Qui, presentiamo un protocollo sperimentale di imaging per la quantificazione della funzione cardiaca e della morfologia utilizzando la tomografia ad emissione di positroni ad alta risoluzione / tomografia computerizzata per piccoli animali. Vengono considerati sia i topi che i ratti, discutendo i diversi requisiti degli agenti di contrasto della tomografia computerizzata per le due specie.
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Articolo metodologico
Tomografia cardiaca ad emissione di positroni ad alta risoluzione/tomografia computerizzata per piccoli animali
In questo articolo
Sommario
Abstract
La tomografia ad emissione di positroni (PET) e la tomografia computerizzata (TC) sono tra le tecniche di diagnostica per immagini più utilizzate ed entrambe servono a comprendere la funzione cardiaca e il metabolismo. Nella ricerca preclinica vengono impiegati scanner dedicati con elevata sensibilità e alta risoluzione spazio-temporale, progettati per far fronte ai severi requisiti tecnologici posti dalle piccole dimensioni del cuore e dalle frequenze cardiache molto elevate di topi e ratti. In questo articolo, viene descritto un protocollo di imaging PET/CT cardiaco bimodale per modelli sperimentali di malattie cardiache su topi e/o ratti, dalla preparazione degli animali e dall'acquisizione e ricostruzione delle immagini all'elaborazione e visualizzazione delle immagini.
In particolare, la scansione18 fluorodesossiglucosio marcata F ([18F]FDG)-PET consente la misurazione e la visualizzazione del metabolismo del glucosio nei diversi segmenti del ventricolo sinistro (LV). Le mappe polari sono strumenti utili per visualizzare queste informazioni. La parte TC consiste in una ricostruzione 3D risolta nel tempo dell'intero cuore (4D-CT) utilizzando il gating retrospettivo senza elettrocardiografia (ECG), consentendo la valutazione morfofunzionale del ventricolo sinistro e la successiva quantificazione dei più importanti parametri della funzione cardiaca, quali la frazione di eiezione (EF) e il volume dell'ictus (SV). Utilizzando uno scanner PET/CT integrato, questo protocollo può essere eseguito all'interno della stessa induzione anestesiologica senza la necessità di riposizionare l'animale tra diversi scanner. Quindi, la PET / CT può essere vista come uno strumento completo per la valutazione morfofunzionale e metabolica del cuore in diversi piccoli modelli animali di malattie cardiache.
Introduzione
I piccoli modelli animali sono estremamente importanti per il progresso della comprensione delle malattie cardiovascolari 1,2. Gli strumenti di diagnostica per immagini non invasivi hanno rivoluzionato il modo in cui guardiamo alla funzione cardiaca negli ultimi decenni, sia in ambito clinico che preclinico. Per quanto riguarda i piccoli modelli animali di malattie cardiache, sono stati sviluppati strumenti di imaging specifici con risoluzione spaziotemporale molto elevata. Pertanto, tali strumenti possono soddisfare la necessità di una quantificazione accurata dei parametri miocardici metabolici e cinetici ri....
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Protocollo
Gli esperimenti sugli animali sono stati eseguiti in conformità con le raccomandazioni contenute nella Guida per la cura e l'uso degli animali da laboratorio delle Linee guida internazionali sulla manipolazione degli animali da laboratorio, richieste dalla Direttiva Europea (Direttiva 86/609/CEE del 1986 e Direttiva 2010/63/UE) e dalle leggi italiane (D.Lgs. 26/2014).
1. Impostazione dei protocolli di imaging PET/CT e del flusso di lavoro
NOTA: Il protocollo qui presentato è specificamente progettato per l'imaging cardiaco di modelli murini. Lavorare con i ratti potrebbe implicare alcune modifiche ....
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Risultati
In questa sezione, i risultati tipici sono mostrati sia per l'analisi PET che TC seguendo le procedure descritte finora. La Figura 6 mostra i risultati della segmentazione automatica della cavità miocardica e LV della scansione PET [18F]FDG di un topo CD-1 di controllo (sano). Anche se il ventricolo destro non è sempre visibile nelle immagini ricostruite, gli assi di orientamento basati sull'intestazione DICOM possono essere utilizzati per discriminare correttamente il setto inter.......
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Discussione
Il protocollo presentato in questo articolo si concentra su una tipica procedura sperimentale per la ricerca cardiovascolare traslazionale su piccoli modelli animali di danno cardiaco utilizzando l'imaging PET / TC ad alta risoluzione. I risultati presentati sono indicativi dell'alto valore quantitativo e qualitativo delle immagini PET e Cine-CT, fornendo informazioni sia funzionali che strutturali di tutto il cuore per quanto riguarda il suo metabolismo del glucosio, la forma e la dinamica della sua contrazione. Inoltre.......
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Dichiarazioni
Daniele Panetta ha ricevuto sovvenzioni per la ricerca e sviluppo di strumentazione micro-CT da Inviscan Sas.
Ringraziamenti
Questa ricerca è stata supportata in parte dal Progetto JPI-HDHL-INTIMIC "GUTMOM": Maternal obesity and cognitive dysfunction in the offspring: Causa-effect role of the GUT MicrobiOMe and early dietary prevention (progetto n. INTIMIC-085, Decreto del Ministero dell'Istruzione, dell'Università e della Ricerca n. 946/2019).
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Materiali
| Nome | Azienda | Numero di catalogo | Commenti |
|---|---|---|---|
| Soluzione salina sterile allo 0,9% | Fresenius Kabi | 0,9% cloruro di sodio per preparazioni iniettabili | |
| 1025L Strumenti | per piccoli animali | Sistema di monitoraggio fisiologico per l'imaging di piccoli animali | |
| Siringhe da 5 mL Siringhe | Artsana | con ago per iniezione di tracciante PET | |
| Atomlab 500 | Else Calibratore di dose PET nucleare | ||
| Software per atrium | Inviscan | versione 1.5.5 | Software operativo PET/CT |
| Cateteri a farfalla Delta | Med | 27.5 G ago | |
| Software Carimas | Turku PET Center | versione 2.10 | Software di analisi delle immagini |
| Fenestra VC | Medilumine Emulsione | lipidica Mezzo di contrasto iodato per piccoli animali | |
| Lampada | termicaLampada termica con pinza e interruttore | ||
| Siringhe per insulina | Artsana | Siringhe con ago per iniezione di CT CA | |
| Iomeron 400 mgI/mL | Bracco | Iomeprol, mezzo di contrasto vascolare | |
| IRIS PET/CT | Scanner PET/CT | Inviscan | |
| Isoflurano | Zoetis | Anestetico per inalazione, glucometro | |
| OneTouch da 250 mlJohnson& Johnson Medical | Kit glucometro | ||
| Osirix MD | Pixmeo | Versione 11 | Software di analisi delle immagini |
| Ossigeno | Aria liquida | Gas compresso | |
| Sonda rettale per strumenti per piccoli | Sonda rettale con cavo per sistemi SAII 1025L | ||
| Sensore respiratorio per strumenti | per piccoli animali 1025LCuscino respiratorio con tubi per sistemi SAII 1025L | ||
| Pompa a siringa TJ-3A | Pompa a siringa motorizzata | più lunga |
Riferimenti
- Zaragoza, C. Animal models of cardiovascular diseases. Journal of Biomedicine and Biotechnology. 2011, 497841(2011).
- Russell, J. C., Proctor, S. D. Small animal models of cardiovascular disease: ....
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Ristampe e permessi
