Name: positron emission tomography imaging for in vivo measuring of myelin content in the lysolecithin rat model of multiple sclerosis
Uploaded: 2021-02-28T14:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Positron Emission Tomography Imaging for In Vivo Measuring of Myelin Content in the Lysolecithin Rat Model of Multiple Sclerosis at JoVE.com

β-cubos (Molecubes NV, Bélgica) contou com o apoio da Fundação de Amparo à Pesquisa de São Paulo, a FAPESP - Brasil (#2018/15167-1). O LES possui bolsa de doutorado da FAPESP - Brasil (#2019/15654-2).

Todos os procedimentos foram realizados de acordo com as diretrizes do Conselho Nacional de Controle da Experimentação Animal (CONCEA, Brasil) e aprovados pelo Comitê de Ética em Pesquisa Animal da Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo (CEUA-FMUSP) - número do protocolo: 25/15).
NOTA: Neste protocolo, mostramos como induzir um modelo de rato de esclerose múltipla e como adquirir e analisar as imagens PET de mielina.
1. Preparação da solução de ...

<ol>
	<li>Oh, J., Vidal-Jordana, A., Montalban, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multiple+sclerosis:+clinical+aspects.">Multiple sclerosis: clinical aspects.</a> Current Opinion in Neurology. 31 (6), 752-759 (2018).</li><li>Sand, I. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Classification,+diagnosis,+and+differential+diagnosis+of+multiple+sclerosis.">Classification, diagnosis, and differential diagnosis of multiple sclerosis.</a> Current Opinion in Neurology. 28 (3), 193-205 (2015).</li><li>Thompson, A. 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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=Amyloid+PET+as+a+marker+of+normal-appearing+white+matter+early+damage+in+multiple+sclerosis:+correlation+with+CSF+-amyloid+levels+and+brain+volumes.">Amyloid PET as a marker of normal-appearing white matter early damage in multiple sclerosis: correlation with CSF -amyloid levels and brain volumes.</a> European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging. 46 (2), 280-287 (2019).</li><li>Pytel, V., 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=Amyloid+PET+findings+in+multiple+sclerosis+are+associated+with+cognitive+decline+at+18+months.">Amyloid PET findings in multiple sclerosis are associated with cognitive decline at 18 months.</a> Multiple Sclerosis and Related Disorders. 39, (2020).</li><li>Faria, D. d. P., 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+of+glucose+metabolism,+neuroinflammation+and+demyelination+in+the+lysolecithin+rat+model+for+multiple+sclerosis.">PET imaging of glucose metabolism, neuroinflammation and demyelination in the lysolecithin rat model for multiple sclerosis.</a> Multiple Sclerosis Journal. 20 (11), 1443-1452 (2014).</li><li>Rinaldi, 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=Galectin-1+circumvents+lysolecithin-induced+demyelination+through+the+modulation+of+microglial+polarization/phagocytosis+and+oligodendroglial+differentiation.">Galectin-1 circumvents lysolecithin-induced demyelination through the modulation of microglial polarization/phagocytosis and oligodendroglial differentiation.</a> Neurobiology of Disease. 96, 127-143 (2016).</li><li>Faria, D. d. P., 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+of+focal+demyelination+and+remyelination+in+a+rat+model+of+multiple+sclerosis+comparison+of+[C-11]MeDAS,+[C-11]CIC+and+[C-11]PIB.">PET imaging of focal demyelination and remyelination in a rat model of multiple sclerosis comparison of [C-11]MeDAS, [C-11]CIC and [C-11]PIB.</a> European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging. 41 (5), 995-1003 (2014).</li><li>Faria, D. d. P., 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+of+focal+demyelination+and+remyelination+in+a+rat+model+of+multiple+sclerosis:+comparison+of+[11C]MeDAS,+[11C]CIC+and+[11C]PIB.">PET imaging of focal demyelination and remyelination in a rat model of multiple sclerosis: comparison of [11C]MeDAS, [11C]CIC and [11C]PIB.</a> European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging. 41 (5), 995-1003 (2014).</li><li>vander Star, B. 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=In+Vitro+and+In+Vivo+Models+of+Multiple+Sclerosis.">In Vitro and In Vivo Models of Multiple Sclerosis.</a> CNS &amp; Neurological Disorders-Drug Targets. 11 (5), 570-588 (2012).</li><li>Najm, F. 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=Drug-based+modulation+of+endogenous+stem+cells+promotes+functional+remyelination+in+vivo.">Drug-based modulation of endogenous stem cells promotes functional remyelination in vivo.</a> Nature. 522 (7555), 216 (2015).</li></ol>

A maior vantagem de usar o modelo de lisecitina para estudar a esclerose múltipla é o cronograma rápido para a desmielinização (cerca de 1 semana) e a remielinação (cerca de 4 semanas) para ocorrer14. Este modelo também pode ser induzido em camundongos15, no entanto, a indução em ratos é mais vantajosa para imagens in vivo PET devido ao tamanho maior do cérebro de rato em comparação com ratos.
O primeiro passo do modelo de ...

