Name: positron emission tomography imaging of cell trafficking: a method of cell radiolabeling
Uploaded: 2023-10-27T14:20:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Positron Emission Tomography Imaging of Cell Trafficking: A Method of Cell Radiolabeling at JoVE.com

Bu çalışma NIH 5R21HL127389-02, NIH 4T32HL007111-39, NIH R01HL134664 ve DOE DE-SC0008947 hibeleri, Uluslararası Atom Enerjisi Ajansı, Viyana, Mayo Clinic Nükleer Tıp Bölümü, Radyoloji Anabilim Dalı ve Mayo Clinic Rejeneratif Tıp Merkezi, Rochester, MN tarafından desteklenmiştir. Tüm figürler BioRender.com kullanılarak oluşturulmuştur.

Dendritik hücreler ve melanom hücreleri ticari olarak elde edildi18. Laparoskopik parsiyel hepatektomi sonrası domuzların karaciğerinden hepatositler izole edildi22,24. Kök hücreler kemik iliği aspiratlarındanizole edildi 18,19,26. Yağ dokusu kaynaklı kök hücreler, İnsan Hücresel Terapi Laboratuvarı, Mayo Clinic Rochester<sup class...

<ol>
	<li>Bhawnani, 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=Effectiveness+of+stem+cell+therapies+in+improving+clinical+outcomes+in+patients+with+heart+failure.">Effectiveness of stem cell therapies in improving clinical outcomes in patients with heart failure.</a> Cureus. 13 (8), e17236 (2021).</li><li>Zakrzewski, W., Dobrzynski, M., Szymonowicz, M., Rybak, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stem+cells:+past,+present,+and+future.">Stem cells: past, present, and future.</a> Stem Cell Research &amp; Therapy. 10 (1), 68 (2019).</li><li>Bukhari, A. B., Dutta, S., De, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Image+guidance+in+stem+cell+therapeutics:+unfolding+the+blindfold.">Image guidance in stem cell therapeutics: unfolding the blindfold.</a> Current Drug Targets. 16 (6), 658-671 (2015).</li><li>Momeni, A., Neelamegham, S., Parashurama, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Current+challenges+for+the+targeted+delivery+and+molecular+imaging+of+stem+cells+in+animal+models.">Current challenges for the targeted delivery and molecular imaging of stem cells in animal models.</a> Bioengineered. 8 (4), 316-324 (2017).</li><li>Gnecchi, M., Zhang, Z., Ni, A., Dzau, V. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Paracrine+mechanisms+in+adult+stem+cell+signaling+and+therapy.">Paracrine mechanisms in adult stem cell signaling and therapy.</a> Circulation Research. 103 (11), 1204-1219 (2008).</li><li>D'Aloia, M. M., Zizzari, I. G., Sacchetti, B., Pierelli, L., Alimandi, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=CAR-T+cells:+the+long+and+winding+road+to+solid+tumors.">CAR-T cells: the long and winding road to solid tumors.</a> Cell Death &amp; Disease. 9 (3), 282 (2018).</li><li>Zhang, Q., 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=CAR-T+cell+therapy+in+cancer:+tribulations+and+road+ahead.">CAR-T cell therapy in cancer: tribulations and road ahead.</a> Journal of Immunology Research. 2020, 1924379 (2020).</li><li>Sterner, R. C., Sterner, R. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=CAR-T+cell+therapy:+current+limitations+and+potential+strategies.">CAR-T cell therapy: current limitations and potential strategies.</a> Blood Cancer Journal. 11 (4), 69 (2021).</li><li>Shao, 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=Radionuclide-based+molecular+imaging+allows+CAR-T+cellular+visualization+and+therapeutic+monitoring.">Radionuclide-based molecular imaging allows CAR-T cellular visualization and therapeutic monitoring.</a> Theranostics. 11 (14), 6800-6817 (2021).</li><li>Sakemura, R., Can, I., Siegler, E. L., Kenderian, S. S. <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+CART+cell+imaging:+Paving+the+way+for+success+in+CART+cell+therapy.">In vivo CART cell imaging: Paving the way for success in CART cell therapy.</a> Molecular Therapy Oncolytics. 20, 625-633 (2021).</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=Dendritic+cell+biology+and+its+role+in+tumor+immunotherapy.">Dendritic cell biology and its role in tumor immunotherapy.</a> Journal of Hematology &amp; Oncology. 13 (1), 107 (2020).</li><li>Bulte, J. W. M., Shakeri-Zadeh, A. <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+MRI+tracking+of+tumor+vaccination+and+antigen+presentation+by+dendritic+cells.">In vivo MRI tracking of tumor vaccination and antigen presentation by dendritic cells.</a> Molecular Imaging and Biology. 24 (2), 198-207 (2022).</li><li>Holland, J. P., Sheh, Y., Lewis, J. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Standardized+methods+for+the+production+of+high+specific-activity+zirconium-89.">Standardized methods for the production of high specific-activity zirconium-89.</a> Nuclear Medicine and Biology. 36 (7), 729-739 (2009).</li><li>Larenkov, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Preparation+of+zirconium-89+solutions+for+radiopharmaceutical+purposes:+interrelation+between+formulation,+radiochemical+purity,+stability+and+biodistribution.">Preparation of zirconium-89 solutions for radiopharmaceutical purposes: interrelation between formulation, radiochemical purity, stability and biodistribution.</a> Molecules. 24 (8), 1534 (2019).</li><li>Pandey, M. 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=A+new+solid+target+design+for+the+production+of+89Zr+and+radiosynthesis+of+high+molar+activity+[89Zr]Zr-DBN.">A new solid target design for the production of 89Zr and radiosynthesis of high molar activity [89Zr]Zr-DBN.</a> American Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging. 12 (1), 15-24 (2022).</li><li>Pandey, M. 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=Improved+production+and+processing+of+89Zr+using+a+solution+target.">Improved production and processing of 89Zr using a solution target.</a> Nuclear Medicine and Biology. 43 (1), 97-100 (2016).</li><li>Pandey, M. K., Engelbrecht, H. P., Byrne, J. P., Packard, A. B., DeGrado, 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=Production+of+89Zr+via+the+89Y(p,n)89Zr+reaction+in+aqueous+solution:+effect+of+solution+composition+on+in-target+chemistry.">Production of 89Zr via the 89Y(p,n)89Zr reaction in aqueous solution: effect of solution composition on in-target chemistry.</a> Nuclear Medicine and Biology. 41 (4), 309-316 (2014).</li><li>Bansal, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Novel+89Zr+cell+labeling+approach+for+PET-based+cell+trafficking+studies.">Novel 89Zr cell labeling approach for PET-based cell trafficking studies.