Name: Analyse de 18FDG TEP/CT d’imagerie comme un outil pour étudier Mycobacterium tuberculosis Infection et traitement chez les Primates Non humains (Vidéo) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-09-05T15:00:00.000+00:00
Duration: 10 min 4 s
Description: Découvrez l'analyse d'imagerie TEP/CT au 18F-FDG pour étudier l'infection à Mycobacterium tuberculosis chez les primates non humains. Cette méthode permet de suivre en temps réel la progression de la maladie et l'efficacité des traitements.

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Les auteurs tiennent à remercier Mark Rodgers décrivant les procédures de l’infection et L. Eoin Carney et Brian Lopresti d’orientation dans l’établissement de ces procédures d’imagerie. Ce travail a été financé par la Fondation Bill et Melinda Gates (J.L.F., P.L.L.), National Institutes of Health, National Institutes of Allergy et infectieuses Maladies R01 AI111871 (P.L.L.), National Heart Lung et sang Institut R01 HL106804 (J . L.F.), R01 HL110811.

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Les auteurs n’ont rien à divulguer.

Les données acquises de la TEP/CT peuvent servir de mesures de substitution pour de nombreux aspects de l’infection à M. tuberculosis qui seraient non observables sans une telle technologie. TEP/CT est beaucoup plus sensible que la technologie des rayons x, qui est souvent utilisée dans les études de macaques. TEP/CT fournit des informations structurelles, spatiales et fonctionnelles. Les analyses décrites ci-dessus ont de nombreuses applications pratiques telles que le suivi de progression de la maladie, évalua...