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de Paula Faria, D., Cristiano Real, C., Estessi de Souza, L., Teles Garcez, A., Navarro Marques, F. L., Buchpiguel, C. A. Positron Emission Tomography Imaging for In Vivo Measuring of Myelin Content in the Lysolecithin Rat Model of Multiple Sclerosis. J. Vis. Exp. (168), e62094, doi:10.3791/62094 (2021).
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de Paula Faria, D., Real, C.C., Estessi de Souza, L., Teles Garcez, A., Navarro Marques, F. L., Buchpiguel, C. A. Positron Emission Tomography Imaging for In Vivo Measuring of Myelin Content in the Lysolecithin Rat Model of Multiple Sclerosis. J. Vis. Exp. (168), e62094, doi:10.3791/62094 (2021).

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Erratum: Positron Emission Tomography Imaging for In Vivo Measuring of Myelin Content in the Lysolecithin Rat Model of Multiple Sclerosis

A esclerose múltipla (EM) é uma doença neuroinflamatória que afeta o sistema nervoso central, caracterizada por inflamação, desmielinização e perda axonal1. O prognóstico dessa doença é variável mesmo com avanços no tratamento, sendo uma das causas mais comuns de déficits neurológicos em jovens1. O diagnóstico de ESM baseia-se nos critérios de manifestação clínica e visualização de lesões características por ressonância magnética (RM)2,3.
A tomografia por emissão de pósitrons (PET) pode ser uma ferramenta útil para o monitoramento in vivo da progressão da ESM e dos efeitos terapêuticos. O radiotracer B composto de Pittsburgh (PIB) rotulado com carbono-11 (11C-PIB) é amplamente utilizado para quantificar placas β-amilóides; no entanto, na última década, tem sido estudado para quantificar o conteúdo da mielina e mostrar desmielinização dinâmica e remyelination4,5,6.
Diferentes rastreadores PET amiloides (11C-PIB, 18F-florbetaben,18F-florbetapir, 18F-flutemetamol) podem ser usados para quantificar a mielina e fornecer informações importantes sobre a progressão da doença e resposta terapêutica, permitindo a identificação de processos de desmielinização e remyelinação, sem a interferência da neuroinflamation, que pode ocorrer com imagens convencionais de ressonância magnética (MRI)7. A imagem pet amiloide mostrou diminuição da absorção de rastreadores em pacientes ativos de ES em comparação com pacientes não ativos, o que poderia ser explicado por danos precoces à matéria branca nos pacientes ativos8. A menor absorção de rastreador amiloide também esteve associada ao declínio cognitivo em um estudo de acompanhamento, mostrando que essa técnica é uma ferramenta valiosa para o estudo da fisiopatologia da doença e dos desfechos clínicos9.
O modelo de rato de lisesolecithin (LPC) é um modelo induzido químico de esclerose múltipla, onde a toxina injetada, LPC, induz uma alta resposta de macrófagos que resulta em aumento da inflamação e, consequentemente, desmielinização10,11. A dessalinização é rapidamente invertida, em aproximadamente 4 semanas, o que torna este um bom modelo para avaliar processos de desmielinização e remyelinação em roedores. Este modelo já foi avaliado utilizando imagem PET, com bons resultados e correlação com ensaios post-mortem12.
Aqui apresentamos o protocolo para imagem PET de mielina com 11C-PIB no modelo de rato de lisesolecithin, mostrando que essa técnica de imagem é uma ferramenta útil para a medição in vivo do conteúdo de mielina.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Analytical Balance</td>
			<td>Marte</td>
			<td>AUWZZOD</td>
			<td>max: 220 g- min: 1 mg</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Anestesia vaporizer</td>
			<td>Nanitech</td>
			<td>15800</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Beta-cube</td>
			<td>Molecubes</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bulldog clamp</td>
			<td>Stoelting</td>
			<td>5212043P</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>clorexidine</td>
			<td>Rioquimica</td>
			<td></td>
			<td>0.5%/100 mL</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cotton swabs</td>
			<td>johnson e johnson</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dose calibrator</td>
			<td>Capintech</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Drill</td>
			<td>Kinzo powertools</td>
			<td>352901</td>
			<td>Model Q0M-DC3C</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Eppendorf tube</td>
			<td>Eppendorf</td>
			<td>30125150</td>
			<td>1.5 mL</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Eye lubricant</td>
			<td>ADVFARMA</td>
			<td>30049099</td>
			<td>&#160;vaseline 15 g (pharmaceutical purity)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fine forceps</td>
			<td>Stoelting</td>
			<td>52102-38P</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Gloves</td>
			<td>Descarpack</td>
			<td>212101</td>
			<td>&#160;6.5 size</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Heating pad</td>
			<td>Softhear</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Injection Syringe</td>
			<td>Hamilton</td>
			<td>80314</td>
			<td>10&#181;, 32ga, model 701</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Insuline syringe</td>
			<td>BD</td>
			<td>328328</td>
			<td>1 mL insulin syringes with needle</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Isoflurane</td>
			<td>Crist&#225;lia</td>
			<td>410525</td>
			<td>100 mL , concentration 1 mL/1 mL</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ketoprofen or other analgesic</td>
			<td>Sanofi</td>
			<td></td>
			<td>100 mg/2 mL</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>lidocaine</td>
			<td>Hipolabor</td>
			<td>1.1343.0102.001-5</td>
			<td>2%/20mL</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>L-&#945;-Lysophosphatidylcholine from egg yolk</td>
			<td>Sigma-aldrich</td>
			<td>L-4129</td>
			<td>25 mg - &#8805;99%, Type I, powder</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Needle holder</td>
			<td>Stoelting</td>
			<td>5212290P</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Oxygen</td>
			<td>White Martins</td>
			<td>7782-44-7</td>
			<td>Compressed gas</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PMOD software</td>
			<td>PMOD technologies</td>
			<td>Version 4.1</td>
			<td>module fuse it</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rat anesthesia mask</td>
			<td>KOPF</td>
			<td>Model 906</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Saline</td>
			<td>Farmace</td>
			<td>0543325/ 14-8</td>
			<td>0.9% sodium chloride for injection, 10 mL</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Scapel blades</td>
			<td>Stoelting</td>
			<td>52173-10</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Scapel handles</td>
			<td>Stoelting</td>
			<td>52171P</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Scissor</td>
			<td>Stoelting</td>
			<td>52136-50P</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Semi-analytical Balance</td>
			<td>Quimis</td>
			<td>BK-3000</td>
			<td>max:3,100 g; min:0.2 g</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>shaver</td>
			<td>Mega profissional</td>
			<td></td>
			<td>AT200 model</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stereotactic Apparatus</td>
			<td>KOPF</td>
			<td>Nodel 900</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Universal holder with needle support</td>
			<td>KOPF</td>
			<td>Model 1772-F1</td>
			<td>Hamilton support for 5 and 10 &#181;L</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

