Le positionnement et la retenue d’une patte de Rat pour l’imagerie ciblée haute résolution des os à l’aide de la micro-architecture In Vivo Micro-computed Tomography
22 novembre 2017
Cet article indique au utilisateurs de scanners de micro-la tomodensitométrie (µCT) in vivo comment anesthésier, correctement positionner et immobiliser le membre postérieur d’un rat pour mouvement minimal au cours de l’imagerie à haute résolution du tibia. Il en résulte des images de haute qualité qui peuvent être traitées afin de quantifier précisément la microarchitecture osseuse.
L’objectif global de cette procédure est de positionner et de retenir correctement un membre postérieur de rat pour l’acquisition d’images focalisées à haute résolution de la micro-architecture osseuse du tibia proximal et du fémur distal à l’aide de la micro-tomographie in vivo. Cette méthode peut aider à répondre à des questions clés sur l’acquisition d’images In Vivo par micro CT et fournit des conseils pour le bon positionnement et la contention du membre postérieur. Le principal avantage de cette procédure est qu’il est possible d’acquérir des images très cohérentes et de les utiliser pour quantifier les changements de microarchitecture osseuse qui se produisent lors d’études longitudinales.
Placez le rat en position couchée sur un lit de scanner en fibre de carbone. Après avoir confirmé le niveau approprié de sédation par absence de réponse au pincement des orteils, appliquez une lubrification ophtalmique sur les yeux de l’animal. Retenez le pied dans un tube de mousse malléable avec les orteils dépassant d’une extrémité, et appliquez de la cire dentaire pour maintenir le pied fermement dans la mousse, en veillant à ce que la mousse ne s’étende pas sur la région d’intérêt.
Fermez hermétiquement le tube avec du ruban adhésif et insérez la mousse dans le tube. Vérifiez que la mousse et le tube sont bien ajustés et glissez le tube dans le lit du scanner à rayons X. Étendez le membre postérieur jusqu’à ce que la jambe soit tendue.
Confirmer un manque de surextension en palpant la position de l’articulation du genou et en tirant le membre postérieur opposé et la queue vers le torse. En étendant le membre postérieur loin du torse jusqu’à ce que la jambe soit tendue, assurez-vous que la radiographie traversera toutes les régions de l’os de la même manière que possible. Ensuite, épongez le côté adhésif de plusieurs morceaux de ruban de masquage et utilisez le ruban modifié pour fixer le membre postérieur et la queue non étendus, afin qu’ils restent hors du champ de vision du balayage.
Ensuite, fixez les hanches, les épaules, la tête et le cône nasal au lit de numérisation. Enveloppez l’animal dans un film vétérinaire pour limiter les pertes de chaleur et imagez l’animal par micro tomographie en utilisant les paramètres expérimentaux appropriés selon les protocoles standards. Lorsque toutes les images ont été acquises, laissez l’animal se rétablir dans une cage individuelle partiellement chauffée avec surveillance jusqu’à sa décubitus complète.
Le bon positionnement de la patte postérieure du rat implique que la jambe soit complètement étendue et que tout le pied et la cheville soient retenus dans de la mousse, ce qui permet d’obtenir une image acquise de qualité suffisante pour l’analyse de la micro-architecture trabéculaire et corticale. Un placement et une contention insuffisants du membre postérieur peuvent entraîner des images avec des artefacts de mouvement, tandis qu’une queue qui n’est pas complètement retirée du champ de vision de balayage interférera avec l’atténuation des rayons X par les échantillons numérisés et modifiera les mesures de densité minérale de la moelle osseuse et des tissus. Une fois maîtrisée, cette procédure peut être correctement effectuée en 5 à 10 minutes.
Lors de l’exécution de cette procédure, il est important de toujours être conscient de la fréquence respiratoire, du niveau de sédation et de la quantité d’exposition aux radiations du rat. Cette procédure peut être modifiée et utilisée pour évaluer d’autres sites squelettiques, tels que le fémur distal et les vertèbres de bois. De plus, cette procédure peut être modifiée et utilisée pour d’autres espèces de rongeurs comme les souris.