</a> EJNMMI Research. 5, 19 (2015).</li><li>Bansal, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=89Zr]Zr-DBN+labeled+cardiopoietic+stem+cells+proficient+for+heart+failure.">89Zr]Zr-DBN labeled cardiopoietic stem cells proficient for heart failure.</a> Nuclear Medicine and Biology. 90-91, 23-30 (2020).</li><li>Friberger, I., 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=Optimisation+of+the+synthesis+and+cell+labelling+conditions+for+[89Zr]Zr-oxine+and+[89Zr]Zr-DFO-NCS:+a+direct+in+vitro+comparison+in+cell+types+with+distinct+therapeutic+applications.">Optimisation of the synthesis and cell labelling conditions for [89Zr]Zr-oxine and [89Zr]Zr-DFO-NCS: a direct in vitro comparison in cell types with distinct therapeutic applications.</a> Molecular Imaging and Biology. 23 (6), 952-962 (2021).</li><li>Lee, S. 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=Feasibility+of+real-time+in+vivo+89Zr-DFO-labeled+CAR+T-cell+trafficking+using+PET+imaging.">Feasibility of real-time in vivo 89Zr-DFO-labeled CAR T-cell trafficking using PET imaging.</a> PLoS One. 15 (1), e0223814 (2020).</li><li>Nicolas, C. T., 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=Hepatocyte+spheroids+as+an+alternative+to+single+cells+for+transplantation+after+ex+vivo+gene+therapy+in+mice+and+pig+models.">Hepatocyte spheroids as an alternative to single cells for transplantation after ex vivo gene therapy in mice and pig models.</a> Surgery. 164 (3), 473-481 (2018).</li><li>Yang, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tracking+and+therapeutic+value+of+human+adipose+tissue-derived+mesenchymal+stem+cell+transplantation+in+reducing+venous+neointimal+hyperplasia+associated+with+arteriovenous+fistula.">Tracking and therapeutic value of human adipose tissue-derived mesenchymal stem cell transplantation in reducing venous neointimal hyperplasia associated with arteriovenous fistula.</a> Radiology. 279 (2), 513-522 (2016).</li><li>Nicolas, C. T., 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=Ex+vivo+cell+therapy+by+ectopic+hepatocyte+transplantation+treats+the+porcine+tyrosinemia+model+of+acute+liver+failure.">Ex vivo cell therapy by ectopic hepatocyte transplantation treats the porcine tyrosinemia model of acute liver failure.</a> Molecular Therapy. Methods &amp; Clinical Development. 18, 738-750 (2020).</li><li>Bansal, A., Sharma, S., Klasen, B., Rosch, F., Pandey, M. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evaluation+of+different+89Zr-labeled+synthons+for+direct+labeling+and+tracking+of+white+blood+cells+and+stem+cells+in+healthy+athymic+mice.">Evaluation of different 89Zr-labeled synthons for direct labeling and tracking of white blood cells and stem cells in healthy athymic mice.</a> Scientific Reports. 12 (1), 15646 (2022).</li><li>Behfar, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Guided+cardiopoiesis+enhances+therapeutic+benefit+of+bone+marrow+human+mesenchymal+stem+cells+in+chronic+myocardial+infarction.">Guided cardiopoiesis enhances therapeutic benefit of bone marrow human mesenchymal stem cells in chronic myocardial infarction.</a> Journal of the American College of Cardiology. 56 (9), 721-734 (2010).</li><li>Charoenphun, 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=89Zr]oxinate4+for+long-term+in+vivo+cell+tracking+by+positron+emission+tomography.">89Zr]oxinate4 for long-term in vivo cell tracking by positron emission tomography.</a> European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging. 42 (2), 278-287 (2015).</li><li>Sato, 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=In+vivo+tracking+of+adoptively+transferred+natural+killer+cells+in+rhesus+macaques+using+89zirconium-oxine+cell+labeling+and+PET+imaging.">In vivo tracking of adoptively transferred natural killer cells in rhesus macaques using 89zirconium-oxine cell labeling and PET imaging.</a> Clinical Cancer Research. 26 (11), 2573-2581 (2020).</li><li>Volpe, A., Pillarsetty, N. V. K., Lewis, J. S., Ponomarev, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Applications+of+nuclear-based+imaging+in+gene+and+cell+therapy:+probe+considerations.">Applications of nuclear-based imaging in gene and cell therapy: probe considerations.</a> Molecular Therapy Oncolytics. 20, 447-458 (2021).</li><li>Fogli, L. 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=Challenges+and+next+steps+in+the+advancement+of+immunotherapy:+summary+of+the+2018+and+2020+National+Cancer+Institute+workshops+on+cell-based+immunotherapy+for+solid+tumors.">Challenges and next steps in the advancement of immunotherapy: summary of the 2018 and 2020 National Cancer Institute workshops on cell-based immunotherapy for solid tumors.</a> Journal for Immunotherapy of Cancer. 9 (7), e003048 (2021).</li><li>Li, X., Hacker, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Molecular+imaging+in+stem+cell-based+therapies+of+cardiac+diseases.">Molecular imaging in stem cell-based therapies of cardiac diseases.</a> Advanced Drug Delivery Reviews. 120, 71-88 (2017).</li><li>Puges, 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=Retrospective+study+comparing+WBC+scan+and+18F-FDG+PET/CT+in+patients+with+suspected+prosthetic+vascular+graft+infection.">Retrospective study comparing WBC scan and 18F-FDG PET/CT in patients with suspected prosthetic vascular graft infection.</a> European Journal of Vascular and Endovascular Surgery. 57 (6), 876-884 (2019).</li><li>Butterfield, L. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dendritic+cells+in+cancer+immunotherapy+clinical+trials:+are+we+making+progress.">Dendritic cells in cancer immunotherapy clinical trials: are we making progress.</a> Frontiers in Immunology. 4, 454 (2013).</li><li>de Vries, I. J. 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=Magnetic+resonance+tracking+of+dendritic+cells+in+melanoma+patients+for+monitoring+of+cellular+therapy.">Magnetic resonance tracking of dendritic cells in melanoma patients for monitoring of cellular therapy.</a> Nature Biotechnology. 23 (11), 1407-1413 (2005).</li><li>Gosmann, D., 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=Promise+and+challenges+of+clinical+non-invasive+T-cell+tracking+in+the+era+of+cancer+immunotherapy.">Promise and challenges of clinical non-invasive T-cell tracking in the era of cancer immunotherapy.</a> EJNMMI Research. 12 (1), 5 (2022).</li></ol>

