Name: In vivo 19 F MRI per il tracciamento cellulare (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2013-11-25T21:10:00.000+00:00
Duration: 10 min 5 s
Description: Scopri il tracciamento cellulare in vivo con MRI al 19F in modelli murini. Questo metodo consente di localizzare e quantificare le cellule marcate ex vivo senza segnale di fondo, applicabile in ambito clinico e preclinico.

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Vorremmo riconoscere Nadine Henn e Arend Heerschap per il loro prezioso aiuto. Questo lavoro è stato supportato dall&#39;Istituto olandese di Medicina Rigenerativa (Nirm, FES0908), il programma ENCITE FP7 EU (HEALTH-F5-2008-201842) e TargetBraIn (HEALTH-F2-2012-279017), una borsa di studio dalla Fondazione Volkswagen ( I/83 443), l&#39;Organizzazione olandese per la ricerca scientifica (VENI 700.10.409 e 917.76.363 Vidi), ERC (Advanced Grant 269.019), e Radboud University Nijmegen Medical Centre (AGIKO-2008-2-4).

<ol><li>Srinivas, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Imaging+of+cellular+therapies%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Drug+Deliv.+Rev%22%5BJournal%5D)">Imaging of cellular therapies.</a> Adv. Drug Deliv. Rev. 62, 1080-1093 (2010).</li>
<li>de Vries, I. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Magnetic+resonance+tracking+of+dendritic+cells+in+melanoma+patients+for+monitoring+of+cellular+therapy%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Biotechnol%22%5BJournal%5D)">Magnetic resonance tracking of dendritic cells in melanoma patients for monitoring of cellular therapy.</a> Nat. Biotechnol. 23, 1407-1413 (2005).</li>
<li>Srinivas, M., Heerschap, A., Ahrens, E. T., Figdor, C. G., de Vries, I. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((MRI+for+quantitative+in+vivo+cell+tracking%5BTitle%5D)+AND+%22Trends+Biotechnol%22%5BJournal%5D)">MRI for quantitative in vivo cell tracking.</a> Trends Biotechnol. 28, 363-370 (2010).</li>
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<li>Stoll, G., Basse-Lusebrink, T., Weise, G., Jakob, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Visualization+of+inflammation+using+19F-magnetic+resonance+imaging+and+perfluorocarbons%5BTitle%5D)+AND+%22Wires+Nanomed.+Nanobiol%22%5BJournal%5D)">Visualization of inflammation using 19F-magnetic resonance imaging and perfluorocarbons.</a> Wires Nanomed. Nanobiol. 4, 438-447 (2012).</li>
<li>Srinivas, M., Boehm-Sturm, P., Figdor, C. G., de Vries, I. J., Hoehn, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Labeling+cells+for+in+vivo+tracking+using+%2819%29F%5BTitle%5D)+AND+%22MRI.+Biomaterials%22%5BJournal%5D)">Labeling cells for in vivo tracking using (19)F.</a> MRI. Biomaterials. 33, 8830-8840 (2012).</li>
<li>Ahrens, E. T., Flores, R., Xu, H., Morel, P. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+vivo+imaging+platform+for+tracking+immunotherapeutic+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Biotechnol%22%5BJournal%5D)">In vivo imaging platform for tracking immunotherapeutic cells.</a> Nat. Biotechnol. 23, 983-987 (2005).</li>
<li>Srinivas, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Customizable%2C+multi-functional+fluorocarbon+nanoparticles+for+quantitative+in+vivo+imaging+using+19F+MRI+and+optical+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">Customizable, multi-functional fluorocarbon nanoparticles for quantitative in vivo imaging using 19F MRI and optical imaging.</a> Biomaterials. 31, 7070-7077 (2010).</li>
<li>Boehm-Sturm, P., Mengler, L., Wecker, S., Hoehn, M., Kallur, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+vivo+tracking+of+human+neural+stem+cells+with+19F+magnetic+resonance+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+One%22%5BJournal%5D)">In vivo tracking of human neural stem cells with 19F magnetic resonance imaging.</a> PLoS One. 6, e29040(2011).</li>
<li>Srinivas, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+vivo+cytometry+of+antigen-specific+t+cells+using+%2819%29F%5BTitle%5D)+AND+%22MRI.+Magn.+Reson.+Med%22%5BJournal%5D)">In vivo cytometry of antigen-specific t cells using (19)F.</a> MRI. Magn. Reson. Med. , (2009).</li>
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<li>Boehm-Sturm, P., Pracht, E. D., Aswendt, M., Henn, N., Hoehn, M. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aBoehm-Sturm%2C+P+%22Proceedings+of+the+International+Society+for+Magnetic+Resonance+in+Medicine%22">Proceedings of the International Society for Magnetic Resonance in Medicine</a>. , Melbourne, Australia. (2012).</li>
<li>Insko, E. K., Bolinger, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mapping+of+the+Radiofrequency+Field%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Magn.+Res.+A%22%5BJournal%5D)">Mapping of the Radiofrequency Field.</a> J. Magn. Res. A. 103, 82-85 (1993).</li>
<li>Haacke, E. M., Brown, R. W., Thompson, M. R. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aHaacke%2C+EM+%22Magnetic+resonance+imaging%3A+physical+principles+and+sequence+design%22">Magnetic resonance imaging: physical principles and sequence design</a>. , Wiley. (1999).</li>
<li>Scheffler, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+pictorial+description+of+steady-states+in+rapid+magnetic+resonance+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Concepts+Magn.+Res%22%5BJournal%5D)">A pictorial description of steady-states in rapid magnetic resonance imaging.</a> Concepts Magn. Res. 11, 291-304 (1999).</li>
<li>Firbank, M. J., Coulthard, A., Harrison, R. M., Williams, E. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+comparison+of+two+methods+for+measuring+the+signal+to+noise+ratio+on+MR+images%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Med.+Biol%22%5BJournal%5D)">A comparison of two methods for measuring the signal to noise ratio on MR images.</a> Phys. Med. Biol. 44, 261-264 (1999).</li>
<li>de Chickera, S. N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Labelling+dendritic+cells+with+SPIO+has+implications+for+their+subsequent+in+vivo+migration+as+assessed+with+cellular+MRI%5BTitle%5D)+AND+%22Contrast+Media+Mol.+Imaging%22%5BJournal%5D)">Labelling dendritic cells with SPIO has implications for their subsequent in vivo migration as assessed with cellular MRI.</a> Contrast Media Mol. Imaging. 6, 314-327 (2011).</li>
</ol>