Après avoir regardé cette vidéo, vous devriez avoir une bonne compréhension de la façon de positionner et de retenir correctement le membre postérieur du rat, pour la mise au point et l’imagerie haute résolution cohérente de la micro-architecture osseuse du tibia proximal.
Aperçu
Cet article fournit un protocole détaillé pour anesthésier, positionner et immobiliser le membre postérieur d'un rat en vue d'une imagerie de haute résolution de la micro-architecture osseuse à l'aide de la micro-tomodensitométrie in vivo (µCT). Une exécution correcte de cette méthode garantit des images de haute qualité, adaptées à la quantification des modifications de la structure osseuse.
Composantes clés de l'étude
Domaine scientifique
- Neurosciences
- Imagerie osseuse
- Micro-tomographie computed
Contexte
- Les techniques d'imagerie in vivo sont essentielles pour l'étude de la micro-architecture osseuse.
- Un positionnement précis et une contention adéquate du sujet sont essentiels pour obtenir des images de haute qualité.
- Cette méthode peut être adaptée à différents sites squelettiques et espèces de rongeurs.
- Les artefacts liés au mouvement peuvent fortement affecter la qualité des images et la précision des données.
Objectif de l'étude
- Fournir un protocole normalisé pour l'imagerie de la micro-architecture osseuse du rat.
- Minimiser les mouvements pendant l’imagerie afin d’obtenir une meilleure qualité de données.
- Faciliter les études longitudinales sur les modifications osseuses.
Méthodes utilisées
- Placer le rat en position supine sur la table du scanner.
- Utiliser une lubrification ophtalmique et des tubes en mousse pour immobiliser les pattes.
- Fixer les membres postérieurs et la queue afin d'éviter toute interférence pendant l'imagerie.
- Surveiller l'état de l'animal tout au long de la procédure.
Résultats principaux
- Des images de haute qualité du tibia proximal et du fémur distal ont été obtenues.
- Des résultats d'imagerie cohérents ont été obtenus grâce à un positionnement adéquat du membre.
- La réduction des artefacts liés aux mouvements a permis une quantification améliorée de la micro-architecture osseuse.
- La procédure peut être réalisée efficacement en 5 à 10 minutes.
Conclusions
- Le positionnement correct des membres est essentiel pour obtenir des résultats satisfaisants en imagerie.
- Ce protocole peut être adapté à divers sites squelettiques et espèces de rongeurs.
- Il est fondamental de prêter attention au bien-être animal pendant le déroulement de la procédure.
Questions fréquemment posées
Pertinence sectorielle pour les cadres
Dans la recherche préclinique sur l'os, un imagerie in vivo cohérente est essentielle pour l'évaluation longitudinale des interventions thérapeutiques sur l'intégrité squelettique. Un positionnement et un maintien adéquats du membre postérieur du rat garantissent une qualité d'image reproductible en micro-TDM, réduisant ainsi la variabilité des mesures de l'os trabéculaire et cortical au fil du temps. Cette rigueur méthodologique permet une quantification fiable des modifications de la micro-architecture osseuse, influant directement sur les décisions d'aller ou de ne pas aller de l'avant lors de l'évaluation précoce de candidats ostéoanaboliques ou anti-résorptifs.
Applications stratégiques en recherche et développement en biopharmaceutique
Début de la découverte et validation de la cible
- Valeur scientifique : Permet l'analyse des phénotypes squelettiques en fournissant des données reproductibles de base et longitudinales sur la micro-architecture osseuse pour les études de validation ciblée.
- Valeur opérationnelle : Réduit la variabilité interindividuelle grâce à l'imagerie répétée du même animal, diminuant ainsi la taille des cohortes nécessaire pour obtenir une puissance statistique dans les études précliniques d'efficacité.
