Visualización y cuantificación de tejidos adiposos marrones y beige en ratones utilizando [^18F]FDG Micro-PET/MR Imaging

Las imágenes PET/MR permiten mediciones cualitativas y cuantitativas de estos adipocitos marrón y beige metabólicamente activos en animales vivos para que la actividad de estos llamados adipocitos termogénicos se pueda medir sobre una base funcional. La principal ventaja de esta técnica es que permite la adquisición y combinación de pet y resonancia magnética sobre el mismo sujeto, permitiendo así la adquisición precisa y simultánea de adipocitos termogénicos en diferentes depósitos del pequeño animal. Este método se puede transferir fácilmente a cualquier sistema preclínico o modificarse a un formato de alto rendimiento mediante la obtención simultánea de imágenes de múltiples ratones, lo que aumenta el poder estadístico de los datos de imágenes a un costo y tiempo reducidos.

Para cosechar el tejido adiposo marrón interescapular, coloque un ratón C57 Black 6 anestesiado de 8 semanas de edad sobre una almohadilla térmica y haga una incisión de 2 centímetros a lo largo de la línea media dorsal. Retire las almohadillas iBAT de la región interescapular. Después de que el sangrado se detenga, use clips de acero inoxidable de 7 milímetros para cerrar la incisión.

Cuando se haya recolectado todo el iBAT, aloje a los ratones en una unidad de cuidados intensivos durante 14 días. Administre 5 miligramos por kilogramo de Meloxicam a los ratones durante seis días y retire los clips tan pronto como la herida haya cicatrizado. Para habilitar las exploraciones secuenciales automatizadas de PET/MR antes de la sesión de imágenes, establezca el nivel de discriminación en 400 a 600 kiloelectronvoltios, el modo de confianza en 1-3, el tiempo de escaneo en 20 minutos y el isótopo de estudio en F-18 para establecer el flujo de trabajo para la adquisición de PET.

Para adquirir la resonancia magnética ponderada en T1 para la corrección de la atenuación, establezca los parámetros gradient Echo-3D. Para adquirir la resonancia magnética ponderada en T2 como referencia anatómica, establezca los parámetros Fast-spin Echo 2D. Para permitir la reconstrucción de las imágenes PET, utilice el algoritmo Tera-Tomo 3D con el modo de coincidencia establecido en 1-3 y con las correcciones de decaimiento, tiempo muerto, aleatorio, atenuación y dispersión establecidas para crear imágenes con un tamaño general de vóxel de 0,3 milímetros cúbicos.

Un día antes del inicio del estudio de imagen para comprobar la exactitud de la cuantificación del PET, póngase el EPI adecuado y llene una jeringa de 5 mililitros con F18-FDG según lo recomendado por el fabricante. Utilice un calibrador de dosis para registrar la actividad de la jeringa y anotar el tiempo de la medición. En el software, utilice el ROI de elipse interpolada para dibujar un volumen de interés en la imagen reconstruida de la jeringa y comparar la actividad recuperada con el valor medido con el calibrador de dosis.

El día del experimento de imágenes, use fórceps para colocar cuidadosamente el vial de stock 18F-FDG detrás de un escudo de mesa de bloque L y diluya una alícuota de radioisótopo en 100 a 150 microlitros de solución salina estéril a una concentración de actividad total de 200 a 250 microcuries. Extraiga la solución 18F-FDG en una jeringa de 1 mililitro equipada con una aguja y mida la radiactividad con el calibrador de dosis como se ha demostrado. Registre el peso del ratón que se va a tomar como imagen antes de inyectar la solución 18F-FDG en una vena de la cola.

Tome nota del tiempo de inyección y de la radiactividad residual de la jeringa para permitir la corrección de la descomposición. Luego coloque el mouse de nuevo en su jaula durante 60 minutos. Para calcular la actividad 18F-FDG inyectada, reste la actividad en la jeringa antes de la inyección de la actividad medida después de la inyección.

Al final del período de absorción de radioisótopos, encienda el calentador de aire para el lecho del ratón del escáner micro-PET/MR. Coloque el ratón anestesiado inyectado con FDG en una almohadilla respiratoria en la cama del escáner y realice una vista de exploración para determinar la posición del ratón. Ajuste la posición de la cama del ratón de modo que se pueda observar todo el cuerpo, asegurando que el centro del campo de visión de la resonancia magnética coincida con el centro del cuerpo.

En Adquisición de PET, seleccione Rango de escaneo en Adquisición anterior para usar la posición de vista de explorador y haga clic en Preparar para mover la cama del animal de MR a PET. Seleccione Aceptar para iniciar la exploración PET. Registre la dosis de inyección y el tiempo medido antes y después de la administración de 18F-FDG en el Editor de radiofármacos e introduzca el peso del ratón en el menú Información del sujeto.

Una vez completada la TEP, seleccione Prepararse para pasar a la rmografía por rmn y completar todas las adquisiciones por resonancia magnética en la ventana de la lista de estudios. Seleccione Aceptar para iniciar los análisis de RM. Una vez que se haya completado todo el flujo de trabajo, evalúe brevemente la calidad de las imágenes de RM adquiridas en el software de posprocesamiento y haga clic en Inicio para mover la cama del mouse de la RM a la posición original.

Cuando se hayan creado imágenes de todos los ratones, para reconstruir los datos en el menú Escaneo sin procesar, seleccione Adquisición de PET para cargar el escaneo PET completado y seleccione Adquisición de RM ponderada en T1 para permitir que se cree un mapa de materiales. Luego use el algoritmo Tera-Tomo 3D para reconstruir los datos como se demostró. La eliminación de iBAT antes del tratamiento en frío altera la actividad del iWAT, como lo indica el notable aumento en la absorción de 18F-FDG observada en iWAT por imágenes micro-PET / MR.

Además, los adipocitos multiloculares, que se observan característicamente en el tejido adiposo beige, son más pronunciados en iWAT de ratones después de la eliminación de iBAT en comparación con la morfología de adipocitos observada en iWAT de animales operados simuladamente. Los ratones tratados en frío y operados simuladamente demuestran una absorción marcadamente elevada de 18F-FDG en iBAT. Los ratones con su iBAT eliminado antes del tratamiento en frío muestran la mayor absorción de 18F-FDG en el iWAT.

De hecho, la exposición al frío causa un aumento de siete veces en la absorción de 18F-FDG en el iBAT de ratones operados simuladamente, mientras que la eliminación de iBAT en los ratones inducidos por el frío resulta en un aumento de ocho veces en la absorción de 18F-FDG en comparación con los ratones termo-neutros en los que solo se observa un modesto aumento de dos veces. Al intentar este procedimiento, colocar a cada ratón en una misma posición para cada adquisición de PET / MRI es importante para mejorar la visualización y cuantificación de los adipocitos marrones y beige en diferentes regiones. Utilizando este método y junto con otros métodos de resonancia magnética, como la difusión con imágenes o termometría, pueden comenzar más conocimientos sobre la distribución espacial y la prevalencia de los adipocitos marrón y beige en ratones, que potencialmente se pueden traducir a humanos.

Este método permite a los investigadores estudiar la función de estos adipocitos termogénicos de color marrón y beige. Por lo tanto, son especialmente poderosos cuando se estudian las vías termogénicas no clínicas en las que esos marcadores clásicos no se alteran ni se regulan al alza.