positron emission tomography imaging for in vivo measuring of myelin content in the lysolecithin rat model of multiple sclerosis

A esclerose múltipla (EM) é uma doença neuroinflamatória com expansão da degeneração axonal e neuronal e desmielinização no sistema nervoso central, levando a disfunções motoras, incapacidade psíquica e comprometimento cognitivo durante a progressão da EM. A tomografia de emissão de pósitrons (PET) é uma técnica de imagem capaz de quantificar alterações celulares e moleculares in vivo. 
Os radiotracers com afinidade com a mielina intacta podem ser usados para imagens in vivo de alterações de conteúdo de mielina ao longo do tempo. É possível detectar um aumento ou diminuição do teor de mielina, o que significa que esta técnica de imagem pode detectar processos de desmielinização e remyelinação do sistema nervoso central. Neste protocolo demonstramos como usar a imagem PET para detectar alterações de mielina no modelo de rato de lisesolecithin, que é um modelo de lesão de desmielinização focal (induzida por injeção estereotática) (ou seja, um modelo de doença da esclerose múltipla). 11 A imagem PET C-PIB foi realizada na linha de base, e 1 semana e 4 semanas após injeção estereotaxica de lisolecithin 1% no estriado direito (4 μL) e corpus calosum (3 μL) do cérebro de rato, permitindo quantificação de desmielinização focal (local de injeção após 1 semana) e o processo de remielinização (local de injeção em 4 semanas).
A imagem myelin PET é uma ferramenta interessante para monitorar mudanças in vivo no conteúdo de mielina que poderiam ser úteis para monitorar a progressão da doença desmielinina e a resposta terapêutica.

A Figura 1 mostra imagens ilustrativas de 11C-PIB PET com alterações de mielina ao longo do tempo. Na varredura da linha de base, não podem ser observadas diferenças no conteúdo da mielina (ou seja, não há desmielinização). Na imagem de ponto de tempo de 1 semana, é possível ver a lesão focal desmielinada (no hemisfério direito) como indicado pela seta branca. As imagens são apresentadas nos 3 planos anatômicos (coronal, axial e sagital) e é possível identificar a...

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Positron Emission Tomography Imaging for In Vivo Measuring of Myelin Content in the Lysolecithin Rat Model of Multiple Sclerosis

Este protocolo tem o objetivo de monitorar as alterações in vivo da mielina (desmielinização e remielinização) por meio da tomografia de emissão de pósitrons (PET) em um modelo animal de esclerose múltipla.

