmonaire, ce qui provoque une détérioration significative de la fonction pulmonaire et la mort d’insuffisance respiratoire.
La pathogenèse de l’IPF dans des modèles animaux expérimentaux a été induite par administration de bléomycine. Dans cette étude, nous étudions un modèle de type gif souris induit par une instillation de bléomycine intratrachéale double. Les évaluations histologiques standards utilisées pour l’étude de la fibrose pulmonaire sont invasives terminales. L’objectif de ce travail consiste à surveiller la fibrose pulmonaire grâce à des techniques d’imagerie non invasives comme tomographie moléculaire fluorescente (FMT) et Micro-CT. Ces deux technologies validées avec les conclusions de l’histologie pourraient représenter une approche révolutionnaire fonctionnelle pour suivi non invasif en temps réel de la progression et la sévérité de la maladie du GIF. La fusion des différentes approches représente un peu plus loin pour comprendre la maladie de l’IPF, où les événements moléculaires qui se produisent dans un état pathologique peuvent être observées avec l’ESF et les modifications anatomiques subséquentes peuvent être surveillées par Micro-CT.

Résolution spontanée des lésions de fibrose pulmonaire a observé trois semaines après que administration unique de la bléomycine et changements structurels modérés soulignent les limites de ce modèle. Seul un traitement préventif peut être effectué en raison de l’étroite fenêtre thérapeutique qui ne représente pas de pratique clinique17.
Ici, nous démontrons que notre protocole d’inst...

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A Multimodal Imaging Approach Based on Micro-CT and Fluorescence Molecular Tomography for Longitudinal Assessment of Bleomycin-Induced Lung Fibrosis in Mice

Un Multimodal à l’approche d’imagerie basée sur Micro-CT et Fluorescence moléculaire de positons pour une évaluation longitudinale de la fibrose pulmonaire induite par la bléomycine chez la souris

Nous décrivons un multimodal non invasive d’imagerie approche basée sur la Micro-CT et fluorescence moléculaire tomographie pour une évaluation longitudinale du modèle souris poumon fibrose induite par instillation intratrachéale double de la bléomycine.

Idiopathic pulmonary fibrosis (IPF) is a fatal lung disease characterized by the progressive and irreversible destruction of lung architecture, which ...

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Long Term Chronic Pseudomonas aeruginosa Airway Infection in Mice

Chronique à long terme<em&gt; Pseudomonas aeruginosa</em&gt; Infection des voies respiratoires chez les souris

A mouse model of chronic airway infection is a key asset in cystic fibrosis (CF) research, although there are a number of concerns regarding the model ...

Imaging Neutrophils and Monocytes in Mesenteric Veins by Intravital Microscopy on Anaesthetized Mice in Real Time

Imagerie neutrophiles et des monocytes dans les veines mésentérique par Microscopie intravitale sur des souris anesthésiées en temps réel

Efficient immune response is dependent on rapid mobilization of blood leukocytes to the site of infection or injury. Investigating leukocyte migration in ...

A Simple and Efficient Approach to Construct Mutant Vaccinia Virus Vectors

Une approche simple et efficace de construire Mutant Vaccinia vecteurs de virus

The CRISPR-associated endonuclease Cas9 can edit particular genomic loci directed by a single guide RNA (gRNA). The CRISPR/Cas9 system has been ...

Legionella pneumophila Outer Membrane Vesicles: Isolation and Analysis of Their Pro-inflammatory Potential on Macrophages

Legionella pneumophila Outer Membrane Vesicles: Isolation and Analysis of Their Pro-inflammatory Potential on Macrophages

Legionella pneumophila membrane externe Vésicules: Isolement et analyse de leur potentiel pro-inflammatoire sur Macrophages

Bacteria are able to secrete a variety of molecules via various secretory systems. Besides the secretion of molecules into the extracellular space or ...

Fluorescence-based Neuraminidase Inhibition Assay to Assess the Susceptibility of Influenza Viruses to The Neuraminidase Inhibitor Class of Antivirals

Basées sur la fluorescence neuraminidase Essai d&#39;inhibition pour évaluer la sensibilité des virus de la grippe à la neuraminidase Inhibiteur Classe de Antiviraux

The neuraminidase (NA) inhibitors are the only class of antivirals approved for the treatment and prophylaxis of influenza that are effective against ...

Imaging Mycobacterium tuberculosis in Mice with Reporter Enzyme Fluorescence

Imaging Mycobacterium tuberculosis in Mice with Reporter Enzyme Fluorescence

Imagerie de Mycobacterium tuberculosis chez la souris avec la journaliste Enzyme Fluorescence

Reporter enzyme fluorescence (REF) utilizes substrates that are specific for enzymes present in target organisms of interest for imaging or detection by ...

Assessment of the Cytotoxic and Immunomodulatory Effects of Substances in Human Precision-cut Lung Slices

Évaluation de la cytotoxique et effets immunomodulateurs de Substances dans des tranches de poumon humain de coupe de précision

Respiratory diseases in their broad diversity need appropriate model systems to understand the underlying mechanisms and enable development of new ...