Name: pet imaging of neuroinflammation using [11c]dpa-713 in a mouse model of ischemic stroke
Uploaded: 2018-06-14T13:00:00
Duration: 12 min 1 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about PET Imaging of Neuroinflammation Using [11C]DPA-713 in a Mouse Model of Ischemic Stroke at JoVE.com

De auteurs bedank het Buckwalter lab (vooral Dr. Todd Peterson) voor de verlening van de muismodel en uitvoeren van de dMCAO en sham operaties. Wij willen bovendien Thomas Liguori van Invicro bedanken voor zijn technische bijstand met VivoQuant afbeelding analysesoftware, Dr. Tim Doyle, Dr. Laura Pisani, Dr. Frezghi Habte van de SCi3 klein dier imaging faciliteit in Stanford voor hun advies en bijstand bij de ontwikkeling van dit imaging protocol, en de radiochemie faciliteit (vooral Dr. Jun Park) voor hun hulp bij de synthese van [11C] DPA-713.

<ol>
	<li>Benjamin, E. 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=Heart+disease+and+stroke+statistics-2017+update:+A+report+from+the+american+heart+association.">Heart disease and stroke statistics-2017 update: A report from the american heart association.</a> Circulation. 135 (10), 146-603 (2017).</li><li>Jin, R., Yang, G., Li, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Inflammatory+mechanisms+in+ischemic+stroke:+role+of+inflammatory+cells.">Inflammatory mechanisms in ischemic stroke: role of inflammatory cells.</a> J Leukoc Biol. 87 (5), 779-789 (2010).</li><li>Wang, Q., Tang, X. N., Yenari, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+inflammatory+response+in+stroke.">The inflammatory response in stroke.</a> J Neuroimmunol. 184 (1-2), 53-68 (2007).</li><li>Brown, R. C., Papadopoulos, V. <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+the+peripheral-type+benzodiazepine+receptor+in+adrenal+and+brain+steroidogenesis.">Role of the peripheral-type benzodiazepine receptor in adrenal and brain steroidogenesis.</a> Int Rev Neurobiol. 46, 117-143 (2001).</li><li>Papadopoulos, V., Lecanu, L., Brown, R. C., Han, Z., Yao, Z. X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Peripheral-type+benzodiazepine+receptor+in+neurosteroid+biosynthesis,+neuropathology+and+neurological+disorders.">Peripheral-type benzodiazepine receptor in neurosteroid biosynthesis, neuropathology and neurological disorders.</a> Neuroscience. 138 (3), 749-756 (2006).</li><li>Scarf, A. M., Kassiou, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+translocator+protein.">The translocator protein.</a> J Nucl Med. 52 (5), 677-680 (2011).</li><li>Cerami, C., Perani, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Imaging+neuroinflammation+in+ischemic+stroke+and+in+the+atherosclerotic+vascular+disease.">Imaging neuroinflammation in ischemic stroke and in the atherosclerotic vascular disease.</a> Curr Vasc Pharmacol. 13 (2), 218-222 (2015).</li><li>Stefaniak, J., O'Brien, J. <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+neuroinflammation+in+dementia:+a+review.">Imaging of neuroinflammation in dementia: a review.</a> J Neurol Neurosurg Psychiatry. 87 (1), 21-28 (2016).</li><li>Gerhard, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=TSPO+imaging+in+parkinsonian+disorders.">TSPO imaging in parkinsonian disorders.</a> Clin Transl Imaging. 4, 183-190 (2016).</li><li>Airas, L., Rissanen, E., Rinne, J. O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Imaging+neuroinflammation+in+multiple+sclerosis+using+TSPO-PET.">Imaging neuroinflammation in multiple sclerosis using TSPO-PET.</a> Clin Transl Imaging. 3, 461-473 (2015).</li><li>Fan, J., Lindemann, P., Feuilloley, M. G., Papadopoulos, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Structural+and+functional+evolution+of+the+translocator+protein+(18+kDa).">Structural and functional evolution of the translocator protein (18 kDa).</a> Curr Mol Med. 12 (4), 369-386 (2012).</li><li>James, M. L., 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=Synthesis+and+in+vivo+evaluation+of+a+novel+peripheral+benzodiazepine+receptor+PET+radioligand.">Synthesis and in vivo evaluation of a novel peripheral benzodiazepine receptor PET radioligand.</a> Bioorg Med Chem. 13 (22), 6188-6194 (2005).</li><li>Boutin, 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=11C-DPA-713:+A+novel+peripheral+benzodiazepine+receptor+PET+ligand+for+in+vivo+imaging+of+neuroinflammation.">11C-DPA-713: A novel peripheral benzodiazepine receptor PET ligand for in vivo imaging of neuroinflammation.</a> J Nucl Med. 48 (4), 573-581 (2007).</li><li>Doyle, K. P., Buckwalter, M. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+mouse+model+of+permanent+focal+ischemia:+distal+middle+cerebral+artery+occlusion.">A mouse model of permanent focal ischemia: distal middle cerebral artery occlusion.</a> Methods Mol Biol. 1135, 103-110 (2014).</li><li>Wang, 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=[(18)F]DPA-714+PET+imaging+of+AMD3100+treatment+in+a+mouse+model+of+stroke.">[(18)F]DPA-714 PET imaging of AMD3100 treatment in a mouse model of stroke.</a> Mol Pharm. 11 (18), 3463-3470 (2014).</li><li>Domercq, 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=PET+Imaging+with+[(18)F]FSPG+evidences+the+role+of+system+xc(-)+on+brain+inflammation+following+cerebral+ischemia+in+rats.">PET Imaging with [(18)F]FSPG evidences the role of system xc(-) on brain inflammation following cerebral ischemia in rats.</a> Theranostics. 6 (11), 1753-1767 (2016).</li><li>Toth, 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=Acute+neuroinflammation+in+a+clinically+relevant+focal+cortical+ischemic+stroke+model+in+rat:+longitudinal+positron+emission+tomography+and+immunofluorescent+tracking.">Acute neuroinflammation in a clinically relevant focal cortical ischemic stroke model in rat: longitudinal positron emission tomography and immunofluorescent tracking.</a> Brain Struct Funct. 221 (3), 1279-1290 (2016).</li><li>Walter, H. L., 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+analysis+of+neuroinflammation+in+the+late+chronic+phase+after+experimental+stroke.">In vivo analysis of neuroinflammation in the late chronic phase after experimental stroke.</a> Neuroscience. 292, 71-80 (2015).</li><li>Rojas, 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=Imaging+brain+inflammation+with+[(11)C]PK11195+by+PET+and+induction+of+the+peripheral-type+benzodiazepine+receptor+after+transient+focal+ischemia+in+rats.">Imaging brain inflammation with [(11)C]PK11195 by PET and induction of the peripheral-type benzodiazepine receptor after transient focal ischemia in rats.</a> J Cereb Blood Flow Metab. 27 (12), 1975-1986 (2007).</li><li>Glazier, S. S., O'Rourke, D. M., Graham, D. I., Welsh, F. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Induction+of+ischemic+tolerance+following+brief+focal+ischemia+in+rat+brain.">Induction of ischemic tolerance following brief focal ischemia in rat brain.</a> J Cereb Blood Flow Metab. 14 (4), 545-553 (1994).</li></ol>