Mycobacterium tuberculosis sévit dans les humains depuis des millénaires et provoque une mortalité plus que tout autre agent infectieux unique dans le monde aujourd'hui. En 2015, il y a 10,5 millions nouveaux cas de tuberculose dans le monde1 avec la majorité des dossiers en provenance de l’Inde, Indonésie, Chine, Nigéria, Pakistan et Afrique du Sud. Estimations placer le bilan mondial de la tuberculose à 1,4 millions de personnes au cours de cette même période. Cette valeur est plus faible que le taux de mortalité de près de 25 % il y a 100 ans. Bien que la drogue TB sensible est traitable, le schéma thérapeutique est long nécessitant des médicaments multiples et conformité est une préoccupation. L’émergence de souches pharmacorésistantes de (MDR) multi représente ~ 580 000 des nouveaux cas de tuberculose en 2015. Le taux de réussite du traitement de patients avec des souches de M. tuberculosis MDR est évalué à environ 50 % seulement. Encore plus alarmant est l’émergence d’intensivement résistant (XDR) souches de M. tuberculosis, qui résistent à presque tous les médicaments disponibles. Ainsi, les nouvelles techniques sont nécessaires dans le champ de recherche de TB qui améliorent la capacité à diagnostiquer la TB, accroître la compréhension immunologique de la maladie et permettre le dépistage des nouveaux traitements et des stratégies de prévention, y compris les antibiotiques schémas et études d’efficacité de vaccins.
M. tuberculosis est un bacille acido-alcoolo-résistants aérobie physiquement caractérisé par son très complexe paroi cellulaire externe et la cinétique de croissance lente. L’infection survient généralement par inhalation des bactéries individuelles contenues dans des gouttelettes en aérosol qui sont expulsés d’une personne symptomatique, infectée lors de toux, éternuements ou chant. Les personnes exposées qui développent une infection, seuls 5 à 10 % des personnes développent tuberculose clinique. Les 90 % restants ont un spectre plus ou des infections asymptomatiques qui varie entre une infection infraclinique et aucune maladie du tout, qui est classée cliniquement latente TB infection (ITL)2,3. De la population qui a cette infection asymptomatique, environ 10 % développeront une tuberculose active par la réactivation de l’infection contenue dans leur vie. Le risque de réactivation considérablement augmente si une personne ayant des contrats infection asymptomatique par le VIH ou subit un traitement avec un médicament immunosuppresseur, tels que les inhibiteurs TNF pour4,5,6. Tuberculose active se présente également comme un spectre, avec la plupart des gens ayant une tuberculose pulmonaire, qui touche les poumons et les ganglions thoraciques. Toutefois, M. tuberculosis peut infecter n’importe quel organe, afin que l’infection peut également présenter dans des sites extrapulmonaires de la participation.
Le cachet pathologique de M. tuberculosis infection est une structure sphérique organisée des cellules de l’hôte, appelé le Granulome. Macrophages, les lymphocytes T et les lymphocytes B sont des composants majeurs du Granulome, avec un nombre variable de neutrophiles7. Le centre du Granulome est souvent nécrotique. Ainsi, les granulomes fonctionnent comme un microenvironnement immunitaire pour tuer ou contiennent des bacilles, empêchant la propagation à d’autres parties des poumons. Toutefois, M. tuberculosis peut renverser l’assassinat par le Granulome et persistent au sein de ces structures pendant des décennies. Constante et régulière de surveillance pour le développement d’une tuberculose active après une nouvelle infection ou réactivation de l’ITL est impraticable, scientifiquement difficile et chronophage. Techniques qui étudient ces processus longitudinalement, dans les êtres humains et humain-comme des modèles animaux, sont extrêmement utiles à la communauté scientifique à mieux appréhender les nombreuses complexités de M. tuberculosis infection et la maladie.
TEP/CT est une technique d’imagerie extrêmement utile qui ait été employée pour étudier une vaste gamme d’États de la maladie chez les humains et les animaux modèles8. Animal de compagnie est une technique fonctionnelle qui utilise des composés radioactifs positrons comme journaliste. Ces radio-isotopes sont fonctionnalisés en général à un composé métabolique, tels que le glucose, ou à un groupe de ciblage qui vise à lier à un récepteur d’intérêt. Étant donné que les radiations émises par les isotopes du PET est assez puissante pour pénétrer les tissus, très faibles concentrations peuvent être utilisées qui permet d’étudier sous les niveaux de saturation en ciblant les récepteurs composés et à une concentration suffisamment faible pour avoir aucun effet sur le métabolisme les processus lorsque vous utilisez des agents tels que 2-désoxy - 2-(18F) Fluoro-D-glucose (FDG). CT est une technique d’imagerie à rayons x en trois dimensions qui utilise différents niveaux d’atténuation des rayons x pour identifier les caractéristiques physiques des organes dans le corps de9. Lorsqu’il est associé avec PET, CT est utilisé comme une carte pour déterminer des endroits spécifiques et des structures qui montrent l’absorption d’un radiotraceur PET. TEP/CT est un outil puissant pour l’imagerie in vivo des humains et des modèles animaux infectés par M. tuberculosis infection qui a conduit à beaucoup de renseignements importants sur la pathogenèse, réponse aux traitements médicamenteux, spectre de la maladie, etc.6 ,10,11,12. Cet ouvrage décrit les méthodes d’analyse semi-spécifiques TEP/CT pour étudier la TB dans les modèles de primate non humain longitudinalement à l’aide de paramètres tels que la taille du Granulome, capture de FDG dans les lésions individuelles, toute avidité FDG pulmonaire et les ganglions lymphatiques et détection d’extrapulmonaire la maladie6,10,11,12.
Ce manuscrit décrit les méthodes d’analyse chez les primates non humains (PSN), plus précisément les macaques cynomolgus, qui servent à évaluer longitudinalement progression de la maladie et le traitement de la toxicomanie suite à une infection avec M. tuberculosis d’imagerie . PSN est un précieux modèle animal car lorsqu’ils sont inoculés avec une faible dose de souche de M. tuberculosis Erdman, animaux présentent une variété de maladies à environ 50 % de développer une tuberculose active et les animaux restants ayant une infection asymptomatique (par exemple contrôle de l’infection, ITL), fournissant le modèle le plus proche pour le spectre de la maladie clinique chez l’homme3,13,14,15,16. Réactivation de l’ITL chez les macaques est déclenchée par les mêmes agents qui provoquent la réactivation chez l’homme, dont on peut citer virus d’immunodéficience (HIV, à l’aide de virus de l’immunodéficience simienne (SIV) que la version de macaque du VIH), l’appauvrissement de CD4 ou tumeur facteur de nécrose (TNF) neutralisation13,16. En outre, macaques présentent avec la pathologie qui est très similaire à celle observée chez l’homme, y compris les granulomes organisés qui se forment dans les poumons ou d’autres organes17. Ainsi, ce modèle a fourni des renseignements importants sur les interactions hôte-pathogène base de M. tuberculosis infection, ainsi que des connaissances précieuses sur les régimes médicamenteux et des vaccins pour la tuberculose14,18 , 19 , 20 , 21.
L’imagerie TEP/CT offre la possibilité de suivre l’apparition, la distribution et la progression des granulomes individuels. Ce travail a principalement utilisé le FDG comme sonde, qui, comme un analogue du glucose, incorpore dans les cellules de l’hôte métaboliquement actives, telles que les macrophages, les neutrophiles et les lymphocytes8, qui sont dans les granulomes. Ainsi, le FDG est un proxy pour inflammation de l’hôte. Les procédures d’analyse détaillées ci-après utilise OsiriX, un viewer DICOM largement utilisé disponible pour l’achat et l’utilisation. Les méthodes d’analyse image décrits suivre la forme, la taille et l’activité métabolique (via la captation FDG) des granulomes individuels au fil du temps et utilise l’imagerie comme une carte d’identification des lésions spécifiques à la nécropsie animale. En outre, une méthode distincte a été élaborée qui quantifie la sommation de l’absorption FDG dans le poumon au-dessus d’un seuil spécifique (SUV ≥ 2,3) et utilise cette valeur pour évaluer les différences entre le contrôle et les groupes expérimentaux dans les différentes études allant du vaccin essais de modèles de la co-infection. Ces données confirment que cette mesure globale de la capture FDG dans les poumons est en corrélation avec la charge bactérienne, fournissant ainsi des informations sur l’état de la maladie. Des analyses semblables sont possibles sur l’absorption FDG des ganglions thoraciques pour étudier la progression de la maladie aussi bien. Le protocole suivant décrit le processus expérimental d’infection animale grâce à l’analyse de l’image.