Tomografia de emissão de pósitrons para medição in vivo de conteúdo de mielina no modelo de rato de lysolecithin de esclerose múltipla

Multiple sclerosis (MS) is a neuroinflammatory disease with expanding axonal and neuronal degeneration and demyelination in the central nervous system, ...

Este protocolo tem o nome de monitorar cadeias de mielina in vivo por imagem PET com PIB rotulado com carbonyl no modelo de rato de lysolecithin de esclerose múltipla. Esta técnica de imagem tem a capacidade de permitir imagens in-vivo de posições em diferentes pontos. Obtendo um toque pontual dos dados das cadeias de mineração ao longo do tempo.Neste vídeo, mostramos como induzir o modelo animal por injeção estereotática e como adquirir e analisar. As imagens pip de mineração. Retire o material necessário para a preparação da solução de lisesolecithin Leve o peso da solução de lisesolecithin em um equilíbrio eletrônico usando um tubo de vidro tire o tubo de vidro do equilíbrio elétrico para abrir a linha celular e pegue o volume certo para preparar a solução de 1%lysolecithin.Coloque a linha celular no tubo de plástico feche o tubo plástico e agite-o usando os dedos. Prepare-se para a cirurgia com o animal na posição certa injeção Coloque o creme ocular que os olhos dos animais estão protegendo contra a hidratação. utilizar uma solução de 5%de codoxígeno para limpeza da área de incisão da injeção de cirurgia lidocaína onde a incisão será feita.Raspar o cabelo na cabeça de seu crânio fazer uma incisão de cerca de dois centímetros expor a era do escopo com grampos udak área limpa com um cotonete e marcar a posição bregma a seringa hemato na injeção de bregma será feita nestas três áreas marcadas através da coordenada direita. Leve a agulha hemato através da área de druto Vá até a coordenada ventrica para iniciar a injeção, Terminando a cirurgia, Sutura a incisão. Use um local apropriado para a injeção do rastreador.O rastreador deve ser injetado por via intravenosa, e pode ser feito na veia peniana ou na veia da cauda. A aquisição de imagem do ponto de tempo da linha de base é realizada antes da cirurgia estereotática. E os outros dois pontos de tempo uma semana e quatro semanas após a cirurgia estereostática.Abra o software do scanner PET e escolha o campo de visão para ser digitalizado durante a aquisição de imagens. Posicione o animal na cama. Certifique-se de que o animal está em linha reta.Pegue o creme para proteger os olhos dos animais. Cubra a cama de animal. Empurre a cama de animal para dentro do scanner de animais e comece a aquisição.Verifique o animal em luto até o final da tomografia. Quando um dia a aquisição de imagens estiver concluída. Tire o animal da cama.Abra o software remoto e escolha Fuse Ele seleciona a bio de imagem e abre com as operações. Use uma orientação do cilindro e carregue a imagem. Vá para combinar e abra a imagem PET.Ajuste a escala de cores para tornar o cérebro visível. Pressione crop'to cortar a imagem e ajustar o tamanho da janela para cobrir todo o cérebro. Seus parâmetros estão no lado inferior direito da tela pressione o câmbio azul'Certifique-se de que o animal está posicionado bem no software.Selecione o modelo de ressonância magnética correto. se você precisar, você pode ajustar a restrição de cobertura entre pet e modelo de ressonância magnética. Pressione o botão do dispositivo.Selecione o modelo cerebral certo. Então você pode olhar para diferentes regiões cerebrais disponíveis e você pode selecionar ou desmarcar todas elas. Vá para guias de contorno, e eles serão todos selecionados.No botão superior, você pode selecionar qualquer parâmetro que deseja aparecer nestes dados estatísticos. Você pode tocar no botão estatístico e, em seguida, você pode escolher entre KilobeckerCSS ou SUV. Copie para a prancheta e feche.Seus dados podem ser colados em uma folha do Excel. Para quantificar a e ilusão Vá para a nova placa, selecione esses poucos e aplique. Você pode criar um novo vazio no lado contralateral.E depois vá para o botão estatístico S2B4. É possível ver a lesão uma semana após a injeção e as lesões cobertas quatro semanas após a injeção. Diferença significativa é vista entre forro celular uma semana e quatro.Seguindo este protocolo, você terá os três passos de tomar a região de interesse, sendo o local de injeção e que a área principal a ser analisada. Como um grande aluno do protocolo, tomar lesão apresenta as cadeias de mineração ao longo do tempo, onde a nação mineira é representada pela diminuição da captação de vestígios e captação de vestígios de reimaginação. É importante enfatizar que a injeção de listagem a laser deve ser muito lenta, evitando danificar o tecido e causando apenas cadeias de mineração que serão detectadas por imagens peep PIP.

Research

JoVE Journal

Neuroscience

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Neurociência

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