Name: Analyse der 18FDG PET/CT Imaging als Werkzeug für Studium Mycobacterium-Tuberkulose -Infektion und Behandlung bei nicht-menschlichen Primaten (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-09-05T15:00:00.000+00:00
Duration: 10 min 4 s
Description: Erfahren Sie die Analyse von 18F-FDG PET/CT-Bildgebung zur Untersuchung von Mycobacterium tuberculosis-Infektionen und Behandlungen bei nicht-menschlichen Primaten. Diese Methode ermöglicht Echtzeit-Tracking ohne invasive Nekropsien.

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Die Autoren möchten Mark Rodgers zum gliedern die Infektion Verfahren und L. Eoin Carney und Brian Lopresti zur Orientierung bei der Festlegung dieser bildgebenden Verfahren anzuerkennen. Diese Arbeit hat von der Bill &amp; Melinda Gates Foundation (J.L.F., P.L.L), National Institutes of Health, National Institute of Allergy und ansteckende Krankheiten R01 AI111871 (P.L.L), nationales Herz-Lungen und Blut-Institut R01 HL106804 (J finanziert wurde . L.F), R01 HL110811.

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Die Autoren haben nichts preisgeben.

Daten, die aus PET/CT als Surrogat Messungen für viele Aspekte der M. Tuberkulose -Infektion einsetzbar, die beobachtbaren ohne diese Technik wäre. PET/CT ist sehr viel empfindlicher als Röntgentechnik, die oft in Makaken Studien verwendet wird. PET/CT informiert strukturelle, räumliche und funktionelle. Die oben beschriebenen Analysen haben viele praktische Anwendungen wie Krankheitsprogression Überwachung, Bewertung der Wirksamkeit der medikamentösen Behandlung, und Risikofaktoren für Reaktivierung<sup class="...