Aşağıdakiler, etkili hücre radyo-etiketleme için optimizasyona ihtiyaç duyan protokoldeki kritik adımlardır. Protokol adımları 1.2 ve 1.3'te, kullanılan [89 Zr]Zr(HPO 4)2 veya [89Zr]ZrCl4 hacmine bağlı olarak, uygun bir hacim (mikrolitre) baz kullanılmalıdır; [89Zr]Zr(HPO4)2'nin nötralizasyonu için 1.0 MK2CO3çözeltisi ve 7.5-8.0 pH aralığına ulaşmak için [89Zr]ZrCl4'ün nötralizasyonu için 1.0 M<s...

Kök hücre ve kimerik antijen reseptörü (CAR) T hücresi tedavileri popülerlik kazanmakta ve miyokard yetmezliği1,2, retina dejenerasyonu 2, makula dejenerasyonu 2, diyabet 2, miyokard enfarktüsü 3,4,5 ve kanserler 6,7,8,9 gibi çeşitli hastalıkların tedavisi için aktif olarak araştırılmaktadır.10. Kök hücre tedavilerinin iki makul yaklaşımı arasında, kök hücreler ya terapötik bir yanıta neden olmak için doğrudan hastalık bölgesine aşılanabilir ya da dolaylı bir terapötik yanıt başlatmak için hastalık bölgesine bağlı kalmadan hastalık bölgesinin mikro çevresinde değişikliklere neden olabilir. Dolaylı bir terapötik yanıt, hastalığı onaracak veya tedavi edecek faktörleri serbest bırakarak hastalık bölgesinin mikro çevresinde değişikliklere neden olabilir5. Kök hücre tedavilerinin bu yaklaşımları, radyoaktif işaretli kök hücrelerin noninvaziv görüntülenmesi ile değerlendirilebilir. Noninvaziv görüntüleme, hastalık bölgesindeki radyoaktif işaretli hücrelerin alımını, doğrudan ve dolaylı terapötik yanıtı deşifre etmek için terapötik bir yanıtla ilişkilendirebilir.
Ek olarak, CAR T-hücresi 6,7,8,9,10 ve dendritik hücre immünoterapisi 11,12 kullanılarak çeşitli kanserleri tedavi etmek için bağışıklık hücresi bazlı tedaviler geliştirilmektedir. Mekanik olarak, CAR T hücresi immünoterapisi 6,7,8,9,10'da, T hücreleri, tedavi edilmesi gereken tümörler üzerindeki spesifik bir antijene bağlanan bir epitopu eksprese edecek şekilde tasarlanmıştır. Bu tasarlanmış CAR T hücreleri, uygulama üzerine, bir epitop-antijen etkileşimi yoluyla tümör hücrelerinde bulunan spesifik antijene bağlanır. Bağlandıktan sonra, bağlı CAR T hücreleri aktivasyona uğrar ve daha sonra çoğalır ve sitokinleri serbest bırakır, bu da konağın bağışıklık sistemine spesifik antijeni eksprese eden tümöre saldırması için sinyal verir. Buna karşılık, dendritik hücre tedavileri11,12 söz konusu olduğunda, dendritik hücreler, yüzeylerinde spesifik bir kanser antijeni sunacak şekilde tasarlanmıştır. Bu tasarlanmış dendritik hücreler, uygulandığında, lenf düğümlerine ev sahipliği yapar ve lenf düğümlerindeki T hücrelerine bağlanır. T hücreleri, uygulanan dendritik hücreler üzerindeki spesifik kanser antijenlerine bağlandıktan sonra, aktivasyon / proliferasyona uğrar ve bu spesifik antijeni eksprese eden tümöre karşı konakçının bir bağışıklık tepkisini başlatır. Bu nedenle, immünoterapinin etkinliğini belirlemek için radyoaktif işaretli CAR T hücrelerinin ve dendritik hücrelerin lenf nodlarına 11,12 yönlendirilmesinin değerlendirilmesi, uygulanan CAR T hücrelerinin bir tümör bölgesine9,10 ve dendritik hücrelerin 11,12 yönlendirilmesinin değerlendirilmesi mümkündür. Ayrıca, noninvaziv hücre kaçakçılığı, terapötik potansiyelin daha iyi anlaşılmasına, doğrudan ve dolaylı terapötik yanıtın netleştirilmesine ve hem kök hücre hem de bağışıklık hücresi bazlı tedavilerin terapötik yanıtının tahmin edilmesine ve izlenmesine yardımcı olabilir.
Optik görüntüleme, manyetik rezonans görüntüleme (MRI), tek foton emisyonlu bilgisayarlı tomografi (SPECT) ve pozitron emisyon tomografisi (PET) dahil olmak üzere hücre kaçakçılığı için farklı görüntüleme yöntemleri araştırılmıştır 3,4,9,10,12. Bu tekniklerin her birinin kendine göre avantajları ve dezavantajları vardır. Bunlar arasında PET, görüntülemeye dayalı hücre trafiğinde hücrelerin güvenilir bir şekilde ölçülmesi için gerekli olan kantitatif doğası ve yüksek duyarlılığı nedeniyle en umut verici yöntemdir 3,4,9,10.
Yarı ömrü 78.4saat olan pozitron yayan radyoizotop 89 Zr, hücre etiketlemesi için uygundur. 1 haftadan fazla bir süre boyunca hücre kaçakçılığının PET görüntülemesine izin verir ve yaygın olarak bulunan, düşük enerjili tıbbi siklotronlar 13,14,15,16,17 tarafından kolayca üretilir. Ek olarak, uygun şekilde işlevselleştirilmiş, p-izotiyosiyatobenzil-desferrioksamin (DFO-Bn-NCS) şelatörü, 89 Zr etiketli, kullanıma hazır, hücre etiketleme sentezi için ticari olarak mevcuttur, [89 Zr] Zr-p-izotiyosiyanosiyatobenzil-desferrioksamin, [89Zr] Zr-Zr-DBN 18,19,20,21,22,23,24 olarak da bilinir,25. [89Zr] Zr-DBN aracılı hücre etiketleme ilkesi, kararlı bir kovalent tiyoüre bağı üretmek için hücre zarı proteinlerinin birincil aminleri ile [89Zr] Zr-DBN'nin izotiyosiyanat (NCS) kısmı arasındaki reaksiyona dayanır.