De auteurs verklaren geen belangenconflicten.

Het gepresenteerde protocol beschrijft een methode voor de kwantificering van neuroinflammation in dMCAO en sham muizen met behulp van [11C] DPA-713-PET. TSPO-PET is de meest onderzochte imaging biomerker voor het visualiseren en meten van neuroinflammation in vivo tot nu toe. TSPO expressie is upregulated op glia in de hersenen tijdens de ontsteking waardoor de niet-invasieve detectie en kwantificering van neuroinflammation. Het is bovendien een zeer vertaalbare techniek, waardoor het een waardevol hulpmiddel in zowel klinisch en preklinisch onderzoek. Dit protocol en de representatieve resultaten wijzen op de geschiktheid van het gebruik van [11C] DPA-713 PET te detecteren en te controleren neuroinflammatoire wijzigingen in de streek- en andere neurologische aandoeningen in vivo.
In deze studie werd dMCAO chirurgie uitgevoerd met behulp van de 3-maand-oude C57BL/6 vrouwelijke muizen. Dit model werd gekozen als het leidt tot een zeer reproduceerbaar infarct beperkt tot de Somatosensorische cortex, een model van permanente focal ischemie te voorzien van lage variabiliteit ten opzichte van andere modellen van een beroerte (bijvoorbeeld midden cerebrale arterial de methode van de gloeidraad van de occlusie (MCAO)),14. HUISDIER beeldvorming van beroerte modellen heeft het voordeel dat met de regio voor een interne verwijzing in de hersenen voor elk dier met behulp van ROIs binnen het contralaterale halfrond. Aangezien er sommige ontsteking dat resultaten van de operatie alleen, het is belangrijk om op te nemen van muizen die schijnvertoning geopereerd in het ontwerp van de studie, waarbij craniotomy en manipulatie van de hersenvliezen zonder occlusie van de arteria werd uitgevoerd. Craniotomy alleen kan leiden tot verstoring van de onderliggende neuronale weefsel en de invoering van ziekteverwekkers leiden tot immuunresponsen onafhankelijk van lijn20. Sommige ontsteking na sham chirurgie wordt daarom verwacht en parallel aan de dMCAO uit te sluiten van de mogelijkheid van signaal als gevolg van de operatie alleen moet worden beoordeeld. Om te voorkomen met inbegrip van ontsteking als gevolg van de operatie zonder streek in dMCAO cohort analyse, moet MIJNHEER imaging plaatsvinden om te bevestigen van de succesvolle lijn chirurgie en infarct ontwikkeling. MRI biedt ook een structurele referentiekader, die van essentieel belang voor het nauwkeurig tekenen het infarct en contralaterale ROIs. Daarnaast zijn accurate beeldverwerking met inbegrip van beeldregistratie en ROI definitie noodzakelijk zijn om betrouwbare kwantificering.
Aanvullende beperkingen moeten in mening worden gehouden bij het werken met C-11 radiotracers voor huisdier en autoradiografie studies gelabeld. Het is noodzakelijk dat de korte halfwaardetijd (20.33 min) van C-11, met het gebruik ervan in het algemeen beperkt tot onderzoeksinstellingen met on-site cyclotron toegang. Passende radioactiviteit transport route, toediening en acquisitie tijd-punten moeten worden bepaald op voorhand met een vooraf bereid gedetailleerd plan van de workflow van het experiment zodat het team snel en efficiënt kunt werken. Het ontwerp en de opzet van deze studie heeft uitgestippeld om beeldvorming van 4 muizen tegelijk toe de gegevens output kan worden verkregen bij het gebruik van een C-11-tracer aan te passen. Indien mogelijk is het raadzaam om alle muizen gecanuleerd en in het midden van hun CT-scan, tegen de tijd dat de C-11-tracer arriveert bij de beeldvorming faciliteit om minimale radiotracer verval vóór injectie. Dit stapsgewijze protocol wordt ook best uitgevoerd door een team met tenminste 3 onderzoekers te voorzien van snelle cannulation, meting van de dosis, tracer injectie, huisdier scannen en hersenen afdelen voorafgaand aan belangrijke radioactief verval. Het vereist twee mensen uit te voeren van de inleiding van de PET-scan en injectie van alle 4 muizen tegelijk. De reden voor het begin van de overname van de PET net vóór injectie is om ervoor te zorgen dat de farmacokinetiek en de dynamiek van tracer distributie in bloed en regio's van belang worden nauwkeurig en volledig vastgelegd. Veel stappen kunnen vereisen krachtige training en praktijk om de goede werking van het experiment. Dit protocol is in het bijzonder afhankelijk van succesvolle staart veneuze cannulation van C57BL/6 muizen, die kan moeilijk te wijten aan de donkere haren aanwezig op hun staarten, en kan meer uitdagende na beroerte heeft plaatsgevonden of als het dezelfde muizen op meerdere tijdstippen-imaging .
Een andere overweging voor PET imaging bevat zorgvuldige registratie van radiotracer dosis en resterende activiteit metingen, met inbegrip van het exacte tijdstip van de meting. Dit is essentieel voor nauwkeurige verval correctie van de geïnjecteerde dosis op het moment van de scan en wordt gebruikt voor het verkrijgen van een nauwkeurige meting van tracer opname (dat wil zeggen, % ID/g) voor elke ROI. Het is noodzakelijk om te weten de exacte hoeveelheid radioactiviteit die aanwezig zijn in elke muis op het moment van scannen om ervoor te zorgen nauwkeurige beeldanalyse was. Het is daarom aan te raden om de klokken op de computer van de scanner en de dosis kalibrator om fout te vermijden bij het gebruik van korte duur isotopen zoals C-11 te synchroniseren.
