Se detalla una nueva en el infrarrojo cercano fluorescencia (NIRF) catéter de dos dimensiones de imagen intravascular molecular de la biología de la placa In vivo. El catéter NIRF pueden visualizar procesos biológicos clave, como la inflamación de la presentación de informes sobre la presencia de placa-ávido fluorocromos NIR activable y selectiva. El catéter se utiliza requisitos de ingeniería clínica y el poder y está destinada a la aplicación de las arterias coronarias humanas. El estudio de investigación A continuación se describe una estrategia de imagen multimodal que utiliza una novela In vivo NIRF intravascular del catéter a la imagen y cuantificación de placa inflamatoria en atheromata conejo proteolíticamente activos inflamados.
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Artículo de método
En vivo en el infrarrojo cercano fluorescencia (NIRF) imagen intravascular molecular de placa inflamatoria, un enfoque multimodal de imágenes de la aterosclerosis
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Resumen
Resumen
La respuesta vascular a la lesión es una respuesta inflamatoria altamente regulada que se inicia por la acumulación de macrófagos en la pared del vaso, lo que conduce a la formación de placas intraluminales cargadas de lípidos, proliferación de células musculares lisas y estrechamiento progresivo de la luz vascular. La formación de estas placas vulnerables, propensas a la ruptura, es la base de la mayoría de los casos de infarto agudo de miocardio. La compleja cascada inflamatoria molecular y celular está regulada por el reclutamiento de linfocitos T y macrófagos, así como por sus efectos paracrinos sobre las células endoteliales y las células musculares lisas.1
La imagen molecular en aterosclerosis se ha convertido en una herramienta clínica e investigativa importante que permite la visualización in vivo de la inflamación y otros procesos biológicos. Varios ejemplos recientes demuestran la capacidad de detectar placas de alto riesgo en pacientes y evaluar los efectos de los fármacos en la aterosclerosis.4 Aunque varias estrategias de imagen molecular (en particular la RM y la PET) pueden visualizar aspectos biológicos de vasos grandes como las arterias carótidas, existen pocas opciones para la imagen de las arterias coronarias.2 La aparición de estrategias de imagen óptica de alta resolución, especialmente la fluorescencia en el infrarrojo cercano (NIRF), junto con sondas fluorescentes activables, ha aumentado la sensibilidad y ha llevado al desarrollo de nuevas estrategias intravasculares para mejorar la imagen biológica de la aterosclerosis coronaria humana.
La imagen molecular por fluorescencia en el infrarrojo cercano (NIRF) utiliza luz de excitación con un ancho de banda definido (650-900 nm) como fuente de fotones que, al ser entregada a un agente de contraste óptico o sonda fluorescente, emite fluorescencia en la ventana del infrarrojo cercano, la cual puede detectarse mediante un filtro de emisión adecuado y una cámara acoplada a carga de alta sensibilidad. A diferencia de la luz visible, la luz NIR penetra profundamente en el tejido, se atenúa notablemente menos por los absorbentes endógenos de fotones como la hemoglobina, los lípidos y el agua, y permite altas relaciones señal-fondo debido a la reducida autofluorescencia en la ventana del infrarrojo cercano. La obtención de imágenes dentro de esta «ventana» NIR puede mejorar considerablemente la posibilidad de realizar imágenes in vivo.2,5
Las proteasas cisteínicas inflamatorias han sido ampliamente estudiadas mediante sondas activables de fluorescencia en el infrarrojo cercano (NIRF)10 y desempeñan funciones importantes en la aterogénesis. A través de la degradación de la matriz extracelular, las proteasas cisteínicas contribuyen significativamente a la progresión y complicaciones de la aterosclerosis8. En particular, la proteasa cisteínica cathepsina B se expresa altamente y colocaliza con macrófagos en ateromas experimentales de ratón, conejo y humano3,6,7. Además, la actividad de la cathepsina B en las placas puede detectarse in vivo utilizando una tecnología previamente descrita de fluorescencia en el infrarrojo cercano intravascular unidimensional (1-D)6, junto con un agente nanosensor inyectable que consiste en un armazón polimerizado de poli-lisina derivatizado con múltiples fluorocromos NIR (VM110/Prosense750, ex/em 750/780 nm, VisEn Medical, Woburn, MA), lo que produce un fuerte apagado intramolecular en condiciones basales10. Tras el corte enzimático dirigido por proteasas cisteínicas como la cathepsina B (que se sabe colocaliza con los macrófagos de la placa), los fluorocromos se separan, lo que resulta en una amplificación sustancial de la señal de fluorescencia en el infrarrojo cercano (NIRF). La detección intravascular de la señal de fluorescencia NIR mediante el catéter intravascular NIRF bidimensional (2D) novedoso utilizado ahora permite una detección in vivo de alta resolución y geométricamente precisa de la actividad de la cathepsina B en placas inflamadas.