<table><tbody><tr><td>Kétamine</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 Génériques</td><td>07-892-6862</td><td>Patterson</td></tr><tr><td>Saline stérile</td><td>Hospira</td><td>07-800-9721</td><td>Patterson</td></tr><tr><td>7H11 gélose</td><td>BD</td><td>283810</td><td>BD Biosciences</td></tr><tr><td>Cathéter</td> <td>IVSurflash</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>Tube endotrachéal</td><td>Jorgensen Labs Inc</td><td>07-887-0284</td><td>Patterson</td></tr><tr><td>Larmes artificielles</td><td>Patterson Vet Generics</td><td>07-888-1663</td><td>Patterson</td></tr><tr><td>Isoflurane</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/D</td><td></td></tr><tr><td>Siemens Focus 220 microPET</td> Siemens <td>Molecular Imaging Systems</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>Inveon</td><td>Research Software 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 de 18fdg tep/ct d’imagerie comme un outil pour étudier mycobacterium tuberculosis infection et traitement chez les primates non humains

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

Mycobacterium tuberculosis demeure l’agent infectieux numéro un dans le monde aujourd'hui. Avec l’émergence de souches résistantes aux antibiotiques, les nouvelles méthodes cliniquement pertinentes sont nécessaires qui évaluent le processus de la maladie et l’écran pour des traitements antibiotiques et de vaccins potentiels. Tomographie par émission de positons/Computed Tomography (PET/CT) a été créé comme un outil précieux pour étudier un certain nombre d’affections comme le cancer, la maladie d’Alzheimer et l’inflammation/infection. Décrites ici sont un certain nombre de stratégies qui ont été utilisées pour évaluer les images de la TEP/CT chez les macaques cynomolgus infectés intrabronchially avec de faibles doses de M. tuberculosis. Par l’évaluation de la taille de la lésion sur CT et absorption de 18F-fluorodésoxyglucose (FDG) dans les lésions et les ganglions lymphatiques dans les images de PET, ces méthodes décrites montrent que l’imagerie TEP/CT peut prédire développement futur des actifs contre la maladie latente et la propension à la réactivation d’un état latent de l’infection. En outre, en analysant le niveau global de l’inflammation pulmonaire, ces méthodes déterminent antibiotiques efficacité des médicaments contre la tuberculose M. chez le modèle animal existant plus cliniquement pertinent. Méthodes d’analyse de ces images sont certains des outils plus puissants dans l’arsenal contre cette maladie car non seulement ils évaluer un certain nombre de caractéristiques de l’infection et traitement de la toxicomanie, mais ils sont aussi directement traduisibles dans un cadre clinique pour une utilisation chez l’homme études.