Kwantificering van de afbeelding nauwkeurig huisdier kan ook worden beperkt door de nauwkeurigheid van de scanner en de set-up. Vandaar om ervoor te zorgen nauwkeurige kwantificering van PET/CT-beelden, is het belangrijk voor het uitvoeren van kwaliteitscontroles voor zowel de CT en huisdier componenten van de scanner. CT kwaliteitscontrole controles omvatten X-ray bron airconditioning, donker/licht en center uit set kalibraties. Deze kalibraties meten en juiste voor systeem lawaai en moet worden uitgevoerd vóór de overname zoals aanbevolen door de fabrikant van de scanner. Kalibraties moeten ook worden uitgevoerd voor de PET-scanner. Dit betekent meestal dat een scan van de "standaard / huisdier phantom", dat een bekende concentratie van radioactiviteit scannen. Bij de voorbereiding van de standaard, is het het beste gebruik van de dezelfde isotoop gebruikt in de studie, een vergelijkbare dosis die toegediend aan een enkele muis in een volume die vergelijkbaar is met het lichaam van een muis, en de overname van dezelfde parameters als dierlijke imaging. Een 20 mL spuit gevuld met radiotracer verdund in water wordt gebruikt voor de norm in dit protocol, met de latere PET imaging resultaten gebruikt voor het berekenen van een correctiefactor op basis van de werkelijke dosis, gemeten door de detector van de kalibratie. De verhouding van de correctie kan worden toegepast op de imaging gegevens verworven in de experiment om ervoor te zorgen nauwkeurige kwantificering van tracer opname in regio's van belang in PET beelden. Dit verklaart het positron-bereik van de radionuclide naast overweegt elke achtergrond activiteit aanwezig op de dag van het scannen. Als de dosis kalibrator een integraal onderdeel van de generatie van deze correctiefactor is, is het noodzakelijk dat deze apparatuur ook regelmatig gekalibreerd volgens de richtlijnen van de fabrikant.
Bij het uitvoeren van ex vivo autoradiografie is het belangrijk om een optimale tijd-punt voor euthanasie Kies na injectie, om te zorgen voor hoge signaal-naar-achtergrond in regio('s) van belang. Dertig minuten na injectie werd gekozen voor [11C] DPA-713 autoradiografie met behulp van gegevens die zijn verkregen tijdens dynamische PET beeldvorming -dat wil zeggen, de in vivo dynamische TAC's als een gids, terwijl ook gezien de korte halfwaardetijd van C-11 en de tijd betrokken afdeling en bloot de hersenweefsel na extractie. Gezien dit, [11C] DPA-713 autoradiografie moet worden uitgevoerd op een aparte cohort van muizen te maken voor de injectie van een hogere [11C] DPA-713 dosis en een 30 minuten tijd-punt voor perfusie en euthanasie onder verdoving. Uitvoeren van een kleine in vivo zal pilootstudie van het huisdier met een 3-4 muizen vóór het uitvoeren van ex vivo autoradiografie zitten hulpvaardig voor de bepaling van het optimale tijdstip voor autoradiografie. Een extra overweging voor ex vivo autoradiografie is of te herstellen van de muizen na injectie of houd ze verdoofd tot euthanasie. Houden ze verdoofd bootst de voorwaarden van de scan en zorgt voor de verspreiding of uitscheiding kinetiek van radiotracer niet worden gewijzigd door herstel. Bovendien voorkomt dit extra stress op de muizen door het vermijden van terugwinning en latere inductie. Ten slotte zou een nuttige toevoeging aan het protocol ex vivo te beoordelen van de regionale schade in de hersenen plakjes gebruikt voor autoradiografie via immunohistochemische kleuring (na radioactief verval) voor het genereren van een afbeelding met hoge resolutie van infarct locatie en volume.
Als er beperkingen aan het gebruik van een C-11 gebaseerd tracer, kan dit protocol eenvoudig worden aangepast voor gebruik met een F-18 (halfwaardetijd van 109.77 min) gebaseerd TSPO tracer, die mogelijk meer toepassing op locaties zonder een on-site cyclotron. Bovendien, beschrijft dit protocol het gebruik van een 4-muis imaging set-up. Hoewel deze methode van hoge-doorvoer optimaal is bij gebruik van een C-11-tracer, kan het zijn dat dit protocol ook worden gewijzigd voor degenen met behulp van één muis imaging bedden. Zorgvuldige planning en verenigbare opleiding in de technieken die worden beschreven in dit protocol zal leiden tot de generatie van een schat aan gegevens met behulp van [11C] DPA-713, die gemakkelijk kan worden toegepast op de sonde van de rol van neuroinflammation in manifestatie van de ziekte en progressie in andere knaagdieren modellen van neurologische aandoeningen. Deze techniek kan bovendien worden gebruikt ter beoordeling van de reactie in vivo op immunomodulerende therapeutics gericht microglia/macrofagen.