[89Zr] Zr-DBN tabanlı hücre etiketleme ve görüntüleme, kök hücreler 18,23,25, dendritik hücreler 18, kardiyopoietik kök hücreler19, desidual stromal hücreler 20, kemik iliği kaynaklı makrofajlar 20, periferik kan mononükleer hücreleri 20, Jurkat/CAR T hücreleri 21, hepatositler 22,24 ve beyaz kan hücreleri 25 dahil olmak üzere çeşitli farklı hücreleri izlemek için yayınlanmıştır . Aşağıdaki protokol, [89Zr]Zr-DBN ile adım adım hazırlama ve hücre radyo-etiketleme yöntemlerini sağlar ve belirli bir hücre tipi için radyoetiketleme protokolünde gerekli olabilecek değişiklikleri açıklar. Daha fazla netlik için, burada sunulan hücre radyo-etiketleme yöntemi dört bölüme ayrılmıştır. İlk bölüm, 89Zr'yi DFO-Bn-NCS ile şelatlayarak [89Zr]Zr-DBN'nin hazırlanması ile ilgilidir. İkinci bölüm, hücre radyo-etiketleme için kolayca kullanılabilen [89Zr]Zr-DBN'nin biyouyumlu bir formülasyonunun hazırlanmasını açıklar. Üçüncü bölüm, radyo-etiketleme için hücrelerin ön koşullandırılması için gereken adımları kapsar. Hücrelerin ön koşullandırılması, hücrelerin proteinsiz fosfat tamponlu salin (PBS) ve HEPES tamponlu Hanks dengeli tuz çözeltisi (H-HBSS) ile yıkanmasını içerir, bu da [89Zr] Zr-DBN'nin radyoetiketleme sırasında hücre yüzey proteinlerinde bulunan birincil aminlerle reaksiyonuna müdahale edebilir veya bunlarla rekabet edebilir. Son bölüm, hücrelerin gerçek radyo-etiketleme ve kalite kontrol analizi ile ilgili adımları sağlar.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Acetonitrile</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific, Inc., Waltham, MA, USA</td>
			<td>A996-4</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Alpha Minimum Essential Medium</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific, Inc., Waltham, MA, USA</td>
			<td>12571063</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Anion exchange column</td>
			<td>Macherey-Nagel, Inc., D&#252;ren, Germany</td>
			<td>731876</td>
			<td>Chromafix 30-PS-HCO3&#160;SPE 45 mg cartridge</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Conical centrifuge tubes (15 mL)</td>
			<td>Corning Inc., Glendale, AZ, USA</td>
			<td>352096</td>
			<td>Falcon 15 mL high-clarity polypropylene (PP) conical centrifuge tubes</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dendritic cells</td>
			<td>The American Type Culture Collection, Manassas, VA, USA</td>
			<td>CRL-11904</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DFO-Bn-NCS</td>
			<td>Macrocyclics, Inc., Plano, TX, USA</td>
			<td>B-705</td>
			<td>p-SCN-Bn-Deferoxamine</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DMSO</td>
			<td>Sigma-Aldrich, Inc., St. Louis, MO</td>
			<td>276855</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dose calibrator</td>
			<td>Mirion Technologies (Capintec), Inc., Florham Park, NJ, USA</td>
			<td>5130-3234</td>
			<td>CRC -55tR Dose Calibrator&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dulbecco&#8217;s modified Eagle&#8217;s medium&#160;</td>
			<td>The American Type Culture Collection, Manassas, VA, USA</td>
			<td>30-2002</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fetal Bovine Serum (FBS)</td>
			<td>The American Type Culture Collection, Manassas, VA, USA</td>
			<td>30-2020</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hanks Balanced Salt solution (HBSS)</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific, Inc., Waltham, MA, USA</td>
			<td>14025092</td>
			<td>For preparation of H-HBSS</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hydrochloric Acid (trace metal basis grade)</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific, Inc., Waltham, MA, USA</td>
			<td>A508P212</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Melanoma cells</td>
			<td>The American Type Culture Collection, Manassas, VA, USA</td>
			<td>CRL-6475</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Methanol</td>
			<td>Sigma-Aldrich, Inc., St. Louis, MO</td>
			<td>34860</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microcentrifuge tube</td>
			<td>Eppendorf, Hamburg, Germany</td>
			<td>30108442</td>
			<td>Protein LoBind microcentrifuge tube</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Murine GM-CSF</td>
			<td>R&#38;D Systems, Inc., Minneapolis, MN USA</td>
			<td>415-ML-010</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Penicillin/Streptomycin</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific, Inc., Waltham, MA, USA</td>
			<td>15140-122</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Phosphate Buffered Saline without Ca2+ and Mg2+</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific, Inc., Waltham, MA, USA</td>
			<td>10010023</td>
			<td>For washing cells</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Saline</td>
			<td>Covidien LLC, Mansfield, MA, USA</td>
			<td>1020</td>
			<td>0.9% Sterile Saline Solution</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Shaker&#160;</td>
			<td>Eppendorf, Hamburg, Germany</td>
			<td>T1317</td>
			<td>Thermomixer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Silica gel-rad-TLC paper sheet&#160;</td>
			<td>Agilent Technologies Inc., Santa Clara, CA, USA</td>
			<td>SGI0001</td>
			<td>iTLC-SG</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

