تصوير خلايا CD19 + B في نموذج فأر تجريبي لالتهاب الدماغ والنخاع المناعي الذاتي باستخدام التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني
January 20th, 2023
تفصل هذه الورقة منهجية وضع العلامات الإشعاعية على جسم مضاد أحادي النسيلة مضاد ل CD19 خاص بالإنسان وكيفية استخدامه لتحديد كمية الخلايا البائية في الجهاز العصبي المركزي والأنسجة المحيطية لنموذج فأر من التصلب المتعدد باستخدام التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني في الجسم الحي ، وعد جاما خارج الجسم الحي ، ونهج التصوير الشعاعي الذاتي.
تستخدم هذه التقنية التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني لتوضيح التوزيع في الجسم الحي وديناميكيات الخلايا البائية في الجهاز العصبي المركزي. نهجنا مفيد لدراسة الأمراض العصبية ، حيث يجعل الحبل الشوكي المصاب التحليل أكثر صعوبة. لذلك هناك بعض المزايا الرئيسية لتقنيتنا.
أولا ، أنشأنا أداة جديدة لتتبع العلامة الحيوية للخلايا البائية الشاملة التي تسمح لنا بالتقاط مجموعة من المجموعات الفرعية للخلايا البائية وتصورها في الجسم الحي. ثانيا ، تتيح طريقة تحليل الحبل الشوكي الخاصة بنا تقديرا دقيقا للغاية وقابلا للتكرار لإشارات PET في هذه المنطقة. إن الشيء العظيم في تقنيتنا هو أنها لا تعرف المرض.
يمكن استخدامه من التصوير قبل السريري إلى التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني السريري في أي سيناريو ، حيث تكون الخلايا البائية و / أو الحبل الشوكي ذات أهمية. بعد 18 إلى 24 ساعة من وضع العلامات الإشعاعية وحقن الجسم المضاد في الماوس ، قم بإعداد الماوس للمسح عن طريق وضع جل العين على العينين. تأكد من أن سرير المسح المكون من أربعة فأرة مزود بوسادة تدفئة مع مجموعة إيزوفلوران من 1.5 إلى 2٪ ضع الماوس في وضع ضعيف على سرير المسح ، واسحب ذيل الماوس برفق لتقويم العمود الفقري.
بمجرد أن يصبح الفأر في وضع الاستلقاء ، قم بلصقه بإحكام بشريط مجهري ناعم فوق الرأس والبطن لتقليل الحركة من التنفس. قم بعمل سجل لموضع المسح الضوئي لكل ماوس في دفتر ملاحظات معملي. بعد تأمين المجموعة الأولى ، أغلق السرير ، وتحقق من وضع السرير عن طريق إجراء فحص بالأشعة المقطعية.
انقر فوق مجال رؤية مركز التصوير المقطعي المحوسب ، وبمجرد أن يصبح السرير في موضعه ، قم بتشغيل فحص اختبار التصوير المقطعي المحوسب للتأكد من صحة الموضع. كرر حتى يصبح وضع السرير مرضيا. ضع شريطا أبيض صغيرا على سرير الماسح الضوئي لتحديد موضع السرير الصحيح لبقية الدراسة.
افتح قائمة وحدة التحكم في الحركة ، وانقر فوق مجال رؤية مركز PET لنقل الفئران إلى حلقة PET. بمجرد أن يصبح السرير في حلقة التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني ، ابدأ تسلسل المسح بالنقر فوق تشغيل ، وانتظر حتى يكمل الماسح الضوئي فحص التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني تلقائيا ، وانتقل من حلقة التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني إلى التصوير المقطعي المحوسب للحصول على التصوير المقطعي المحوسب. منذ التهاب الدماغ والنخاع المناعي الذاتي التجريبي ، أو EAE ، أعلنت الفئران انحناء العمود الفقري بسبب تطور المرض ، ومسحها أثناء وجودها على ظهورها يساعد على تقويم العمود الفقري.
قم بعمل شق أسفل الجانب الظهري للحيوان ، وقم بإزالة الجلد والفراء لفضح العمود الفقري. قطع على طول ثلاث طائرات عرضية من خلال العمود الفقري في الرقبة ، مباشرة تحت القفص الصدري ، وفي الجزء العلوي من الحوض لفصل أسفل الظهر عن مناطق عنق الرحم والصدر. قم بإزالة العمود الفقري المجزأ بعناية للحصول على قطعتين ، أسفل الظهر وعنق الرحم الصدري.