Beroerte is de vijfde belangrijkste doodsoorzaak en een belangrijke oorzaak van invaliditeit in de Verenigde Staten1. Ischemische beroerte vertegenwoordigt een overweldigende meerderheid van deze gevallen (~ 87%), die zich voordoen wanneer er gelokaliseerde verstoring in de bloedstroom naar de hersenen (bijvoorbeeld door een bloedstolsel of vette storting). Zuurstof en voedingsstoffen levering aan de getroffen gebieden zijn vervolgens verlaagd en een complexe pathologische cascade wordt geïnitieerd resulteert in de neuronale dood binnen de kern van de beroerte (infarct) naast de omliggende gebieden. Neuroinflammation is een essentieel onderdeel in het traject dat leidt tot deze schade, met beide resident hersenen immuuncellen (microglia) en het infiltreren van perifere immuuncellen (neutrofiele granulocyten, T-cellen, B-cellen en monocyten/macrofagen) dacht bij te dragen aan dit destructieve trapsgewijs2,3. Geactiveerde microglia en macrofagen staan centraal in dit neuroinflammatoire antwoord, met verslagen van zowel de gunstig als de schadelijke effecten als gevolg van ischemische beroerte2. Het is dus noodzakelijk om te onderzoeken in welke mate in vivo van deze cellen na beroerte.
Huisdier is een krachtige 3-dimensionale moleculaire beeldvorming techniek waarmee visualisatie van biologische processen in vivo door het gebruik van specifieke moleculen aangeduid met positron (β +) uitstoten van radionucliden zoals 11C, 13N, 15O en 18F. Deze niet-invasieve methode heeft vele voordelen ten opzichte van ex vivo methoden (bijvoorbeeld immunohistochemistry) zoals het toelaat de verwerving van moleculaire informatie in real time, levende intact inspiratiebronnen, en voor het longitudinale onderzoek zorgt. HUISDIER beeldvorming van TSPO, een marker van geactiveerde microglia en perifere myeloïde-bloedlijn cellen, biedt een manier om te kwantificeren en de reacties van het aangeboren immuun cel binnen het lichaam houden, en kan worden gebruikt om te beoordelen van ontsteking na beroerte en reactie op therapeutische interventies. TSPO, voorheen bekend als de perifere-type benzodiazepine receptor, is een 18 kDa proteïne die wordt verondersteld een rol in het vervoer van de cholesterol en de synthese van neurosteroids4. Bovendien blijkt dat TSPO is betrokken bij neuroinflammation en neuronale overleving5,6, met verslagen van verhoogde expressie in veel neurologische aandoeningen waarbij de ontsteking met inbegrip van lijn7, dementie8, ziekte van Parkinson9 en multiple sclerose10. TSPO bevindt zich aan de buitenste mitochondriale membranen en zeer wordt uitgedrukt in de periferie, met name in de steroïde omliggende weefsels (bijvoorbeeld klieren) en met tussenliggende niveaus in het hart, nieren en longen10gezien. Echter in de gezonde hersenen, TSPO niveaus zijn laag en beperkt voornamelijk tot glia6,11. Op de neuronale schade, zoals die is waargenomen in lijn, TSPO niveaus in het centrale zenuwstelsel (CNS) aanzienlijk toeneemt. Deze waargenomen opregulatie van TSPO kan worden misbruikt om beeld neuroinflammation in vivo met expressie niveaus bieden nauwkeurige indicatie van de ernst van de ontsteking. Vandaar, het doel van deze methode is om dein vivo -bijdrage van neuroinflammation in een muismodel van ischemische beroerte met behulp van TSPO-PET. nauwkeurig te kwantificeren
Meerdere TSPO verklikstoffen zijn ontwikkeld voor PET beeldvorming van neuroinflammation. Hier, TSPO-PET imaging wordt beschreven met behulp van [11C] DPA-71312, een veelbelovende tweede generatie TSPO tracer, die door verbeterde signaal kenmerkt zich voor lawaai en lagere niet-specifieke binding dan de meer historisch gebruikte [11C] PK11195 13 . Als voorbeeld, werd de muismodel van dMCAO van de lijn gekozen voor deze methode14. Dit model omvat temporele craniotomy en permanente Afbinding van de distale middelste cerebrale slagader, resulterend in focal ischemie van de Somatosensorische cortex. Dit is voordelig in pre-klinische beroerte onderzoek vanwege de hoge reproduceerbaarheid van ischemische schade en lage sterftecijfers, dit model is gekoppeld. Tot op heden moeten TSPO-PET beeldvormende onderzoeken nog worden gerapporteerd in het dMCAO knaagdier model. Echter vorige PET imaging studies met behulp van de middelste cerebrale slagader occlusie (MCAO) model, een meer ernstige en variabele lijn model, in zowel muizen en ratten, hebben gemeld TSPO expressie toe vanaf dag 3 en piek rond dag 7 na beroerte15, 16,17,18. Vandaar, wij uitgevoerd PET imaging 6 dagen post-dMCAO te laten samenvallen met verhoogde TSPO expressie. [11C] DPA-713 opname in de hersenen in evalueerden ipsilaterale (infarcted) en contralaterale halfrond. TSPO-PET werd gecombineerd met structurele MRI, waardoor nauwkeurige afbakening van infarct en contralaterale regio's van belang (ROIs). Hier beschrijven we zowel een atlas-gebaseerde en een MRI-gedreven ROI benadering berekenen [11C] DPA-713 opname. Radiotracer opname in milt evalueerden ook onderzoek doen naar perifere niveaus van ontsteking tussen groepen. Deze methode heeft de potentie om een kritisch inzicht verwerven in de spatio dynamiek en de rol van specifieke neuroimmune interacties in lijn en andere neurologische ziekten.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:589px;" width="589">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:215px;">Inveon PET/CT scanner</td>
			<td style="width:89px;">Siemens</td>
			<td style="width:119px;">Version 4.2</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:215px;">MRI scanner</td>
			<td style="width:89px;">Varian</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>7 Telsa</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:215px;">ParaVision software</td>
			<td style="width:89px;">Bruker</td>
			<td>Version 6.0.1</td>