Mycobacterium Tuberculosis hat Menschen seit Jahrtausenden geplagt und verursacht mehr Sterblichkeit als jede andere einzelne Erreger in der Welt heute. Im Jahr 2015 wurden weltweit 10,5 Millionen neue Fälle von Tuberkulose (TB)1 mit der Mehrzahl der Fälle, die aus Indien, Indonesien, China, Nigeria, Pakistan und Südafrika. Schätzungen zufolge die weltweite Zahl der Todesopfer von TB auf 1,4 Millionen Menschen im gleichen Zeitraum. Dieser Wert ist fast 25 % niedriger als die Sterberate vor 100 Jahren. Obwohl Medikament empfindlich TB behandelbar ist, die Therapie ist langwierig, erfordern mehrere Medikamente und Compliance ist ein Anliegen. Die Entstehung von Multi-resistente (MDR) Stämme entfielen ~ 580.000 der TB-Neuerkrankungen im Jahr 2015. Die erfolgreiche Behandlung bei Patienten mit MDR-Stämmen von Mycobacterium Tuberculosis ist nur bei etwa 50 % geschätzt. Noch alarmierender ist die Entstehung von ausgiebig (XDR) Resistenzen von M. Tuberculosis, die gegen fast alle verfügbaren Medikament resistent sind. Daher sind neue Techniken erforderlich, innerhalb der TB-Forschungsfeld, die die Fähigkeit zur diagnose von TB zu verbessern, erhöhen die immunologische Verständnis des Krankheitsverlaufs und lassen für das Screening von neuen Behandlungsmethoden und Präventionsstrategien einschließlich Antibiotika Therapien und Impfstoff Wirksamkeitsstudien.
M. Tuberculosis ist ein aerober säurefeste Bazillus, die physisch sich durch seine sehr komplexe äußere Zellwand und langsames Wachstum Kinetik zeichnet. Die Infektion erfolgt in der Regel durch Einatmen von einzelnen Bakterien in Aerosol Tröpfchen, die beim Husten, Niesen oder Gesang von einer symptomatischen, infizierte Person verwiesen werden. Der exponierten Individuen, die Infektion zu entwickeln, entwickeln nur 5-10 % der Menschen aktiven klinische TB. Die restliche 90 % haben ein unterschiedlicher Spektrum von asymptomatischen Infektionen, die reicht von subklinische Infektion, keine Krankheit, die klinisch als latente TB-Infektion (LTBI)2,3eingestuft ist. Der Bevölkerung, die diese asymptomatische Infektion hat, werden etwa 10 % aktiven TB durch Reaktivierung der enthaltenen Infektion im Laufe ihres Lebens entwickeln. Das Risiko einer Reaktivierung drastisch erhöht, wenn eine Person mit asymptomatische Infektion Verträge HIV oder erfährt Behandlung mit eine immunsuppressive Medikament, z. B. TNF-Hemmer4,5,6. Aktive TB-Erkrankung stellt auch als ein Spektrum mit den meisten Menschen, die Lungentuberkulose, die die Lungen und thorakalen Lymphknoten betrifft. M. Tuberculosis kann jedoch jedes Organ infizieren, damit die Infektion auch in der Beteiligung extrapulmonaler Websites präsentieren kann.
Die pathologische Markenzeichen von M. Tuberkulose -Infektion ist eine organisierte kugelförmige Struktur von Wirtszellen, die Granulom bezeichnet. Makrophagen, T-Zellen und B-Zellen sind wesentliche Bestandteile der Granulom, mit einer variablen Anzahl von Neutrophilen7. Das Zentrum der Granulom ist oft nekrotisch. So funktionieren Granulome als eine immun Mikroumgebung zu töten oder enthalten die Bazillen, Verbreitung auf andere Teile der Lunge zu verhindern. M. Tuberculosis können jedoch töten untergraben, indem das Granulom und innerhalb dieser Strukturen für Jahrzehnte andauern. Konsequente und regelmäßige Überwachung für die Entwicklung von aktiver TB-Erkrankung nach neuen Infektion oder Reaktivierung der LTBI ist unpraktisch, wissenschaftlich schwierig und zeitraubend. Techniken, die diese Prozesse längs, in Menschen und menschenähnlichen Tiermodellen, sind äußerst nützlich für die wissenschaftliche Gemeinschaft fördern das Verständnis der vielen komplexen M. Tuberkulose -Infektion und Krankheit zu studieren.
PET/CT ist ein äußerst nützliches bildgebendes Verfahren, das eine breite Palette von Krankheitszuständen bei Mensch und Tier-Modelle8Studium beschäftigt war. PET ist eine funktionale Technik, die Positronen emittierenden radioaktive Substanzen als Reporter verwendet. Diese Radioisotope sind in der Regel funktionalisiert, um eine metabolische Verbindung, z. B. Glukose, oder eine Ausrichtungsgruppe, die entworfen ist, um Bindung an einen Rezeptor von Interesse. Da die Strahlung, die aus PET Isotope mächtig genug, um Gewebe zu durchdringen ist, können sehr geringe Konzentrationen eingesetzt werden ermöglicht eine Studie unter Sättigungsgrad in Rezeptor-targeting Verbindungen und bei einer niedrig genug Konzentration, haben keinen Einfluss auf Stoffwechsel Prozesse bei der Verwendung der Mittel wie 2-Deoxy - 2-(18F) Fluoro-D-Glucose (FDG). CT ist eine dreidimensionale Röntgenaufnahme bildgebendes Verfahren, mit denen unterschiedliche Ebenen von x-ray Dämpfung um physikalische Eigenschaften der Organe im Körper9zu identifizieren. Wenn gepaart mit PET, CT als Map dient bestimmen bestimmte Orte und Strukturen, die Aufnahme von einem PET Radiotracer zeigen. PET/CT ist ein leistungsfähiges Werkzeug für die in-Vivo Bildgebung von Mensch und Tiermodellen mit M. Tuberkulose -Infektion, die zu viele wichtige Erkenntnisse zur Pathogenese, Reaktion auf medikamentöse Behandlung, Erkrankung Spektrum führte infiziert etc.6 ,10,11,12. Diese Arbeit beschreibt spezifische PET/CT analytische Methoden zur nichtmenschlichen Primaten Modelle längs mit Parametern wie Granulom Größe, FDG Aufnahme in einzelne Läsionen, ganze Lunge und Lymphknoten FDG Gier und Erkennung von extrapulmonalen TB studieren Krankheit,6,10,11,12.
Dieses Manuskript beschreibt Methoden der bildgebenden Analyse bei nichtmenschlichen Primaten (NHP), speziell Cynomolgus Makaken, die verwendet werden, um das Fortschreiten der Erkrankung und medikamentöse Behandlung nach Infektion mit M. Tuberculosis längs zu bewerten . NHP sind eine wertvolle Tiermodell, denn wenn mit einer niedrigen Dosis von M. Tuberculosis Erdman Stamm geimpft, Tiere eine Vielzahl von Krankheitsverläufe mit ~ 50 zeigen % Entwicklung aktiver TB und die verbleibenden Tiere asymptomatische Infektion (d.h. Kontrolle der Infektion, LTBI), bietet das nächste Modell der klinischen Erkrankung Spektrum in Menschen3,13,14,15,16gesehen. Reaktivierung der LTBI in Makaken wird von den gleichen Agenten ausgelöst, die Reaktivierung beim Menschen für das Beispiele Human Immunodeficiency Virus (HIV verursachen, mit simian Immunodeficiencyvirus (SIV) als die Makaken-Version von HIV), CD4 Erschöpfung oder tumor Nekrose-Faktor (TNF) Neutralisation13,16. Darüber hinaus präsentieren Makaken mit Pathologie, die ist sehr ähnlich dem in Menschen, einschließlich der organisierten Granulome, die bilden in Lunge oder anderen Organen17gesehen. Dieses Modell hat so wichtige Einblicke in die grundlegenden Wirt-Pathogen Interaktionen in M. Tuberkulose -Infektion sowie wertvolle Erkenntnisse über Drogen-Therapien und Impfstoffe gegen Tuberkulose14,18 versehen. , 19 , 20 , 21.
PET/CT-Bildgebung bietet die Möglichkeit, die Darstellung, Verteilung und Fortschreiten der einzelnen Granulome folgen. Diese Arbeit hat in erster Linie FDG als Sonde, die als ein Glukose-Analogon in stoffwechselaktiven Wirtszellen, z. B. Makrophagen, neutrophilen Granulozyten und Lymphozyten8, umfasst alle in Granulome sind verwendet. FDG ist somit ein Proxy für Host Entzündung. Die detaillierte Analyseverfahren hierin verwendet OsiriX, einen weit verbreiteten DICOM Viewer für Kauf und Nutzung zur Verfügung. Die Bild-Analyse-Methoden beschrieben Form, Größe und Stoffwechselaktivität (über FDG Aufnahme) der einzelnen Granulome im Laufe der Zeit zu verfolgen und verwendet Bildgebung als Karte zur Identifizierung von spezifischen Läsionen auf tierische Autopsie. Darüber hinaus wurde eine separate Methode entwickelt, die die Summierung der FDG-Aufnahme in der Lunge ab einem bestimmten Schwellenwert (SUV ≥ 2,3) quantifiziert und verwendet diesen Wert, um Unterschiede zwischen Steuerung und experimentellen Gruppen in den Studien von Impfstoff bis hin zu bewerten Studien-Co-Infektion-Modelle. Diese Daten unterstützen, die diese allgemeine Maßnahme der FDG-Aufnahme in der Lunge mit bakteriellen Belastung, wodurch es Informationen über den Status der Erkrankung korreliert. Ähnliche Untersuchungen können auf die FDG-Aufnahme der thorakalen Lymphknoten, Fortschreiten der Erkrankung sowie zu studieren durchgeführt werden. Das folgende Protokoll beschreibt den experimentellen Prozess aus tierischen Infektion durch Bildanalyse.