positron emission tomography imaging of cell trafficking: a method of cell radiolabeling

Kök hücre ve kimerik antijen reseptörü (CAR) T hücresi tedavileri, organ rejenerasyonu için umut verici terapötikler ve çeşitli kanserler için immünoterapi olarak ortaya çıkmaktadır. Bu alanlarda önemli ilerlemeler kaydedilmiş olmasına rağmen, canlı sistemde uygulanan terapötik hücrelerin farmakokinetiğini ve farmakodinamiğini daha iyi anlamak için öğrenilecek daha çok şey vardır. Pozitron emisyon tomografisi (PET) ile hücrelerin noninvaziv, in vivo takibi için, 89 Zr (t1/2 78.4 saat) kullanılarak yeni bir [89Zr] Zr-p-izotiyosiyatobenzil-desferrioksamin ([89Zr] Zr-DBN) aracılı hücre radyoetiketleme yöntemi geliştirilmiştir. Mevcut protokol, mezenkimal kök hücreler, soy kılavuzluğunda kardiyopoietik kök hücreler, karaciğer yenileyici hepatositler, beyaz kan hücreleri, melanom hücreleri ve dendritik hücreler dahil olmak üzere çeşitli hücrelerin doğrudan radyoetiketlenmesi için [89Zr] Zr-DBN aracılı, kullanıma hazır, radyo-etiketleme synthonunu tanımlar. Geliştirilen metodoloji, radyoaktif işaretli hücrelerin doğasını veya işlevini etkilemeden, uygulamadan sonraki 7 güne kadar hücre trafiğinin noninvaziv PET görüntülemesini sağlar. Ek olarak, bu protokol, [89 Zr]Zr-DBN'nin radyosentezi, [89Zr]Zr-DBN'nin biyouyumlu formülasyonu, radyoetiketleme için hücrelerin hazırlanması ve son olarak hücrelerin [89Zr] Zr-DBN ile radyoetiketlenmesi için aşamalı bir yöntemi açıklar.