La imagen molecular in vivo de la aterosclerosis mediante imágenes NIRF 2D basadas en catéter, en contraposición a un enfoque espectroscópico 1-D previo,6 es una herramienta novedosa y prometedora que utiliza la actividad aumentada de proteasas en placas ricas en macrófagos para detectar inflamación vascular.11,12 El siguiente protocolo de investigación describe el uso de un catéter intravascular NIRF bidimensional para obtener imágenes y caracterizar la estructura de la placa aprovechando aspectos clave de la biología de la placa. Es una plataforma trasladable que, al integrarse con tecnologías de imagen clínica existentes como la angiografía y el ultrasonido intravascular (IVUS), ofrece una técnica única y novedosa de imagen molecular multimodal integrada que permite distinguir ateromas inflamatorios y detectar señales NIRF intravasculares en arterias coronarias de tamaño humano.
Protocolo
En el modelo animal in vivo: La generación de aterosclerosis aortoilíaca Experimental
1) Línea de Base angiografía balón y denudación
- Antes de obtener la angiografía basal balón y denudación, un conejo blanco de Nueva Zelanda se alimenta un colesterol alto (1%), la dieta durante 1 semana. Este animal se utiliza la relevancia de la traducción como: 1) la aorto-ilíacos buques en los conejos son del mismo calibre que las arterias coronarias humanas (2.5-3.5mm) y 2) la hiperlipemia, el globo de la lesión modelo genera inflamación de la aterosclerosis teniendo similares células inflamatorias (macrófagos ) y moléculas ....
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Discusión
Inflamado placas de alto riesgo o vulnerables son probablemente responsables de la mayoría de los infartos de miocardio. La identificación de estas placas antes de la aparición de los síntomas tiene importantes implicaciones clínicas, tanto en la predicción de los resultados y guiar el tratamiento médico. Modalidades convencionales de imagen coronaria arterial, tales como la angiografía de rayos X normalmente se centran en la caracterización de estrechamiento luminal en lugar de iluminar los perfiles biológicos subyacen.......
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Divulgaciones
FAJ - Ex consultora, VisEn médica; honorarios, Boston Scientific
Agradecimientos
Apoyo a este trabajo fue proporcionado por los Institutos Nacionales de Salud de subvención R01 HL # 108229, Asociación Americana del Corazón de Desarrollo Científico Subvención # 0830352N, Howard Hughes Medical Career Institute Premio al Desarrollo, empresas Broadview, Séptimo Programa Marco de la Comunidad Europea (FP7/2007-2013 cargo a la subvención acuerdo # 235 689), y el MGH William Schreyer Comunidad.
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Materiales
| Nombre | Empresa | Número de catálogo | Comentarios |
|---|---|---|---|
| Prosense 750 | Visen Medical | VM110 | inyección IV de 500 nmol/kg |
| Heparina sódica | APP Pharmaceuticals | 401586D | |
| Cefazolina | NovaPlus | 46015683 | |
| Lidocaína HCL al 2% | Hospira Inc. | NDC 0409-4277-01 | |
| Buprenorfina | Bedford Laboratories | NDC 55390-100-10 | |
| Ketamina | Hospira Inc. | NDC 0409-2051-05 | |
| Dieta alta en colesterol al 1% | Research Diets | C30293 | |
| Dieta alta en colesterol al 0,3% | Research Diets | C30255 |
Referencias
- Andersson, J., Libby, P. Adaptive immunity and atherosclerosis. Clin Immunol. 134, 33-46 (2010).
- Calfon, M. A., Vinegoni, C. Intravascular near-infrared fluorescence molecular imaging of atherosclerosis: toward ....
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Reimpresiones y permisos