<table><tbody><tr><td>Ketamin</td><td>Henry Schein</td><td>23061</td><td>Henry Schein</td></tr><tr><td>Telazol</td><td>Zoetis</td><td>4866</td><td>Henry Schein</td></tr><tr><td>Cetacaine</td><td>Patterson Vet Generics</td><td>07-892-6862</td><td>Patterson</td></tr><tr><td>Sterile Kochsalzlösung</td><td>Hospira</td><td>07-800-9721</td><td>Patterson</td></tr><tr><td>7H11 Agar</td><td>BD</td><td>283810</td><td>BD Biosciences</td></tr><tr><td>IV-Katheter</td><td>Surflash</td><td>07-806-7659</td><td>Patterson</td></tr><tr><td>18F-FDG</td><td>Zevacor</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>Endotrachealtubus</td><td>Jorgensen Labs Inc</td><td>07-887-0284</td><td>Patterson</td></tr><tr><td>Künstliche Tränen</td><td>Patterson Vet Generics</td><td>07-888-1663</td><td>Patterson</td></tr><tr><td>Isofluran</td><td>Zoetis</td><td>07-806-3204</td><td>Patterson</td></tr><tr><td>Neurologica Ceretom CT</td><td>Samsung Neurologica</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>Siemens Focus 220 microPET</td><td>Siemens Molecular Imaging Systems</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>Inveon Research Software</td><td>Siemens Molecular Imaging Systems</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>OsiriX</td><td>Pixmeo</td><td>N/A</td><td></td></tr></tbody></table>