Développement de tests et criblage
- Valeur scientifique : Génère des résultats quantitatifs à haute résolution (par exemple, épaisseur trabéculaire, fraction de volume osseux) adaptés à la standardisation des dosages dans les cascades de criblage axées sur l'os.
- Valeur opérationnelle : Met en place un protocole reproductible de préparation des échantillons qui minimise les artefacts de mouvement, améliorant ainsi la robustesse et le débit des criblages phénotypiques basés sur l'imagerie.
Recherche translationnelle et préclinique
- Valeur scientifique : Permet la modélisation de systèmes pertinents pour les maladies en assurant un suivi précis des modifications structurales osseuses en réponse à des manipulations pharmacologiques ou génétiques au fil du temps.
- Valeur opérationnelle : Facilite la continuité translationnelle en fournissant des biomarqueurs dérivés de l'imagerie qui relient les découvertes fondamentales aux évaluations précliniques de sécurité et d'efficacité.
Intégration des pipelines et des flux de travail
Ce protocole de positionnement des membres postérieurs s'intègre au flux de travail de découverte en assurant des lectures d'imagerie fiables qui informent la validation des cibles, l'optimisation des candidats médicaments et les décisions de progression préclinique dans le développement de thérapeutiques ciblant l'os.
- Découverte biologique : Soutient la vérification d'hypothèses en permettant une visualisation cohérente des modifications de l'architecture microscopique osseuse après modulation de la cible.
- Écrantage : Fournit des images quantitatives prêtes à l'analyse, permettant la comparaison des effets de composés sur les paramètres squelettiques.
- Analyse : Offre des mesures standardisées et reproductibles (par exemple, densité minérale osseuse, nombre trabéculaire) essentielles pour l'analyse statistique et la comparabilité entre études.
- Recherche translationnelle : Permet une surveillance longitudinale des réponses squelettiques, appuyant des décisions d'avancement ajustées au risque à partir de données mécanistiques et phénotypiques.
- Réutilisation institutionnelle : Représente une méthode normalisée et adaptable de préparation à l'imagerie, applicable à différentes espèces de rongeurs et sites squelettiques, favorisant la réutilisation de la plateforme dans les programmes de recherche osseuse.
Impact opérationnel et organisationnel
- Valeur scientifique : Accroît la confiance prédictive dans l'évaluation des phénotypes squelettiques en minimisant la variabilité technique et les artefacts de mouvement dans les études d'imagerie longitudinales.
- Valeur opérationnelle : Améliore la reproductibilité et l'évolutivité grâce à une procédure de contention rapide (5 à 10 minutes) et bien définie, qui réduit l'utilisation animale et les taux de répétition des acquisitions d'imagerie.
- Valeur stratégique : Améliore la prise de décision « aller/ne pas aller » en fournissant des données fiables sur la micro-architecture osseuse, réduisant ainsi les risques liés à la progression de candidats affectant l'homéostasie osseuse.
- Impact sur le portefeuille : Permet une priorisation fondée sur les risques des composés modulant l'os grâce à des critères d'évaluation d'imagerie cohérents et quantifiables, soutenant un classement objectif de l'efficacité.
Considérations relatives à la mise en œuvre
- Nécessite une expertise en anesthésie et surveillance des rongeurs afin d'assurer une sédation adéquate sans compromettre les paramètres physiologiques.
- Dépend de l'accès à des systèmes de micro-TDM in vivo et à des plateaux de scanner en fibre de carbone compatibles pour une acquisition d'image optimale.
- Exige une standardisation entre les équipes pour la préparation des tubes en mousse, l'application de cire dentaire et les techniques d'extension des membres afin d'assurer une cohérence entre opérateurs.
- Doit tenir compte de la variabilité interindividuelle du métabolisme de l'isoflurane lors de l'ajustement des niveaux de sédation selon les souches et les tailles corporelles.
- Limité aux sites squelettiques externes accessibles par extension des membres postérieurs ; non adapté à l'imagerie axiale ou crânienne sans adaptation du protocole.