Bu yazıda sunulan temsili sonuçlar, önceki [89Zr]Zr-DBN sentezi ve hücre radyo-etiketleme çalışmalarındanderlenmiştir 18,19,22,23,24,25. Kısaca, 89Zer, 7.5-15 μg DFO-Bn-NCS kullanılarak 25-37 ° C'de ~ 30-60 dakikada DFO-Bn-NCS ile başarılı bir şekilde komplekslenebilir (Tablo 2</...

Watch this Scientific Journal Video about Positron Emission Tomography Imaging of Cell Trafficking: A Method of Cell Radiolabeling at JoVE.com

Positron Emission Tomography Imaging of Cell Trafficking: A Method of Cell Radiolabeling

Burada sunulan, kullanıma hazır bir radyoetiketleme synthonu, [89 Zr]Zr-p-izotiyosiyatobenzil-desferrioksamin ([89Zr]Zr-p-izotiyosiyatobenzil-desferrioksamin ([89 Zr]Zr-DBN) kullanılarak bir pozitron emisyon tomografisi (PET) radyoizotopu, 89Zr (t1/2 78.4 h) ile radyoetiket hücrelerine yönelik bir protokoldür. [89Zr] Zr-DBN ile radyo-etiketleme hücreleri, uygulamadan sonra 7 güne kadar PET ile vücutta uygulanan radyoaktif işaretli hücrelerin invaziv olmayan izlenmesine ve görüntülenmesine izin verir.

Hücre Kaçakçılığının Pozitron Emisyon Tomografisi Görüntülemesi: Bir Hücre Radyo-Etiketleme Yöntemi

Stem cell and chimeric antigen receptor (CAR) T-cell therapies are emerging as promising therapeutics for organ regeneration and as immunotherapy for ...