ثم اعزل العمود الفقري القطني عن طريق تقليم العمود الفقري بعناية من نهاية الحوض حتى يصبح الحبل الشوكي القطني مرئيا. لطرد الحبل الشوكي القطني ، استخدم حقنة ذات طرف منزلق مملوءة ب PBS وقم بإنشاء ختم بين المحقنة والعمود الفقري باستخدام الإبهام والسبابة. ادفع PBS برفق عبر المحقنة لطرد الحبل الشوكي على وسادة ماصة ، وكرر ذلك للحبل الشوكي الصدري العنقي عن طريق إدخال المحقنة من جانب عنق الرحم.
ضع أنسجة الحبل الشوكي في أنبوب عد جاما. سجل الوزن الجاف ، وأضف برنامج تلفزيوني للتأكد من أن الأنسجة في قاع الأنبوب لتجنب الجفاف. ضع الأنبوب على الثلج حتى يصبح جاهزا للعد.
لبدء تحليل المناطق ذات الأهمية في الحبل الشوكي ، افتح أداة منطقة الاهتمام 3D من قائمة التنقل. ضمن عنوان مناطق الاهتمام ، استخدم علامة الجمع في أسفل القائمة لإنشاء ست مناطق ذات أهمية ، منطقة الاهتمام القطنية ، منطقة الاهتمام الصدرية العنقية ، الهيكل العظمي القطني ، الهيكل العظمي الصدري ، الحبل الشوكي القطني ، الحبل الشوكي الصدري. لتجنب التداخل البصري من إشارة PET ، انقر فوق F3 لإيقاف تشغيل PET.
انتقل إلى الجزء العلوي من مشغل أداة منطقة الاهتمام ثلاثية الأبعاد ، وانقر على النقطة الصلبة على يمين رمز المؤشر لفتح وضع الطلاء ثلاثي الأبعاد ، وقائمة التآكل / التمدد. حدد Sphere، وقم بتغيير الحجم إلى 20 بكسل. وبالمثل ، اضبط التمدد إلى زائد خمسة.
قبل المتابعة ، انتقل إلى أسفل القائمة ، وتأكد من تحديد منطقة أسفل الظهر ذات الاهتمام. على CT ، ابحث عن الفقرة L6 من العمود الفقري. بدءا من فقرة واحدة فوق L6 ، ارسم منطقة قطنية خشنة ذات أهمية على الفقرات الخمس فوق الوركين.
ثم انتقل إلى المنطقة الصدرية العنقية ذات الأهمية ، وتتبع ما تبقى من العمود الفقري إلى قاعدة الجمجمة. بعد رسم مناطق الاهتمام المعممة ، انتقل إلى الجزء العلوي من المشغل ، وحدد قائمة خوارزميات التجزئة. من القائمة المنسدلة ، حدد Otsu Thresholding ، ثم حدد منطقة أسفل الظهر التي تهمك للإدخال ، وتأكد من اختيار الهيكل العظمي القطني في أسفل القائمة.
في القائمة المنسدلة بجوار الصورة ، تأكد من تحديد التصوير المقطعي المحوسب ، المشار إليه هنا بالرقم صفر. انقر فوق تطبيق ، وكرر الإجراء الخاص بالمنطقة الصدرية العنقية ذات الأهمية والهيكل العظمي الصدري. بعد استخدام Otsu Thresholding لإنشاء مناطق الهيكل العظمي محل الاهتمام ، ارجع إلى قائمة التنقل ، واحذف منطقة الاهتمام ، أو حدد علامة العمود H لكل من المناطق القطنية الخشنة والصدرية العنقية ذات الأهمية لإخفائها.
حدد علامة العمود I لكلا المنطقتين الهيكليتين محل الاهتمام، بحيث لا يمكن تحريرهما. أخيرا ، ارجع إلى الجزء العلوي من مشغل أداة منطقة الاهتمام ثلاثية الأبعاد ، وانتقل إلى قائمة 3D Paint لرسم مناطق الحبل الشوكي ذات الاهتمام. حدد أداة Sphere مرة أخرى ، وتتبع الحبل الشوكي داخل الهيكل العظمي لكل من أسفل الظهر والصدر ، مما يضمن تحديد المنطقة الصحيحة محل الاهتمام في أسفل القائمة.