analyse der 18fdg pet/ct imaging als werkzeug für studium mycobacterium-tuberkulose -infektion und behandlung bei nicht-menschlichen primaten

Analysis of 18FDG PET/CT Imaging as a Tool for Studying Mycobacterium tuberculosis Infection and Treatment in Non-human Primates

Mycobacterium Tuberculosis bleibt die Nummer eins infektiösen Agens in der Welt heute. Mit dem Aufkommen der Antibiotika-resistente Stämme sind neue klinisch relevante Methoden benötigt, die den Krankheitsprozess und Bildschirm für potenzielle Antibiotikum und Impfstoff Behandlungen auswerten. Positronen-Emissions-Tomographie/Computertomographie-Tomographie (PET/CT) hat als ein wertvolles Instrument für die Untersuchung einer Reihe von Leiden wie Krebs, Alzheimer-Krankheit und Entzündung/Infektion etabliert. Hier sind eine Reihe von Strategien, die auszuwertende PET/CT Bilder in Cynomolgus Makaken, die intrabronchially mit niedrigen Dosen von M. Tuberculosisinfiziert sind angestellt gewesen sein. Durch Beurteilung der Größe der Läsion auf CT und Aufnahme von 18F-Desoxyglukose (FDG) in Läsionen und Lymphknoten in PET-Bildern, diese beschriebenen Methoden zeigen, dass PET/CT-Bildgebung zukünftige Entwicklung aktiv gegen latente Krankheit vorhersagen kann und die Neigung zur Reaktivierung von einem latenten Zustand der Infektion. Darüber hinaus bestimmen diese Methoden durch die Analyse des Gesamtniveaus der Lungenentzündung, antibiotische Wirksamkeit von Medikamenten gegen Mycobacterium Tuberculosis in der klinisch relevanten bestehenden Tiermodell. Diese Bildanalyseverfahren sind einige der mächtigsten Werkzeuge im Arsenal gegen diese Krankheit, wie nicht nur können sie eine Reihe von Merkmalen der Infektion und medikamentöse Behandlung zu bewerten, sondern sie auch direkt übersetzbar in einem klinischen Umfeld für den Einsatz in der Human-sind Studien.

Identifikation und Analyse der einzelnen Läsionen
Einzelnen Granulome können für die Anzahl, Größe und FDG Aufnahme qualitativ zu verstehen, den allgemeinen Rahmen der Infektionsprozess (Abbildung 1) visualisiert werden. Mit diesen Bildern ist zählen Granulome im Laufe der Zeit ein quantitatives Maß der Verbreitung der Seuche. Abbildung 2 zeigt individuelle Gra...

Hier präsentieren wir ein Protokoll, um die Analyse der 18F-FDG-PET/CT-Bildgebung bei nichtmenschlichen Primaten zu beschreiben, die mit Mycobacterium Tuberculosis , Krankheitsverlauf, medikamentöse Behandlung und Krankheit Reaktivierung zu studieren infiziert wurden.

Analyse der 18FDG PET/CT Imaging als Werkzeug für Studium Mycobacterium-Tuberkulose -Infektion und Behandlung bei nicht-menschlichen Primaten

Mycobacterium tuberculosis remains the number one infectious agent in the world today. With the emergence of antibiotic resistant strains, new clinically ...

