El uso de un de varios compartimentos dinámico sola enzima fantasma de Estudios de hiperpolarizados Agentes de Resonancia Magnética

Summary

Un maniquí dinámico multicompartimiento se utiliza para simular alguna biología de interés para estudios metabólicos utilizando agentes de resonancia magnética hiperpolarizados.

Abstract

Imaging de sustratos hiperpolarizados por resonancia magnética muestra una gran promesa clínica para la evaluación de los procesos bioquímicos críticos en tiempo real. Debido a las limitaciones fundamentales impuestas por el estado hiperpolarizado, se utilizan comúnmente las técnicas de imagen y de reconstrucción exóticos. Se necesita con urgencia un sistema práctico para la caracterización de los métodos de imagen, multiespectrales dinámicas. Dicho sistema deberá referirse de forma reproducible la dinámica químicos correspondientes de los tejidos normales y patológicos. El sustrato más ampliamente utilizado hasta la fecha se hiperpolarizado [1- ¹³ C] piruvato para la evaluación del metabolismo del cáncer. Se describe un sistema de espectro a base de enzimas que media la conversión de piruvato a lactato. La reacción se inicia por la inyección del agente hiperpolarizado en múltiples cámaras dentro del fantasma, cada uno de los cuales contiene concentraciones de los reactivos que controlan la velocidad de reacción que varían. Múltiples compartimentos son necesarios para asegurar que imasecuencias ging fielmente capturar la heterogeneidad espacial y metabólica de los tejidos. Este sistema ayudará al desarrollo y la validación de estrategias avanzadas de imagen, proporcionando dinámica química que no están disponibles a partir de fantasmas convencionales, así como el control y la reproducibilidad de que no es posible en vivo.

Introduction

El impacto clínico de la resonancia magnética hiperpolarizado (IRM) de ¹³ compuestos marcados-C es críticamente dependiente de su capacidad para medir las tasas de conversión química a través del tiempo real de la espectroscopia de resonancia magnética y espectroscopia de imagen ^1-5. Durante el desarrollo de la secuencia y de verificación, la conversión dinámica química se consigue generalmente a través de in vivo o en modelos in vitro ^{de 6-9} que ofrecen un control limitado y reproducibilidad. Para la prueba robusta y garantía de calidad, se prefiere un sistema más controlado que preserva la conversión quími....

Protocol

NOTA: (Phantom Diseño) Dos cámaras de 3 ml fueron mecanizadas de Ultem y equipados con tubo de PEEK (1,5875 mm de diámetro exterior y 0,762 mm de diámetro) para inyección y escape. Las cámaras se colocan en un tubo de centrífuga de 50 ml llena de agua (Figura 1). Para evitar vacíos de señal creados por las burbujas, las cámaras y las líneas fueron precargada con agua desionizada _(dH2O).

1. Preparación de la solución

1. Preparar la solución tampón 1 L (81,3 mM Tris pH 7,6, NaCl 203,3 mM). Pesar 11,38 g de cristales de Trizma preestablecidos pH 7,6 y 11,88 g de NaCl y se disuelven en 1 l de _dH2O

Results

imágenes 2D rebanada selectivos fueron adquiridos utilizando una secuencia de instantáneas radEPSI. imágenes de metabolitos fueron reconstruidas usando retroproyección filtrada. Las imágenes de metabolitos estaban bien alineados con las imágenes de protones, como se ve en la Figura 2. En esta señal de lactato hiperpolarizado sistema sólo puede ser generado a partir de la conversión enzimática de piruvato hiperpolarizado. En la Figura 4, la cámara inferio.......

Discussion

formación de imágenes en tiempo real de los metabolitos hiperpolarizados tiene muchos desafíos únicos para el diseño de secuencias, validación y control de calidad. La capacidad para resolver la heterogeneidad espacio-temporal y espectral ofrece un potencial clínico sustancial, pero se opone a control de calidad y validación de métodos asociados con la RM convencional. las secuencias de imágenes complejas o algoritmos de reconstrucción pueden tener dependencias sutiles que las hacen difíciles de caracterizar o validan f.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
BioSpect 7T	Bruker	BioSpec 70/30 USR	7 Tesla Escáner de resonancia magnética preclínica
HyperSense	Oxford Instruments	Polarizador Hypersense DNP	Polarizador nuclear dinámico para agentes de resonancia magnética
1-13C-Ácido pírvico	Sigma Aldrich	677175	Carbono 13 Labled Ácido pirúvico
puro Trityl Radical	GE Healthcare	OX063	Radical libre utilizado en la polarización nuclear dinámica
NaOH	Sigma Aldrich	S8045
EDTA	Sigma Aldrich	E6758	Ácido etilendiaminotetraacético
LDH	Worthingthon	LS002755	Lactato deshidrogenasa del músculo de conejo
NADH	Sigma Aldrich	N4505	β-nicotinamida adenina dinucleótido, sal dipotásica reducida
Trizma	Sigma Aldrich	T7943	Trizma Cristales preengastados
NaCl	Sigma Aldrich	S7653