			<td>MRI operating software</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:215px;">VivoQuant software</td>
			<td style="width:89px;">InVicro</td>
			<td>Version 2.5</td>
			<td>Image analysis software</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:215px;">Inveon Research Workspace software</td>
			<td style="width:89px;">Siemens</td>
			<td>Version 4.2</td>
			<td>Scanner operating software. Includes microQView, the post-processing managing software</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:215px;">Dose calibrator</td>
			<td style="width:89px;">Capintech</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>CRC-15 PET</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:215px;">Typhoon phosphor imager 9410</td>
			<td style="width:89px;">GE Healthcare</td>
			<td style="width:119px;">8149-30-9410</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:215px;">Butterfly catheters</td>
			<td style="width:89px;">SAI Infusion Technologies</td>
			<td style="width:119px;">BFL-24</td>
			<td>27.5 G needle</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:215px;">1 mL syringes</td>
			<td style="width:89px;">BD</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:215px;">Insulin syringes</td>
			<td style="width:89px;">BD</td>
			<td align="right" style="width:119px;">329461</td>
			<td>0.5 mL insulin syringes with needle</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:215px;">20 mL syringe&#160;</td>
			<td style="width:89px;">VWR</td>
			<td style="width:119px;">BD302831</td>
			<td>BD Syringe Slip Tip Graduated</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:215px;">Tissue glue</td>
			<td style="width:89px;">Santa Cruz Animal Health</td>
			<td style="width:119px;">sc-361931</td>
			<td>3 mL</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:215px;">Heat lamp</td>
			<td style="width:89px;">Fluker</td>
			<td align="right" style="width:119px;">27002</td>
			<td>5.5&#34; reptile heat lamp with clamp and switch</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:215px;">0.9% sterile saline</td>
			<td style="width:89px;">Pfizer</td>
			<td style="width:119px;">00409-4888-10</td>
			<td>0.9% sodium chloride for injection, 10 mL</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:215px;">Eye lubricant</td>
			<td style="width:89px;">Watson Rugby</td>
			<td style="width:119px;">PV926977</td>
			<td>Artificial Tears Lubricant Eye Ointment, 1/8 oz</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:215px;">Chux absorbent sheets</td>
			<td style="width:89px;">ThermoFisher Scientific</td>
			<td align="right" style="width:119px;">1420662</td>
			<td>Disposable absorbent padding</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:215px;">Iris scissors</td>
			<td style="width:89px;">World Precision Instruments</td>
			<td style="width:119px;">503708-12</td>
			<td>11.5cm, Straight, 12-pack</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:215px;">Surgical tape</td>
			<td style="width:89px;">3M Durapore</td>
			<td style="width:119px;">1538-0</td>
			<td>1/2&#34;X10 yard roll, silk, hypoallergenic</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:215px;">Mouse PET bed</td>
			<td style="width:89px;">In house</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>4 mouse PET bed</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:215px;">Lighter</td>
			<td style="width:89px;">Bic</td>
			<td style="width:119px;">UDP2WMDC</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:215px;">Isoflurane</td>
			<td style="width:89px;">Henry Schein</td>
			<td style="width:119px;">NDC 11695-6776-2</td>
			<td>Isothesia, inhalation anesthetic, 250 mL</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:215px;">Oxygen</td>
			<td style="width:89px;">Praxiar</td>
			<td style="width:119px;">UN1072</td>
			<td>Compressed gas</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:215px;">Autoradiography cassette</td>
			<td style="width:89px;">Cole Palmer</td>
			<td style="width:119px;">EW-21700-34</td>
			<td>Aluminum, 8&#34; x 10&#34;</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:215px;">Autoradiography film</td>
			<td style="width:89px;">GE Life Sciences</td>
			<td style="width:119px;">28-9564-78</td>
			<td>Storage Phosphor Screen BAS-IP SR 2025 E Super Resolution, 20 &#215; 25 cm, screen only</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:215px;">Microtome blades</td>
			<td style="width:89px;">ThermoFisher Scientific</td>
			<td style="width:119px;">30-508-35</td>
			<td>MB35 Premier Disposable, 34&#176; cutting angle</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:215px;">Microtome</td>
			<td style="width:89px;">Microm</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>HM 550</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:215px;">Microscope slides</td>
			<td style="width:89px;">Fisher Scientific</td>
			<td style="width:119px;">12-550-15</td>
			<td>Superfrost&#8482; Plus Microscope Slides</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:215px;">OCT liquid</td>
			<td style="width:89px;">VWR</td>
			<td style="width:119px;">25608-930</td>
			<td>Formulation of water-soluble glycols and resins for cryostat sectioning at temperatures of -10&#176;C (14&#176;F) and below</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:215px;">Freezing molds</td>
			<td style="width:89px;">Poly sciences</td>
			<td style="width:119px;">18646A-1</td>
			<td>Disposable paraffin molds</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:215px;">Saran wrap</td>
			<td style="width:89px;">Saran</td>
			<td align="right" style="width:119px;">25700001300</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:215px;">Disinfectant</td>
			<td style="width:89px;">Virkon S</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