Bu protokol, hücrelerin ve zirkonyum-89-DBN'nin radyoaktif etiketlenmesi ve PET ile non-invaziv takibi için aşamalı bir yöntemi açıklar. Bu teknik aynı zamanda, zirkonyum-89-DBN'nin hücre yüzey proteinlerinin birincil araçlarına kovalent konjugasyonu ile hücrelerin radyoaktif etiketlenmesi için güvenilir ve kararlı bir yöntem sağlar. Nörolojik hastalıklar ve çeşitli kanserler için hücre tedavileri ile çalışan doktorlar ve bilim adamları, bu protokolü, invaziv olmayan PET görüntüleme yoluyla hücre bazlı tedavilerin farmakokinetiğini anlamada etkili bulacaktır.Ayrıntılı protokol, yeni kullanıcılara bu radyoetiketleme tekniğini öğrenmeleri ve benimsemeleri için rehberlik sağlar. Kritik adımlarda yer alan ek düğümler, yeni bir kullanıcı için sorunların giderilmesine yardımcı olacaktır. Başlamak için, yaklaşık 100 miligram hidroksamat reçinesi içeren bir kolon hazırlayın ve kolonunu sekiz mililitre saf susuz asetonitril ile yıkayarak ve ardından beş ila altı mililitre hava ile yıkayarak etkinleştirin.Kolona iki mililitre 0.5 normal hidroklorik asit geçirin. Beş ila altı mililitre hava ek bir yıkamadan geçtikten sonra, hem zirkonyum-89 hem de doğal itriyum içeren çözeltiyi yavaşça hidroksimat reçinesine yükleyin. Bağlanmamış doğal itriyumun hidroksamat reçinesinden 20 mililitre iki normal hidroklorik asit, ardından 10 mililitre deiyonize su ile yıkanması.Zirkonyumdan zirkonyum-89 hidrojen fosfat formunda kurtulmak için, kolona 0.5 mililitre 1.2 molar dipotasyum fosfat potasyum dihidrojen fosfat tamponu ekleyin ve kolon üzerinde 30 dakika bekletin. Zirkonyumu kolondan çıkarmak için 1.5 mililitre 1.2 molar tampon ekleyin. Daha sonra, tamponda formüle edilmiş yaklaşık 120 mikrolitre zirkonyum-89 hidrojen fosfat alın ve 7.528'lik bir pH elde etmek için çözeltiyi HEPES-KOH ve potasyum karbonat ile nötralize edin.Yaklaşık 285 mikrolitre nötralize zirkonyum-89 hidrojen fosfata dört mikrolitre taze hazırlanmış beş milimolar DFO-Bn-NCS ekleyin. Ve çözeltiyi pipetleyerek karıştırın. Zirkonyumu itriyumdan izole ettikten sonra, kolona 0.5 mililitre bir molar oksalik asit ekleyin ve zirkonyumu zirkonyum-89 oksalat formunda elüte etmek için kolon üzerinde bir dakika bekletin.Kolona 2.5 mililitre bir molar oksalik asit ekleyin. Zirkonyum-89 oksalatı zirkonyum-89 klorüre dönüştürmek için, anyon değişim kolonunu altı mililitre asetonitril ile yıkayın, ardından beş ila altı mililitre hava ile yıkayın. Ardından, sütunu 10 mililitre tuzlu su ile yıkayın ve ardından başka bir hava yıkayın.Zirkonyum-89 oksalat içeren çözeltiyi hava ile tekrar yıkamadan önce aktif anyon değişim kolonuna yavaşça yükleyin. Ardından, bağlanmamış oksalat iyonunu çıkarmak için sütunu 50 mililitre deiyonize su ile yıkayın. Zirkonyumdan zirkonyum-89 klorür formunda kurtulmak için, kolona 0.1 mililitre normal bir hidroklorik asit ekleyin ve kolonda bir dakika bekletin.Zirkonyumu kolondan 0.4 mililitre ilave bir normal hidroklorik asit ile çıkarın. Çıkarılan zirkonyum-89 klorürü, 10 ila 30 dakika boyunca sabit bir nitrojen gazı akışı altında 65 santigrat derecede bir ısıtma bloğuna yerleştirerek V şeklinde bir şişede kurutun ve ardından kurutulmuş zirkonyum-89 klorürü suda yeniden sulandırın. 1.5 mililitrelik bir mikro santrifüj tüpünde 500 mikrolitre HEPES tamponlu HBSS'de yaklaşık 6 milyon hücre ile 500 mikrolitre hücre süspansiyonu hazırlayın ve formüle edilmiş zirkonyum-89-DBN'den yaklaşık 100 mikrolitre ekleyin.Zirkonyum-89-DBN ve hücre süspansiyonunu, çözeltiyi bir mikro pipetle hafifçe yukarı ve aşağı pipetleyerek karıştırın. Hücreleri ve zirkonyum-89-DBN karışımını, hücre etiketlemesi için 30 ila 45 dakika boyunca 25 ila 37 santigrat derecede yaklaşık 550 RPM'de bir çalkalayıcı üzerinde inkübe edin. Yeni hazırlanmış radyoaktif TLC çözücü kullanarak hücre radyoaktif işaretleme reaksiyonu üzerinde radyoaktif TLC gerçekleştirin.Ekranda gösterilen denklemi kullanarak Rf'deki radyoaktivite yüzdesini 0.01 ila 0.02'ye eşit olarak hesaplayın. Ayrı bir 1.5 mililitrelik mikro santrifüj tüpünde, arka plan düzeltmesi için hücresiz bir kontrol olarak kullanmak için yaklaşık 100 mikrolitre formüle edilmiş zirkonyum-89-DBN'yi yaklaşık 500 mikrolitre HEPES tamponlu HBSS ile karıştırın. Ekranda gösterilen denklemi kullanarak Rf'deki radyoaktivite yüzdesini 0,01 ila 0,02'ye eşit olarak hesaplayın, ardından hesaplanan iki radyoaktivite yüzdesini çıkararak etkili hücre radyoetiketlemesini hesaplayın.Radyo-etiketlemenin tamamlandığını onayladıktan sonra, radyo-etiketleme reaksiyonunun söndürülmesini gerçekleştirmek için 600 mikrolitre soğutulmuş hücreye uygun tam ortam ekleyin. Hücreleri dört santigrat derecede 10 dakika boyunca 96G'de santrifüjleyin. Ve süpernatanı atın.Peletlenmiş hücreleri, soğutulmuş ortamın 500 mikrolitresinde, ortamı bir mikro pipetle yukarı ve aşağı pipetleyerek nazikçe yeniden süspanse edin. Hücreleri 96G'de dört santigrat derecede 10 dakika santrifüjleyin ve süpernatanı atın. Ardından, ekranda gösterilen denklemi kullanarak tüm yıkamalardan sonra nihai radyoetiketleme verimliliğini hesaplayın.Radyoaktif işaretli hücrelerin kalitesinden emin olmak için, radyoaktif işaretli hücrelerin son süspansiyonunu görsel olarak inceleyin ve herhangi bir küme yoksa, radyoaktif etiketleme ve yıkama adımlarından sonraki bir saat içinde PBS'de hazırlanan% 0.4 tripan mavisi çözeltisi kullanarak bir tripan mavisi dışlama canlılık testi yapın. Zirkonyum-89 hidrojen fosfat ve zirkonyum-89 klorür kullanılarak zirkonyum-89 için DFO-Bn-NCS'nin şelasyon verimliliği, radyoaktif TLC ile ölçüldüğü gibi farklıdır. Yedi gün boyunca zirkonyum-89 ile radyoaktif işaretli çeşitli hücrelerin stabilitesi burada gösterilmektedir.Zirkonyum-89 radyoaktivitesinin radyoaktif işaretli hücreler tarafından tutulmasının, incelenen tüm hücrelerde stabil olduğu ve etiketlemeden sonraki yedi gün boyunca ihmal edilebilir bir akış gözlendiği bulundu. Zirkonyum-89-DBN ile farklı hücre tiplerindeki hücre radyoaktif etiketleme verimlilikleri bu tabloda gösterilmektedir. Hücre radyo-etiketleme verimliliği, yıkamadan sonra radyoaktif işaretli hücre peletinde gözlenen düzeltilmemiş bir verim olarak %20 ila %50 arasında değişmektedir.Bu protokolün en kritik adımı, şelasyon karışımına DFO-Bn-NCS eklenmesi ve radyoaktif işaretli hücrelerin kalite değerlendirmesidir. Bu tekniğin uygulanması, hücre bazlı tedavilerin farmakokinetiğinin anlaşılmasına yardımcı olacaktır. Ayrıca, hücre tedavilerinin klirens profilini değiştirmek için herhangi bir klinik ihtiyaç hakkında sorular ortaya çıkaracaktır.