Das übergeordnete Ziel dieses Positronen-Emissions-Tomographie-, Computertomographie- oder PET/CT-Bildanalyseverfahrens ist es, den Krankheitsverlauf und mögliche Behandlungsmethoden von Mycobacterium tuberculosis-Infektionen bei nicht-menschlichen Primaten zu untersuchen. Diese Methode kann dazu beitragen, Schlüsselfragen bei der Erforschung der Tuberkulose zu beantworten, einschließlich der Lokalisation der Infektion im Laufe der Zeit, der Reaktivierung nach der Latenz und des Ergebnisses spezifischer Behandlungsregimenter. Der Hauptvorteil dieser Technik besteht darin, dass die Infektion und Behandlung von Mycobacterium tuberculosis in Echtzeit verfolgt werden kann, ohne dass periodische Tierautopsien erforderlich sind.Exportieren Sie zunächst die mitregistrierten PET/CT-Bilder in die entsprechende Software und öffnen Sie die Bilder aus der Software-Datenbank in Achsausrichtung. Klicken Sie auf den CT-Scan und ändern Sie die Fensterebene, die Fensterbreite in CT pulmonal. Das Lungengewebe wird dunkel und die anatomischen Merkmale erscheinen heller, wobei die Atemwege schwarz und die Gefäße weiß sind.Konzentrieren Sie sich auf jeweils einen Lappen und scrollen Sie durch das fusio

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Research

Forschung

JoVE Journal

Immunology and Infection

Immunologie und Infektion

Verfahren zur funktionellen Bildgebung von Maus braunen Fettgewebe (BAT) beschrieben, bei dem kalte-stimulierte Aufnahme von 18F-Fluorodeoxyglucose (FDG) in BAT nichtinvasiv beurteilt mit einer standardisierten micro-PET/CT Protokoll ist. Diese Methode ist robust und sensibel auf Unterschiede in der BAT-Aktivitäten in Maus-Modellen erkennen.

Funktionelle Bildgebung Brown Fat in Mäusen mit FDG micro-PET/CT

Dieser Artikel beschreibt die multimodale Bildgebung von Krebsgeweben mit PET- und CT-Diagnostik unter Verwendung eines Radiotracers 18F-FDG. Krebsgewebe mit hoher glykolytischer Aktivität nimmt mehr 18F-FDG auf.

FDG-basierter PET/CT-Scan: Eine Methode zur Verwendung von Radiotracern zur nicht-invasiven Bildgebung des Tumorstoffwechsels

Dieses Video zeigt eine Technik zur Erkennung von extrapulmonaler Tuberkulose. Superparamagnetisches Eisenoxid (SPIO)-Nanosonden, die an Mycobacterium-spezifische Antikörper konjugiert sind, werden in eine Maus injiziert, die zuvor mit Mycobacterium bovis BCG infiziert war, wodurch das Granulom markiert und ein besserer Bildkontrast für seinen Nachweis bereitgestellt wird.

Eine Technik zum Nachweis von extrapulmonaler Tuberkulose mit superparamagnetischen Nanosonden

Das hier vorgestellte Verfahren verwendet 18 F-Fluorodeoxyglucose (18 F-FDG), Positronenemissionstomographie / Computertomographie (PET-CT) und Fett-Wasser getrennt, Magnetresonanztomographie (MRI), die jeweils folgende 2 h Einwirkung thermo (24 ° C gescannt ) und kalten Bedingungen (17 ° C), um braune Fettgewebe (BAT) bei erwachsenen menschlichen Patienten abzubilden.

Menschen braunes Fettgewebe Depots automatisch durch Positronenemissionstomographie / Computertomographie Segmentierte und Registrierte Magnetic Resonance Images

Wir beschreiben die optische Bildgebung von Mäusen mit Mycobacterium Tuberculosis (Mycobacterium Tuberculosis) mit Reporter Enzym Fluoreszenz (REF) infiziert. Dieses Protokoll ermöglicht den sensitiver und spezifischen Nachweis von Mycobacterium Tuberculosis in präklinischen Tiermodellen für die Pathogenese, Therapie und Impfstoff-Forschung.

