In vivo Near Infrared fluorescenza (NIRF) intravascolare Imaging Molecolare della placca infiammatoria, un approccio multimodale per Imaging di aterosclerosi

In questa procedura, un nuovo catetere a fluorescenza nel vicino infrarosso o catetere NIRF viene utilizzato per visualizzare la biologia vascolare intraarteriosa bidimensionale e monitorare i processi biologici tra cui aterosclerosi, infiammazione e angiogenesi. In primo luogo, un modello sperimentale di aterosclerosi nell'aorta e nell'iliaca di un coniglio bianco neozelandese viene generato al momento appropriato. Un nanosensore NIRF Activat viene iniettato per etichettare una placca infiammata.

24 ore dopo, un'angiografia arteriosa coregistrata, un'ecografia intravascolare e una fluorescenza intravascolare nel vicino infrarosso in vivo ed ex vivo. Sono richieste immagini di coniglio, un rom. L'aorta e le arterie iliache vengono quindi sezionate per eseguire l'imaging a riflettanza di fluorescenza ex vivo, l'analisi immunoistochimica della placca infiammata.

I risultati finali mostrano segnali quantificabili correlati a una placca aterosclerotica infiammatoria. Questo metodo può aiutare a rispondere a domande chiave nel campo dell'imaging molecolare, come il rilevamento in vivo di infiammazione e placche, i marcatori chiave di placche vulnerabili o i precursori dell'infarto miocardico acuto. Le implicazioni di questa tecnica si estendono alla terapia dell'aterosclerosi perché può consentire il rilevamento in tempo reale in vivo dell'infiammazione, che può tradursi in terapie specifiche per il bersaglio e per il paziente che riducono l'infiammazione nell'area umana.

L'aterosclerosi coronarica umana è la chiave per prevenire il temuto infarto miocardico acuto. Sebbene questo metodo possa fornire informazioni sull'aterosclerosi coronarica, può essere applicato anche ad altri sistemi, tra cui la malattia vascolare periferica, ad esempio, per caratterizzare le lesioni nell'aorta carotidea, nelle arterie iliache o femorali, i colpevoli della malattia vascolare periferica. Dopo la denudazione post palloncino e l'istituzione del modello di aterosclerosi, gli animali vengono mantenuti con una dieta con colesterolo all'1% per quattro settimane e alla quinta settimana gli animali passano a una dieta con colesterolo allo 0,3%.

Otto settimane dopo l'infortunio al palloncino e 24 ore prima dell'imaging, il coniglio viene iniettato per via endovenosa attraverso una vena auricolare al fine di marcare le placche infiammate proli attive utilizzando il nanosensore iniettabile pro sense 750 VM 110 una volta trascorse 24 ore. Gli animali vengono preparati per l'intervento chirurgico radendo l'area chirurgica e quindi disinfettando accuratamente con iodio povidone al 10%, gli animali vengono quindi anestetizzati e l'asse arterioso viene ottenuto dall'arteria carotide comune destra. Per poter facilmente visualizzare il tessuto, viene somministrata eparina intraarteriosa e si ottiene un'angiografia di base.

Un catetere IVUS viene caricato su un filo guida clinico dell'arteria coronaria da 0,014 pollici e inserito nella guaina utilizzando una guida fluoroscopica. La punta del cavo del pacchetto radio è posizionata distalmente nell'arteria iliaca destra. Viene avviato un pullback di 100 millimetri che attraversa la biforcazione iliaca dell'AOR fino alle arterie renali e vengono registrate le immagini.

Si ottiene la ricostruzione longitudinale del vaso e si identifica la placca luminale. Un pullback di 100 millimetri viene quindi utilizzato per coprire l'intera lunghezza dell'aorta. Le ricostruzioni longitudinali sono generate dalla serie per immagini assiali bidimensionali utilizzando il software di programmazione MATLAB.

Il catetere NIRF viene caricato sul filo. Il catetere viene inserito con cura nella guaina e la testina di imaging viene posizionata distalmente nell'arteria iliaca sinistra durante l'esecuzione di più ritiri automatici del catetere NIRF. Si notano i segnali fluorescenti all'interno delle zone di aterosclerosi.

Queste immagini vengono registrate e ulteriormente elaborate utilizzando il software MATLAB, il ridimensionamento e il windowing appropriati in base alla gamma di segnale raggiunta. L'animale viene quindi soppresso e il tessuto aortoiliaco viene isolato ex-vivo. L'aorta aterosclerotica e le arterie iliache vengono identificate e sezionate libere dai tessuti circostanti.

Inoltre, si ottengono anche piccoli pezzi di fegato, rene, milza e cuore di due volte due centimetri. Una volta isolato, l'albero arterioso viene perfuso con soluzione fisiologica normale fino a quando lo speleologo della vena inferiore non è privo di sangue. Una volta completato Exvivo NIRF, il tessuto iliaco AOR sezionato viene posizionato in 10-20 centimetri cubi di soluzione fisiologica normale e trasportato per l'imaging in riflettanza di fluorescenza o l'analisi FRI.