Identification et analyse des différentes lésions
Granulomes individuels peuvent être visualisées en nombre, taille, et la captation FDG qualitativement à comprendre la portée générale du processus de l’infection (Figure 1). À l’aide de ces images, comptage des granulomes au fil du temps est une mesure quantitative de la propagation des maladies. La figure 2 il...

Nous présentons ici un protocole visant à décrire l’analyse de l’imagerie F-FDG TEP/CT 18chez les primates non humains qui ont été infectés par M. tuberculosis pour étudier les processus de la maladie, traitement médicamenteux et la réactivation de la maladie.

Analyse de 18FDG TEP/CT d’imagerie comme un outil pour étudier Mycobacterium tuberculosis Infection et traitement chez les Primates Non humains

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

L’objectif global de cette tomographie par émission de positons, tomographie par ordinateur ou procédure d’analyse d’images TEP/TDM, est d’étudier le processus pathologique et les méthodes de traitement potentielles des infections à Mycobacterium tuberculosis chez les primates non humains. Cette méthode peut aider à répondre à des questions clés dans l’étude de la tuberculose, notamment la localisation de l’infection au fil du temps, la réactivation à partir de la latence et le résultat de régimes de traitement spécifiques. Le principal avantage de cette technique est que l’infection et le traitement de Mycobacterium tuberculosis peuvent être suivis en temps réel sans qu’il soit nécessaire de procéder à des nécropsies animales périodiques.Commencez par exporter les images TEP/TDM co-enregistrées vers le logiciel approprié et ouvrez les images de la base de données du logiciel dans l’orientation de l’axe. Cliquez sur la tomodensitométrie et changez le niveau de la fenêtre, la largeur de la fenêtre en TDM pulmonaire. Le tissu pulmonaire deviendra sombre et les caractéristiques anatomiques apparaîtront plus claires avec les voies respiratoires en noir et le système vasculaire en blanc

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JoVE Journal

Immunology and Infection

Immunologie et infection

Une méthode d'imagerie fonctionnelle du tissu adipeux brun de la souris (BAT) est décrit dans lequel froide stimulée par l'absorption de 18F-fluorodésoxyglucose (FDG) dans la MTD est non-invasive évaluée avec un protocole standardisé micro-PET/CT. Cette méthode est robuste et sensible pour détecter des différences dans les activités de BAT dans des modèles murins.

Imagerie fonctionnelle de la graisse brune chez les souris avec FDG micro-PET/CT

Cet article décrit l’imagerie multimodale des tissus cancéreux avec l’imagerie diagnostique TEP et TDM à l’aide d’un radiotraceur 18F-FDG. Les tissus cancéreux à haute activité glycolytique absorbent plus de 18F-FDG.

TEP/TDM à base de FDG : une méthode d’utilisation du radiotraceur pour l’imagerie non invasive du métabolisme tumoral

Cette vidéo montre une technique de détection de la tuberculose extrapulmonaire. Des nanosondes d’oxyde de fer superparamagnétiques (SPIO), conjuguées à des anticorps spécifiques de Mycobacterium, sont injectées dans une souris précédemment infectée par le BCG de Mycobacterium bovis, marquant le granulome et offrant un meilleur contraste d’imagerie pour sa détection.

Technique de détection de la tuberculose extrapulmonaire à l’aide de nanosondes superparamagnétiques

La méthode présentée ici utilise 18 F-fluorodésoxyglucose (18 F-FDG) par émission de positons / tomodensitométrie (TEP-TDM) et l'imagerie graisse eau séparée résonance magnétique (IRM), chaque numérisé suivante 2 exposition h à thermoneutre (24 ° C ) et froid (17 ° C) dans le but de cartographier le tissu adipeux brun (BAT) chez des sujets humains adultes.