pet imaging of neuroinflammation using [11c]dpa-713 in a mouse model of ischemic stroke

Neuroinflammation staat centraal in de pathologische cascade na ischemische beroerte. Niet-invasieve moleculaire beeldvorming methoden hebben het potentieel om een kritisch inzicht verwerven in de temporele dynamiek en de rol van bepaalde neuroimmune interacties in lijn. Specifiek, biedt Positron emissie tomografie (PET) beeldvorming van translocator eiwit 18 kDa (TSPO), een marker van geactiveerde microglia en perifere myeloïde-bloedlijn cellen, een manier om te ontdekken en het bijhouden van neuroinflammation in vivo. Hier presenteren we een methode om te nauwkeurig te kwantificeren met behulp van de neuroinflammation [11C]N,N-Diethyl-2-[2-(4-methoxyphenyl)-5,7-dimethylpyrazolo[1,5-a]pyrimidin-3-yl]acetamide ([11C] DPA-713), een veelbelovende tweede generatie TSPO-PET radiotracer, in de distale middelste cerebrale slagader occlusie (dMCAO) in vergelijking met muizen sham bediende. MRI werd uitgevoerd 2 dagen post-dMCAO chirurgie te bevestigen beroerte en definiëren van de locatie van het infarct en het volume. PET/Computed Tomography (CT) imaging is 6 dagen post-dMCAO te vangen van de piek toename TSPO na beroerte uitgevoerd. Kwantificatie van PET beelden werd uitgevoerd om het beoordelen van de opname van [11C] DPA-713 in de hersenen en de milt van dMCAO en sham muizen te beoordelen van de centrale en perifere niveaus van ontsteking. In vivo [11C] DPA-713 hersenen opname werd bevestigd met behulp van autoradiografie ex vivo .