لمسح أي منطقة ذات أهمية ، انقر فوق Command / Control وارسم فوق الجزء المراد مسحه. تحقق من منطقة الحبل الشوكي محل الاهتمام من جميع المستويات الثلاثة للتأكد من عدم رسم أي منطقة اهتمام خارج العمود الفقري. إذا تم إيقاف تشغيل إشارة PET ، فاضغط على F3 بعد رسم مناطق الحبل الشوكي ذات الأهمية لإعادة تشغيل PET ، أو حدد وحدة التحكم المرئية ، وانقر فوق شريط PET.
ارجع إلى قائمة التنقل. انقر على أيقونة الشبكة لإظهار الجدول. انسخ الجدول إلى برنامج جداول البيانات، واحفظ الملف.
كشف التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني عن ارتباط مرتفع للمقتفي الإشعاعي في الدماغ والحبل الشوكي الصدري لفئران EAE مقارنة بالفئران الساذجة. أظهر عد غاما خارج الجسم الحي زيادة الارتباط في كل من أجزاء العمود الفقري القطني والعنقي الصدري ، ودماغ الفئران EAE مقارنة بالسذاجة. أظهرت صور التصوير الشعاعي الذاتي خارج الجسم الحي زيادة ارتباط المقتفي الإشعاعي في أقسام الدماغ السهمي ، وتحديدا في جذع الدماغ والمخيخ والبطينين لفئران EAE مقارنة بالفئران الساذجة.
وبالمثل ، لوحظ زيادة ارتباط المقتفي الإشعاعي في كل من أجزاء الحبل الشوكي الصدري والقطني العنقي لفئران EAE مقارنة بالحبال الشوكية الساذجة. بعد التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني وعد غاما ، يمكننا التحقيق في العلاقة بين إشارة PET والهدف محل الاهتمام من خلال تقنيات البيولوجيا الجزيئية ، مثل قياس التدفق الخلوي والكيمياء الهيستولوجية المناعية. مهدت تقنيتنا الطريق للباحثين لطرح أسئلة حول الدور الحي للخلايا البائية في مجالات مرضية متعددة ، بما في ذلك السكتة الدماغية والتصلب المتعدد وأمراض المناعة الذاتية الأخرى والسرطان.
نظرة عامة
تقدم هذه الدراسة طريقة لتمييز جسم مضاد أحادي النسيلة مضاد لـ CD19 خاص بالبشر لتحديد عدد الخلايا البائية في الجهاز العصبي المركزي والأنسجة المحيطية باستخدام نموذج فئران لمرض التصلب المتعدد. تجمع هذه الأسلوب بين تصوير PET الحيوي، وعدادات غاما الاحيائية، وتقنيات التصوير الذاتي الإشعاعي لتعزيز فهم ديناميكيات الخلايا البائية في الأمراض العصبية.
مكونات الدراسة الرئيسية
مجال العلم
- علم الأعصاب
- علم المناعة
- تقنيات التصوير
الخلفية
- تركز الدراسة على تحديد عدد الخلايا البائية في نماذج التصلب المتعدد.
- فهم ديناميكيات الخلايا البائية أمر بالغ الأهمية لمعالجة الأمراض العصبية.
- الطرق الحالية لتحليل الحبل الشوكي غالبًا ما تكون صعبة بسبب القيود التشريحية.
- تهدف التقنية الجديدة إلى تتبع مجموعة من مجموعات الخلايا البائية بشكل فعال.
هدف الدراسة
- لتطوير أداة جديدة لتتبع الخلايا البائية الحيوي.
- لتمكين التحديد الدقيق لإشارات PET في الحبل الشوكي.
- لتوفير تقنية متعددة الاستخدامات قابلة للتطبيق عبر نماذج مرضية مختلفة.
الطرق المستخدمة
- استخدام تقنية تصوير PET لدراسة توزيع الخلايا البائية.
- نموذج فئران من التهاب الدماغ والحبل الشوكي الذاتي المناعي التجريبي (EAE) للتحليل.
- خطوات متسلسلة تشمل التمييز الإشعاعي، وإعداد الفئران، والمسح مفصل.
- تتضمن إجراءات محددة لتشويه الحبل الشوكي ومعالجة الأنسجة.
- تشمل إنشاء مناطق اهتمام للتحليل التفصيلي لإشارات PET.