Dépôts de tissus humains adipeux brun segmentés automatiquement par tomographie par émission de positons / informatisée et la résonance magnétique images enregistrées

Nous décrivons l’imagerie optique des souris infectées par Mycobacterium tuberculosis (M. tuberculosis) utilisant journaliste enzyme fluorescence (REF). Ce protocole facilite la détection sensible et spécifique de M. tuberculosis dans des modèles animaux précliniques pour recherche de vaccin, la thérapeutique et la pathogenèse.

Imagerie de Mycobacterium tuberculosis chez la souris avec la journaliste Enzyme Fluorescence

Dans ce protocole, nous décrivons comment utiliser [18F]-2-fluoro-2-deoxy-D-glucose tomographie par émission de positons et la tomodensitométrie (18F-FDG TEP/CT) d’imagerie pour mesurer la réponse métabolique de tumeur à la thérapie ciblée MLN0128 dans un  Kras/Lkb1 souris mutante modèle de cancer du poumon et couplée d’imagerie à haute résolution ex vivo autoradiographie et histologie quantitative.

Utilisant l’imagerie 18F-FDG TEP/CT et histologie Quantitative pour mesurer des changements dynamiques dans le métabolisme du Glucose dans des modèles murins de cancer du poumon

Cet article décrit la génération d'un modèle orthotopic de souris du mésothéliome pleural humain par l'implantation des cellules de mésothéliome de H2052/484 dans la cavité pleurale des souris athymiques immunocompromised. La surveillance longitudinale du développement des tumeurs intrapleural a été évaluée par la tomographie multimodal non-invasive[18F]-2-fluoro-2-deoxy-deoxy-D-glucose positron et la formation image de tomographie calculée.

Implantation et suivi par PET/CT d'un modèle orthotopic du mésothéliome pleural humain chez les souris athymiques

Cet article détaille la méthodologie de radiomarquage d’un anticorps monoclonal anti-CD19 spécifique à l’homme et comment l’utiliser pour quantifier les lymphocytes B dans le système nerveux central et les tissus périphériques d’un modèle murin de sclérose en plaques à l’aide d’approches d’imagerie TEP in vivo, de comptage gamma ex vivo et d’autoradiographie.

Imagerie des lymphocytes B CD19+ dans un modèle murin expérimental d’encéphalomyélite auto-immune à l’aide de la tomographie par émission de positons

Ce protocole décrit la procédure d’imagerie TEP in vivo sur des souris à l’aide de moules animaux conformes au corps (BCAM) dans le scanner PET/CT G8. Des détails techniques sur la préparation des souris, y compris l’implantation correcte de la tumeur, le positionnement optimal, l’acquisition d’images TEP/TDM assistée par BCAM et l’analyse des données, sont fournis.

Tomographie par émission de positons préclinique avec des moules animaux conformes au corps pour l’analyse automatisée d’images basée sur le cloud chez la souris

Ici, nous présentons un protocole pour l’imagerie intravitale d’un Mycobacterium tuberculosis atténué approuvé par BSL-2. Souche dans le poumon murin utilisant une fenêtre pulmonaire permanente. Cette approche permet une analyse longitudinale à résolution unicellulaire des interactions précoces hôte-pathogène, y compris la localisation bacillaire, la dynamique vasculaire et l’absorption des macrophages dans le même microenvironnement pulmonaire.

Imagerie intravitale de Mycobacterium tuberculosis auxotrophe atténué dans le poumon murin lors d’une infection intravasculaire précoce

Découvrez l'analyse d'imagerie TEP/CT au 18F-FDG pour étudier l'infection à Mycobacterium tuberculosis chez les primates non humains. Cette méthode permet de suivre en temps réel la progression de la maladie et l'efficacité des traitements.

Analyse de 18FDG TEP/CT d’imagerie comme un outil pour étudier Mycobacterium tuberculosis Infection et traitement chez les Primates Non humains (Vidéo) | JoVE Journal

Analyse de ¹⁸FDG TEP/CT d’imagerie comme un outil pour étudier Mycobacterium tuberculosis Infection et traitement chez les Primates Non humains

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