Muizen onderging MRI om te controleren of de succesvolle lijn en [11C] DPA-713 PET werd uitgevoerd door het scannen van 4 muizen tegelijk. PET, CT, en MIJNHEER beelden waren samen ingeschreven vóór handmatig hersenen ROIs opstellen en uitvoeren van de semi-automatische split hersenen atlas analyse, om te onderzoeken tracer opname in ipsilaterale en contralaterale regio's (Figuur 2).
PET/CT-beelden en tijd activiteit curven (TAC-radiotracer activiteit als een functie van de tijd) weergegeven verhoogde [11C] DPA-713 opname in de ipsilaterale versus contralaterale hemisferen (Figuur 3A). Kwantificering van dynamische PET hersenen beelden, met behulp van vatte gegevens van 50-60 min, bleek een aanzienlijke toename van de tracer opname (% ID/g) in de ipsilaterale (infarcted) in vergelijking met het contralaterale halfrond in dMCAO, maar niet in sham muizen met behulp van het handmatig getekend ROI benadering (Figuur 3B). Verhoogde opname werd ook waargenomen in de ipsilaterale halfrond tussen dMCAO en sham muizen. Geen significante verschillen tussen ipsilaterale en contralaterale hemisferen werden waargenomen met behulp van de aanpak van de atlas, waarschijnlijk als gevolg van de atlas ROIs wordt groter dan de grootte van het infarct (meestal beperkt tot de Somatosensorische cortex), daarom verdunnen de signaal. Echter, algemene verhoogde opname in dMCAO ten opzichte van sham werd waargenomen voor alle ROIs, die is uitgelijnd met de vorige rapporten met behulp van MCAO model muizen, verhoogde TSPO expressie in gebieden buiten de infarct19demonstreren. Ipsilaterale/contralaterale ratio's werden verhoogd in het dMCAO versus sham muizen met behulp van beide benaderingen; Dit verschil was echter alleen belangrijk in de cortex die met behulp van de atlas aanpak van de hersenen als gevolg van grotere afwijking in de benadering van de ROI. Dit kan worden overwonnen door het verhogen van het aantal muizen in elke groep. Kwantificering van [11C] DPA-713 opname in milt toonde geen significante verschillen tussen groepen (Figuur 4).
Hersenen dMCAO muis PET imaging resultaten werden bevestigd door ex vivo hoge resolutie digitale autoradiografie (Figuur 5). Verhoogde [11C] DPA-713 opname werd waargenomen in infarcted weefsel met te verwaarlozen signaal in het omgevende gezonde hersenweefsel. Kwantificatie van deze beelden bleek ipsilaterale contralaterale verhouding variërend van 1.4 tot 2.09 bij dMCAO muizen.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57243/57243fig1.jpg"> Figuur 1: PET-Scanner en werkruimte Set-up. Alle werkruimten waren bedekt met beschermende absorberende opvulling een steriele omgeving te creëren. (A) na kalibraties, een 3D-gedrukte muis bed, uitgerust voor 4 muizen tegelijkertijd denkbaar was beveiligd in de scanner of de neus cones voor alle 4 muizen aangesloten op de narcose. (B) noodzakelijke uitrusting voor het huisdier imaging bereid waren van tevoren, met inbegrip van zoutoplossing gevulde 27.5 G katheters, oog smeermiddel, ethanol swabs, warmte lampen, chirurgische tape, lijm weefsel, 0,5 mL dosis spuiten, schaar en een aansteker. (C) voor radiotracer injectie, plaats saline-flush spuiten en schaar aan de achterkant van de scanner. <a href="https://cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/57243/57243fig1large.jpg" target="_blank">Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57243/57243fig2.jpg"> Figuur 2: Ipsilaterale/contralaterale ROI en rechts/links-Split halfrond Brain Atlas PET afbeelding analyseproces. Beeldanalyse software werd gebruikt om te bepalen van de opname van de tracer ipsilaterale en contralaterale regio van belang (ROIs) met behulp van handmatig getrokken ROIs en een semi-automatische 3D split-brain atlas-aanpak. Automatische 3D PET/CT-registratie werd uitgevoerd gevolgd door handmatige registratie van de hersenen MRI binnen de bijbehorende muis schedel gedefinieerd in de CT-afbeelding. Met het gereedschap 3D ROI gewend was handmatig tekenen ipsilaterale (rood) en contralaterale (groen) ROIs met behulp van het infarct op de MRI als referentie. Voor de split-brain benadering, was de 3D muis van de links/rechts-split hersenen atlas geladen en gemonteerd binnen de schedel zoals gedefinieerd door de CT-afbeelding. Hersenen ROIs gebruikt voor kwantificering in deze 3D muis hersenen atlas opgenomen links Cortex (donkergrijs), links Hippocampus (blauwe Korenbloem) links Striatum (diep roze), rechts Cortex (tomaat rood), rechts Hippocampus (groen) en rechts Striatium (cyaan). De opname van [11C] DPA-713 in elke regio werd verkregen in nCi/cc en werd later geconverteerd naar %ID/g door het normaliseren van de verval-gecorrigeerde dosis op moment van scannen voor elke muis. <a href="https://cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/57243/57243fig2large.jpg" target="_blank">Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57243/57243fig3.jpg"> Figuur 3 : Vertegenwoordiger In Vivo [11C] DPA-713 hersenen opname in DMCAO en Sham muizen. (A) dynamische PET/CT-beelden en TAC's tonen verhoogde [11C] DPA-713 opname in de ipsilaterale cortex van muizen die onderging DMCAO (n = 3) en een lichte stijging voor sham (n = 3) muizen, met DMCAO muizen aan te tonen een significant groter bediend contrast in percentage ingespoten dosis tussen het infarct en de contralaterale zijde van de hersenen (%ID/g). (B) PET kwantificering (50-60 min opgeteld) bleek aanzienlijk verhoogde opname in de ipsilaterale ROI met behulp van de ROI-aanpak en in de cortex (Ctx) met behulp van de split-brain atlas-aanpak. Geen significante verschillen werden gevonden in de hippocampus (HC) of het striatum (Str). Verhoogde ipsilaterale om contralaterale verhoudingen werden gezien met behulp van zowel analyse benaderingen maar was alleen statistisch significant in de Ctx met behulp van de hersenen atlas aanpak. * (p < 0,05), *** (p < 0.001) <a href="https://cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/57243/57243fig3large.jpg" target="_blank">Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57243/57243fig4v2.jpg"> Figuur 4: Vertegenwoordiger In Vivo [11C] DPA-713 milt opname in dMCAO en Sham muizen. (A) [11C] DPA-713 dynamische PET/CT afbeeldingen tonen van milt ROIs in dMCAO (n = 3) en sham (n = 3) muizen. (B) kwantitatieve resultaten tonen geen significante resultaten in milt opname tussen dMCAO en sham muizen. <a href="https://cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/57243/57243fig4v2large.jpg" target="_blank">Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57243/57243fig5v2.jpg"> Figuur 5 : Vertegenwoordiger autoradiografie resultaten. Digitale autoradiografie beelden tonen verhoogde [11C] DPA-713 opname in de ipsilaterale t.o.v. contralaterale halfrond. <a href="https://cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/57243/57243fig5v2large.jpg" target="_blank">Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.</a>