L'aorta e i vasi iliaci sono allungati per approssimare lunghezze in tempo reale e le immagini sono ottenute a più lunghezze d'onda utilizzando un sistema di imaging in riflettanza di fluorescenza disponibile in commercio dotato di filtri multicanale, una serie di tempi di esposizione vengono utilizzati per ogni lunghezza d'onda e acquisiti. Le immagini vengono esportate come file DICOM per ulteriori analisi come controlli positivi e negativi. Organi specifici come fegato, milza, reni e cuore vengono riprodotti con canali e tempi di esposizione simili.

Eventuali aree di aumento del segnale fluorescente nel canale del vicino infrarosso sono note nelle arterie aterosclerotiche. L'aumento del segnale è correlato alle aree di aumento della placca, al segnale della catepsina B e ai macrofagi della placca, marcatori di infiammazione che demarcano le placche vulnerabili ad alto rischio. Vengono identificate le aree di tessuto normale non danneggiato, come l'arteria iliaca sinistra e le aree di placca, piccoli anelli di tessuto da cinque a 10 millimetri vengono incorporati nella temperatura di taglio ottimale o nel terreno OCT fino a quando non sono necessari.

Per il sezionamento, i blocchi vengono conservati a meno 80 gradi Celsius utilizzando tecniche standard per il sezionamento e l'analisi immunoistochimica. Vengono eseguite la colorazione con ematina ed eosina e la colorazione con RAM 11. I file DICOM vengono utilizzati per elaborare i dati di imaging da NIRF e FRI, che vengono acquisiti nel vicino infrarosso.

Il canale a 750 nanometri e i pullback vengono elaborati utilizzando rispettivamente il software MATLAB e OIC. Si ottiene una finestra corretta per visualizzare l'intera gamma di intensità del segnale. Le immagini finali vengono esportate come file TIFF.

I file vengono importati nell'analisi standard delle immagini. Il software e le immagini sono allineati in base a punti di riferimento come le vertebre, la biforcazione iliaca e l'arteria renale. Sull'angiogramma vengono identificate le aree del vaso normale e la placca.

Le regioni di interesse o ROI vengono tracciate manualmente per il tessuto normale e le aree di placca per guidare il tracciamento appropriato. Viene utilizzata l'immagine IVUS longitudinale del vaso e l'identificazione del vaso normale e della placca sono facilmente identificabili. Le intensità medie del segnale vengono acquisite utilizzando MATLAB e oix rispettivamente per le immagini FRI e NIRF.

Infine, per le zone di placca vengono calcolati rapporti di fondo o TBR mirati. Per calcolare il TBR, il segnale ROI medio dell'area della placca viene diviso per il segnale ROI del rumore di fondo. Al completamento del protocollo di cui sopra, possiamo identificare e caratterizzare aree di aumento dell'attività della kassin o della proteasi della molecola infiammatoria in una placca infiammatoria all'interno dell'aorta e dell'iniezione dei vasi iliaci di un nanosensore attivato.

Il pro sense VM 110 ci permette di identificare la placca attiva proteolitica. Questi appaiono come zone luminose o intense del segnale quando vengono ripresi utilizzando FRI nel canale del vicino infrarosso. I pullback NIRF sono correlati con l'aumento dell'intensità del segnale da parte di FRI e allineamenti con IVUS, che consentono la registrazione anatomica dei segnali NIRF calcolati tbrs di placca ottenuti da FRI e NIRF con un'analisi immunoistochimica simile della placca luminosa che conferma l'intensa presenza di attività RAM 11 nelle aree di placca Una volta padroneggiata, questa tecnica può essere eseguita in circa due o quattro ore se eseguita correttamente.

Durante il tentativo di questa procedura, è importante ricordare di prestare attenzione alla coerenza dei dati di finestra e di imaging e al corretto allineamento con l'angiografia. L'ecografia intravascolare e l'FRI sono fondamentali per la corretta interpretazione dei dati dopo il loro sviluppo. Questa tecnica ha aperto la strada ai ricercatori nel campo dell'imaging molecolare per esplorare l'aterosclerosi nei vasi coronarici umanizzati.

Dopo aver visto questo video, dovresti avere una buona comprensione di come utilizzare una strategia di imaging multimodale che utilizza questo nuovo catetere nervoso intravascolare in vivo per visualizzare e quantificare la placca infiammatoria nell'ateroma rapido infiammato attivo proteolitico. Non dimenticare che lavorare con strumenti chirurgici e fluidi corporei, come il sangue, può essere pericoloso e che durante l'esecuzione di questa procedura è necessario adottare sempre precauzioni come tecniche chirurgiche attente e materiali di sicurezza personale come guanti e maschere.