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-cube equipment (Molecubes NV, Bélgica) fue apoyado por la São Paulo Research Foundation, FAPESP - Brasil (#2018/15167-1). LES tiene una beca de estudiante de doctorado de FAPESP - Brasil (#2019/15654-2).

Todos los procedimientos se llevaron a cabo de acuerdo con las directrices del Consejo Nacional para el Control de la Experimentación Animal (CONCEA, Brasil) y fueron aprobados por el Comité de Ética para la Investigación Animal de la Facultad de Medicina de la Universidad de Sao Paulo (CEUA-FMUSP, Brasil - número de protocolo: 25/15).
NOTA: En este protocolo, mostramos cómo inducir un modelo de ratas de liolecitina de esclerosis múltiple y cómo adquirir y analizar las imágenes de PET...

<ol>
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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>

La mayor ventaja de usar el modelo de lysolecihin para estudiar la esclerosis múltiple es la línea de tiempo rápida para la desmielinización (aproximadamente 1 semana) y la remyelination (aproximadamente 4 semanas) que ocurrirá14. Este modelo también puede ser inducido en ratones15,sin embargo, la inducción en ratas es más ventajosa para las imágenes de PET in vivo debido al mayor tamaño del cerebro de la rata en comparación con los ratones.
<p class...

An erratum was issued for:&#160;<a href="https://www.jove.com/t/62094">Positron Emission Tomography Imaging for In Vivo Measuring of Myelin Content in the Lysolecithin Rat Model of Multiple Sclerosis</a>. The citation&#160;was updated.
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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).
to:
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

La esclerosis múltiple (EM) es una enfermedad neuroinflamatoria que afecta al sistema nervioso central, caracterizada por inflamación, desmielinización y pérdida axonal1. El pronóstico de esta enfermedad es variable incluso con avances en el tratamiento, y es una de las causas más comunes de déficit neurológico en los jóvenes1. El diagnóstico de la EM se basa en los criterios de manifestación clínica y visualización de lesiones características por resonancia magnética (RM)2,3.
La tomografía por emisión de positrones (PET) puede ser una herramienta útil para el monitoreo in vivo de la progresión de la EM y los efectos terapéuticos. El radiopasero B (PIB) compuesto de Pittsburgh etiquetado con carbono-11(11C-PIB) es ampliamente utilizado para cuantificar las placas β-amiloide; sin embargo, en la última década, se ha estudiado cuantificar el contenido de mielina y mostrar desmielinización dinámica y remyelination4,5,6.
Diferentes trazadores de PET amiloides(11C-PIB, 18F-florbetaben,18F-florbetapir, 18F-flutemetamol) se pueden utilizar para cuantificar la mielina y proporcionar información importante sobre la progresión de la enfermedad y la respuesta terapéutica, permitiendo la identificación de procesos de desmielinización y remielinización, sin la interferencia de la neuroinflamación, que puede ocurrir con imágenes convencionales de resonancia magnética (RM)7. Las imágenes de PET amiloides mostraron una disminución de la absorción de trazas en pacientes activos con EM en comparación con pacientes no activos, lo que podría explicarse por el daño temprano de la materia blanca en los pacientes activos8. La absorción del trazador de amiloide inferior también se asoció con el deterioro cognitivo en un estudio de seguimiento, mostrando esta técnica como una herramienta valiosa para estudiar la fisiopatología de la enfermedad y los resultados clínicos9.
El modelo de rata de lysolecitina (LPC) es un modelo químico inducido de esclerosis múltiple, donde la toxina inyectada, LPC, induce una alta respuesta de macrófagos que resulta en un aumento de la inflamación y, en consecuencia, desmielinización10,11. La desmielinización se invierte rápidamente, en aproximadamente 4 semanas, lo que hace de este un buen modelo para evaluar los procesos de desmielinización y remielinación en roedores. Este modelo ya ha sido evaluado utilizando imágenes pet, con buenos resultados y correlación con ensayos post mortem12.
Aquí presentamos el protocolo para imágenes pet mielina con 11C-PIB en el modelo de rata de lisolcitina, mostrando esta técnica de imagen para ser una herramienta útil para la medición in vivo del contenido 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

La esclerosis múltiple (EM) es una enfermedad neuroinflamatoria con degeneración y desmielinización axonal y neuronal en expansión en el sistema nervioso central, lo que conduce a disfunciones motoras, discapacidad psíquica y deterioro cognitivo durante la progresión de la EM. La tomografía por emisión de positrones (PET) es una técnica de imagen capaz de cuantificar alteraciones celulares y moleculares in vivo. 
Los radiotracers con afinidad a la mielina intacta se pueden utilizar para imágenes in vivo de los cambios de contenido de mielina con el tiempo. Es posible detectar un aumento o disminución en el contenido de mielina, lo que significa que esta técnica de imagen puede detectar procesos de desmielinización y remielinización del sistema nervioso central. En este protocolo demostramos cómo utilizar imágenes de PET para detectar cambios de mielina en el modelo de rata de lisolcitina, que es un modelo de lesión de desmielinización focal (inducida por inyección estereotáctica) (es decir, un modelo de enfermedad de esclerosis múltiple). 11 Las imágenes de PET C-PIB se realizaron al inicio, y 1 semana y 4 semanas después de la inyección estereotáxica de lysolecitina 1% en el estriado derecho (4 μL) y el cuerpo calloso (3 μL) del cerebro de la rata, permitiendo la cuantificación de la desmielinización focal (sitio de inyección después de 1 semana) y el proceso de remyelinación (sitio de inyección a las 4 semanas).
Imágenes de PET de mielina es una herramienta interesante para monitorear los cambios in vivo en el contenido de mielina que podrían ser útiles para monitorear la progresión de la enfermedad desmielinizante y la respuesta terapéutica.