النتائج الرئيسية
- تتيح الطريقة دقة عالية وإمكانية إعادة الإنتاج في تحديد عدد الخلايا البائية.
- تصور توطين وديناميكات مجموعات الخلايا البائية داخل الجهاز العصبي المركزي.
- تمكن من تحليل تأثيرات تقدم المرض على سلوك الخلايا البائية.
- توفر رؤى حول تشوهات الحبل الشوكي في الحالات العصبية.
الاستنتاجات
- تظهر هذه الدراسة تقنية تصوير جديدة للتحقيق في أدوار الخلايا البائية في التصلب المتعدد.
- يمكن استخدام الأداة عبر سيناريوهات بحثية عصبية مختلفة.
- تعزز النتائج فهم الاستجابات المناعية في أمراض الجهاز العصبي المركزي.
الأسئلة المتداولة
Executive Industry Relevance
Quantitative PET imaging of CD19+ B cells in the EAE mouse model enables non-invasive, spatially resolved assessment of B cell dynamics in neuroinflammatory disease. This capability addresses a critical gap in translational research by supporting target validation and mechanistic de-risking for B cell-directed therapies. The approach enhances predictive confidence at the discovery-to-preclinical inflection point for CNS autoimmune indications.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Enables in vivo interrogation of B cell involvement in CNS pathology for target validation.
- Supports mechanistic de-risking by visualizing B cell distribution and burden in disease-relevant tissues.
- Facilitates hypothesis-driven evaluation of B cell-targeted therapeutic strategies.
Screening & Assay Development
- Provides a validated imaging workflow for quantifying B cell load in preclinical models.
- Delivers reproducible, quantitative PET readouts suitable for assay standardization.
- Enables robust comparison of compound effects on B cell dynamics across cohorts.
Translational & Preclinical Research
- Aligns imaging biomarkers with disease-relevant endpoints for translational continuity.
- Supports risk-adjusted advancement of B cell-targeted candidates by quantifying pharmacodynamic effects.
- Bridges discovery and preclinical validation through non-invasive, longitudinal monitoring.
Pipeline & Workflow Integration
This PET imaging method integrates from early discovery through preclinical validation, enabling iterative hypothesis testing and quantitative assessment of B cell modulation in CNS disease models.
- Discovery Biology: Supports null hypothesis testing on B cell involvement in neuroinflammation.
- Screening: Provides standardized, quantitative PET outputs for cross-study comparability.
- Analytics: Enables statistical analysis of B cell burden and spatial distribution in CNS and peripheral tissues.
- Translational Research: Aligns imaging endpoints with clinical biomarker strategies for B cell therapies.
- Enterprise Reuse: Offers a reusable imaging platform for diverse autoimmune and neuroinflammatory models.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence and reduces mechanistic ambiguity in B cell-targeted programs.
- Operational Value: Standardizes imaging and quantification workflows for reproducibility and scalability.
- Strategic Value: Informs go/no-go decisions and optimizes resource allocation in neuroimmunology portfolios.
- Portfolio Impact: Enables risk-adjusted prioritization of B cell-directed assets based on quantitative in vivo data.
Implementation Considerations
- Requires expertise in PET imaging, radiotracer synthesis, and neuroanatomical analysis.
- Demands access to small-animal PET/CT instrumentation and radiochemistry infrastructure.
- Necessitates standardized region-of-interest analysis and cross-team data harmonization.
- Adaptable to other disease models where B cell dynamics are relevant.
- Potential limitations include anatomical complexity and tracer specificity in heterogeneous tissues.
![الحيوانات الأليفة تصوير نيوروينفلاميشن استخدام [11ج] اتفاق دارفور للسلام-713 في نموذج الفأر من السكتة الدماغية](/_next/image?url=https%3A%2F%2Fcloudfront.jove.com%2FCDNSource%2Fteasers%2F57243.jpg%3Fv%3D2026-07-04T03%253A09%253A02.000Z&w=384&q=75)
![التصوير الديناميكي للخلايا التائية لمستقبلات المستضدات الكيميرية مع [18F] التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني رباعي فلوروبورات / التصوير المقطعي المحوسب](/_next/image?url=https%3A%2F%2Fcloudfront.jove.com%2FCDNSource%2Fteasers%2F62334.jpg%3Fv%3D2026-07-08T02%253A24%253A38.282Z&w=384&q=75)