Research

JoVE Journal

Cancer Research

A Method of Targeted Cell Isolation via Glass Surface Functionalization

Cam Yüzey fonksiyonlandırmalar aracılığıyla Hedefli Hücre İzolasyonu Bir Yöntem

One of the limiting factors to the adoption and advancement of personalized medicine is the inability to develop diagnostic tools to probe individual ...

A Mimic of the Tumor Microenvironment: A Simple Method for Generating Enriched Cell Populations and Investigating Intercellular Communication

Tümör mikroçevresinin A Mimik: Hücreler arası İletişim Zenginleştirilmiş hücre popülasyonları oluşturma ve incelenmesi için Basit Bir Yöntem

Understanding the early heterotypic interactions between cancer cells and the surrounding non-cancerous stroma is important in elucidating the events ...

Live-imaging of Breast Epithelial Cell Migration After the Transient Depletion of TIP60

Meme epitel hücre göç TIP60 geçici tükenmesi sonra canlı görüntüleme

The wound-healing assay is efficient and one of the most economical ways to study cell migration in vitro. Conventionally, images are taken at the ...

Long-term Live-cell Imaging to Assess Cell Fate in Response to Paclitaxel

Uzun vadeli canlı hücre kader Paklitaksel karşılık olarak değerlendirmek için Imaging hücreli

Live-cell imaging is a powerful technique that can be used to directly visualize biological phenomena in single cells over extended periods of time. Over ...

Fluorescence Molecular Tomography for In Vivo Imaging of Glioblastoma Xenografts

Fluorescence Molecular Tomography for In Vivo Imaging of Glioblastoma Xenografts

Floresans moleküler tomografi Glioblastoma Xenografts in Vivo içinde görüntüleme için

Tumorigenicity is the capability of cancer cells to form a tumor mass. A widely used approach to determine if the cells are tumorigenic is by injecting ...

Multimodal Bioluminescent and Positronic-emission Tomography/Computational Tomography Imaging of Multiple Myeloma Bone Marrow Xenografts in NOG Mice

Multipl Miyelom kemik iliği Xenografts NOG farelerde Multimodal kollarındaki ve pozitronik emisyon tomografi/Hesaplamalı tomografi görüntüleme

Multiple myeloma (MM) tumors engraft in the bone marrow (BM) and their survival and progression are dependent upon complex molecular and cellular ...

Live-Cell Imaging Assays to Study Glioblastoma Brain Tumor Stem Cell Migration and Invasion

Canlı hücre görüntüleme deneyleri için çalışma Glioblastoma Beyin tümör kök hücre göç ve işgali

Glioblastoma (GBM) is an aggressive brain tumor that is poorly controlled with the currently available treatment options. Key features of GBMs include ...

Management of Respiratory Motion Artefacts in 18F-fluorodeoxyglucose Positron Emission Tomography using an Amplitude-Based Optimal Respiratory Gating Algorithm

Management of Respiratory Motion Artefacts in 18F-fluorodeoxyglucose Positron Emission Tomography using an Amplitude-Based Optimal Respiratory Gating Algorithm

Genlik Tabanlı Optimal Solunum Gating Algoritması Kullanılarak 18F-florrodeoksiglukoz Pozitron Emisyon Tomografisinde Solunum Hareket Etoburlarının Yönetimi

Positron emission tomography (PET) combined with X-ray computed tomography (CT) is an important molecular imaging platform that is required for accurate ...

Quantifying the Brain Metastatic Tumor Micro-Environment using an Organ-On-A Chip 3D Model, Machine Learning, and Confocal Tomography

Organ-On-A Chip 3D Modeli, Makine Öğrenimi ve Konfokal Tomografi Kullanarak Beyin Metastatik Tümör Mikro-Ortamının Ölçülmesi

Brain metastases are the most lethal cancer lesions; 10-30% of all cancers metastasize to the brain, with a median survival of only ~5-20 months, ...

Dynamic Imaging of Chimeric Antigen Receptor T Cells with [18F]Tetrafluoroborate Positron Emission Tomography/Computed Tomography

Dynamic Imaging of Chimeric Antigen Receptor T Cells with [18F]Tetrafluoroborate Positron Emission Tomography/Computed Tomography

Kimerik Antijen Reseptör T Hücrelerinin [18F]Tetrafloroborat Pozitron Emisyon Tomografisi/Bilgisayarlı Tomografi ile Dinamik Görüntülenmesi

T cells genetically engineered to express chimeric antigen receptors (CAR) have shown unprecedented results in pivotal clinical trials for patients with B ...