La Figura 1 muestra imágenes ilustrativas de PET de 11C-PIB con cambios de mielina con el tiempo. En el análisis de línea base, no se pueden ver diferencias en el contenido de mielina (es decir, no hay desmielinización presente). En la imagen de punto de tiempo de 1 semana, es posible ver la lesión desmielinada focal (en el hemisferio derecho) como lo indica la flecha blanca. Las imágenes se presentan en los 3 planos anatómicos (coronal, axial y sagital) y es posible identi...

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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 tiene como objetivo monitorear los cambios in vivo de mielina (desmielinización y remilinación) mediante imágenes de tomografía por emisión de positrones (PET) en un modelo animal de esclerosis múltiple.

Imágenes de tomografía por emisión de Positron para la medición in vivo del contenido de mielina en el modelo de rata de lysolecitina de esclerosis múltiple

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

Este protocolo tiene el nombre de monitorización de cadenas de mielina in vivo por imágenes pet con PIB etiquetado con carbonilo en el modelo de rata de liolecitina de esclerosis múltiple. Esta técnica de imagen tiene la capacidad de permitir imágenes in vivo de posiciones en diferentes puntos. Obtener un toque puntual de los datos de las cadenas mineras a lo largo del tiempo.En este vídeo, mostramos cómo inducir el modelo animal mediante inyección estereotáctica y cómo adquirir y analizar. Las imágenes PIP de minería. Sacar el material necesario para la preparación de la solución de lisolesolecitina Tome el peso de la solución de lisolcitina en un equilibrio electrónico usando un tubo de vidrio saque el tubo de vidrio de la balanza eléctrica abra la línea celular y tome el volumen adecuado para preparar la solución de 1% lysolecithin.Coloque la línea celular en el tubo de plástico para cerrar el tubo de plástico y agitarlo con los dedos. Prepararse para la cirugía con el animal en la posición correcta inyectar Poner la crema para los ojos que los ojos animales están protegiendo contra la hidratación. utilizar una solución de codoxigeno 5% para limpiar el área de incisión de la cirugía inyectar lidocaína donde se hará la incisión.Afeitar el cabello en las cabezas de su cráneo hacer una incisión de unos dos centímetros expone la era del alcance con abrazaderas udak área limpia con un hisopo y marcar la posición de bregma la jeringa hemato en la inyección de bregma se hará en estas tres áreas marcadas a través de la coordenada correcta. Tomar la aguja hemato a través de la zona de drute Vaya a la coordenada ventrical para iniciar la inyección, Terminando la cirugía, Suturar la incisión. Utilice un lugar adecuado para la inyección del trazador.El trazador debe inyectarse por vía intravenosa, y se puede hacer, ya sea en la vena del pene o en la vena de la cola. La adquisición de imágenes del punto de tiempo de referencia se realiza antes de la cirugía estereotáctica. Y los otros dos puntos de tiempo una semana y cuatro semanas después de la cirugía estereotáctica.Abra el software del escáner PET y elija el campo de visión que se va a escanear durante la adquisición de imágenes. Coloque al animal en la cama. Asegúrate de que el animal sea heterosexual.Toma la crema para los ojos para proteger los ojos de los animales. Cubre la cama del animal. Empuje la cama del animal dentro del escáner de mascotas y comience la adquisición.Compruebe el dolor del animal hasta el final de la exploración por PET. Cuando se haya terminado la adquisición de imágenes de un día. Saca al animal de la cama.Abra el software remoto y elija Fuse It'model select image bio en y abierto con operaciones. Utilice una orientación del cilindro y cargue la imagen. Vaya a coincidir y abra la imagen PET.Ajuste la escala de color para hacer visible el cerebro. Pulse crop'to crop la imagen y ajuste el tamaño de la ventana para cubrir todo el cerebro. Sus parámetros están en la parte inferior derecha de la pantalla pulse cambio azul'Asegúrese de que el animal está colocado justo en el software.Seleccione la plantilla de RMN correcta. si lo necesita, puede ajustar la restricción de cobertura entre la plantilla pet y rmn. Pulse el botón del dispositivo.Seleccione la plantilla cerebral correcta. A continuación, puede mirar diferentes regiones cerebrales disponibles y puede seleccionar o anular la selección de todas ellas. Vaya a las guías de contorno, y todas serán seleccionadas.En el botón superior, puede seleccionar cualquier parámetro que desee que aparezca en estos datos estadísticos. Puede tocar el botón estadístico y luego puede elegir entre KilobeckerCSS o SUV. Copie en el portapapeles y cierre.Los datos se pueden pegar en una hoja de Excel. Para cuantificar la ilusión Vaya a la nueva placa, seleccione estos pocos y aplíquelos. Puede crear un nuevo vacío en el lado contralateral.Y luego vaya al botón estadístico S2B4. Es posible ver la lesión una semana después de la inyección y las lesiones cubiertas cuatro semanas después de la inyección. Se observan diferencias significativas entre el revestimiento celular una semana y cuatro.Siguiendo este protocolo, obtendrá los tres pasos para tomar la región de interés, siendo el sitio de inyección y que el área principal a analizar. Como un gran estudiante de protocolo, por lo tanto tomar lesiones presenta las cadenas mineras con el tiempo, donde la nación minera está representada por la disminución de la absorción de trazas y la captación de trazas de reimaginación. Es importante hacer hincapié en que la inyección de listado láser debe ser muy lenta, evitando que el tejido dañe y causando sólo cadenas mineras que serán detectadas por imágenes PIP peep.

Research

JoVE Journal

Neuroscience

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

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Thinned-skull Cortical Window Technique for In Vivo Optical Coherence Tomography Imaging

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