Mycobacterium Tuberculosis in Mäusen mit Reporter Enzym Fluoreszenz Imaging

In diesem Protokoll beschreiben wir wie nutzen [18-F]-2-fluoro-2-deoxy-D-glucose-Positronen-Emissions-Tomographie und Computertomographie (18F-FDG-PET/CT) Bildgebung zur Messung der Tumor metabolische Reaktion auf die gezielte Therapie MLN0128 in einer  KRAS/Lkb1 mutierte Maus Modell von Lungenkrebs und gekoppelte Bildgebung mit hoher Auflösung Ex Vivo Autoradiographie und quantitativer Histologie.

Nutzung von 18F-FDG-PET/CT-Bildgebung und quantitativer Histologie, dynamische Veränderungen in der Glukose-Stoffwechsel in Mausmodellen von Lungenkrebs zu messen

Dieser Artikel beschreibt die Erzeugung eines orthotopischen Mausmodells des menschlichen Pleuramesothelioms durch Implantation von H2052/484 Mesotheliomzellen in die Pleurahöhle immungeschwächter athymischer Mäuse. Die Längsüberwachung der Entwicklung intrapleuraler Tumoren wurde durch nicht-invasive multimodale [18F]-2-Fluor-2-Deoxy-D-Glucose-Positronen-Emissionstomographie und Computertomographie untersucht.

Implantation und Überwachung eines orthotopischen Modells des menschlichen Pleuralmesothelioms bei athymischen Mäusen durch PET/CT

In diesem Artikel wird die Methodik zur radioaktiven Markierung eines humanspezifischen monoklonalen Anti-CD19-Antikörpers beschrieben und erläutert, wie er zur Quantifizierung von B-Zellen im zentralen Nervensystem und in peripheren Geweben eines Mausmodells für Multiple Sklerose unter Verwendung von In-vivo-PET-Bildgebung, Ex-vivo-Gamma-Zählung und Autoradiographie-Ansätzen verwendet werden kann.

Bildgebung von CD19+ B-Zellen in einem experimentellen autoimmunen Enzephalomyelitis-Mausmodell mit Positronen-Emissions-Tomographie

Dieses Protokoll beschreibt das Verfahren zur Durchführung von in vivo PET-Bildgebung an Mäusen unter Verwendung von Body Conforming Animal Molds (BCAMs) im G8 PET/CT-Scanner. Technische Details zur Vorbereitung der Maus, einschließlich der richtigen Tumorimplantation, der optimalen Positionierung, der BCAM-gestützten PET/CT-Bildaufnahme und der Datenanalyse, werden bereitgestellt.

Präklinische Positronen-Emissions-Tomographie mit körperkonformen tierischen Schimmelpilzen für die cloudbasierte automatisierte Bildanalyse bei Mäusen

Hier präsentieren wir ein Protokoll für die intravitale Bildgebung einer abgeschwächten, BSL-2-zugelassenen Mycobacterium tuberculosis. Spannung in der Mauslunge unter Verwendung eines permanenten Lungenfensters. Dieser Ansatz ermöglicht eine longitudinale, einzelzellige Auflösungsanalyse früher Wirts-Pathogen-Interaktionen, einschließlich bacillärer Lokalisation, vaskulärer Dynamik und Makrophagenaufnahme innerhalb derselben Lungenmikroumgebung.

Intravitale Bildgebung der abgeschwächten auxotrophen Mycobacterium tuberculosis in der Mauslunge während früher intravaskulärer Infektion

Erfahren Sie die Analyse von 18F-FDG PET/CT-Bildgebung zur Untersuchung von Mycobacterium tuberculosis-Infektionen und Behandlungen bei nicht-menschlichen Primaten. Diese Methode ermöglicht Echtzeit-Tracking ohne invasive Nekropsien.

Analyse der 18FDG PET/CT Imaging als Werkzeug für Studium Mycobacterium-Tuberkulose -Infektion und Behandlung bei nicht-menschlichen Primaten (Video) | JoVE Journal

Analyse der ¹⁸FDG PET/CT Imaging als Werkzeug für Studium Mycobacterium-Tuberkulose -Infektion und Behandlung bei nicht-menschlichen Primaten

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