Watch this Scientific Journal Video about PET Imaging of Neuroinflammation Using [11C]DPA-713 in a Mouse Model of Ischemic Stroke at JoVE.com

PET Imaging of Neuroinflammation Using [11C]DPA-713 in a Mouse Model of Ischemic Stroke

Positron emissie tomografie (PET) beeldvorming van translocator eiwit 18 kDa (TSPO) biedt een niet-invasieve manier te visualiseren van de dynamische rol van neuroinflammation in de ontwikkeling en de vooruitgang van hersenaandoeningen. Dit protocol beschrijft TSPO-PET en ex vivo autoradiografie om neuroinflammation detecteren in een muismodel van ischemische beroerte.

HUISDIER beeldvorming van Neuroinflammation met behulp van [11C] DPA-713 in een muismodel van ischemische beroerte

Neuroinflammation is central to the pathological cascade following ischemic stroke. Non-invasive molecular imaging methods have the potential to provide ...

Research

JoVE Journal

Medicine

PET Imaging of Neuroinflammation Using [11C]DPA-713 in a Mouse Model of Ischemic Stroke

Intraluminal Middle Cerebral Artery Occlusion (MCAO) Model for Ischemic Stroke with Laser Doppler Flowmetry Guidance in Mice

Intraluminal Middle Cerebral Artery Occlusion MCAO Model for Ischemic Stroke with Laser Doppler Flowmetry Guidance in Mice

Intraluminale midden cerebrale slagader Occlusie (MCAO) Model voor ischemische beroerte met Laser Doppler Flowmetry Begeleiding in Muizen

Stroke is the third leading cause of death and the leading cause of disability in the world, with an estimated cost of near $70 billion 
in the United ...

Multi-photon Imaging of Tumor Cell Invasion in an Orthotopic Mouse Model of Oral Squamous Cell Carcinoma

Multi-foton Imaging van de tumorcel invasie in een orthotope Muis Model van Oral plaveiselcelcarcinoom

Loco-regional invasion of head and neck cancer is linked to metastatic risk and presents a difficult challenge in designing and implementing patient ...

Endothelin-1 Induced Middle Cerebral Artery Occlusion Model for Ischemic Stroke with Laser Doppler Flowmetry Guidance in Rat

Endotheline-1 geïnduceerde midden cerebrale slagader occlusie Model voor ischemische beroerte met Laser Doppler flowmetrie Begeleiding in Rat

Stroke is the number one cause of disability and third leading cause of death in the world, costing an estimated $70 billion in the United States in ...

MRI and PET in Mouse Models of Myocardial Infarction

MRI en PET in muismodellen van myocardinfarct

Myocardial infarction is one of the leading causes of death in the Western world. The similarity of the mouse heart to the human heart has made it an ...

A Murine Model of Subarachnoid Hemorrhage

Een muizenmodel van subarachnoïdale bloeding

In this video publication a standardized mouse model of subarachnoid  hemorrhage (SAH) is presented. Bleeding is induced by endovascular Circle of  Willis ...

Excitotoxic Stimulation of Brain Microslices as an In vitro Model of Stroke

Excitotoxic Stimulation of Brain Microslices as an In vitro Model of Stroke

Excitotoxische Stimulatie van Hersenen Microslices als<em&gt; In vitro</em&gt; Model van een beroerte

Examining molecular mechanisms involved in neuropathological conditions, such as ischemic stroke, can be difficult when using whole animal systems. As ...

Embolic Middle Cerebral Artery Occlusion (MCAO) for Ischemic Stroke with Homologous Blood Clots in Rats

Embolic Middle Cerebral Artery Occlusion MCAO for Ischemic Stroke with Homologous Blood Clots in Rats

Embolische midden cerebrale slagader occlusie (MCAO) voor ischemische beroerte met homologe bloedstolsels in Ratten

Clinically, thrombolytic therapy with use of recombinant tissue plasminogen activator (tPA) remains the most effective treatment for acute ischemic ...

A Piglet Model of Neonatal Hypoxic-Ischemic Encephalopathy

Een Knorretje Model van Neonatale hypoxisch-ischemische encefalopathie

Birth asphyxia, which causes hypoxic-ischemic encephalopathy (HIE), accounts for 0.66 million deaths worldwide each year, about a quarter of the ...

Simultaneous PET/MRI Imaging During Mouse Cerebral Hypoxia-ischemia

Gelijktijdige PET / MRI beeldvorming Tijdens Mouse Cerebral hypoxie-ischemie

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

Rose Bengal Photothrombosis by Confocal Optical Imaging In Vivo: A Model of Single Vessel Stroke

Rose Bengal Photothrombosis by Confocal Optical Imaging In Vivo:  A Model of Single Vessel Stroke

Rose Bengal Photothrombosis door confocale Optical Imaging<em&gt; In Vivo</em&gt;: Een model van de Single Vessel Stroke

In vivo imaging techniques have increased in utilization due to recent advances in imaging dyes and optical technologies, allowing for the ability to ...