Gli autori non hanno conflitti di interesse da dichiarare.

Il protocollo qui delineato descrive la procedura generale per in vivo 19 tracciamento delle cellule F MRI. Nonostante il metodo di co-incubazione descritto, esistono diversi protocolli di etichettatura cellule con un agente F 19. Tuttavia, la co-incubazione è più spesso utilizzato e può essere ulteriormente ottimizzata per esempio mediante aggiunta di agenti di trasfezione 6. Il protocollo attuale marcatura delle cellule dipende dal tipo di cellula. A pochi passi di et...

Nel monitoraggio delle cellule in vivo è essenziale per l&#39;ottimizzazione e il monitoraggio delle terapie cellulari 1. Grazie alla sua natura non invasiva, imaging offre eccellenti opportunità per monitorare le cellule in vivo. Magnetic Resonance Imaging (MRI) è indipendente da radiazioni ionizzanti e permette una risoluzione di immagini di qualità superiore e contrasto dei tessuti molli intrinseca. Inseguimento cell-based MRI è già stato usato in clinica per seguire le cellule dendritiche in pazienti affetti da melanoma 2. Convenzionale MRI clinica viene effettuata sul nucleo 1 H, presenti nell&#39;acqua cellulare nei tessuti. E &#39;anche possibile effettuare MRI su altri nuclei attivi, come 13 C, 19 F e 23 Na. Tuttavia, solo 19 F MRI è stata applicata con successo in vivo di monitoraggio delle cellule in quanto offre la più alta sensibilità dopo il 1 ° H. L&#39;assenza di MRI rilevabile endogeno 19 F nei tessuti consente elevata selettività segnale per larivelazione di agenti di contrasto 19 F esogeni e consente la quantificazione di concentrazione di fluoro direttamente dai dati di immagine. Per una discussione dettagliata sui 19 F MRI, vedere 3-5. Una questione chiave con 19 F MRI è la necessità di sviluppare e ottimizzare le opportune etichette cellulari 19 F, anche se sono state sviluppate diverse etichette, con una tendenza verso agenti multimodali 6. Il protocollo che descriviamo qui è basata su studi dai nostri gruppi di 7-9, inclusi i primi articoli che descrivevano in vivo quantitativa 19 cell-based RM F inseguimento 10,11. La procedura generale di inseguimento cellulare mediante 19 F MRI è riassunto nella Figura 1. Descriviamo un protocollo generale per l&#39;etichettatura e l&#39;imaging di cellule dendritiche (DC) con un agente di contrasto perfluorocarbonio misura 8. Il protocollo di imaging è generalmente applicabile a differenti tipi di cellule, etichette e modelli animali. Iltipo di cellula e animale modello qui descritto dovrebbe essere presa solo come esempio, e quindi non forniamo dettagli sul isolamento e marcatura delle cellule, ma piuttosto concentrarsi sul protocollo di imaging. Le modifiche saranno necessarie per ciascuna etichetta, tipo di cellula, modelli animali, e la configurazione di imaging, e questi possono essere trovati in letteratura o possono avere bisogno di essere ottimizzato dai ricercatori. Alcune modifiche sono stati inseriti nella discussione.

<table><tbody><tr><td colspan="4">REAGENTS</td></tr><tr><td>PBS</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>MFCD00131855</td><td></td></tr><tr><td>TFA</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>76-05-1</td><td></td></tr><tr><td>Ketamina (Ketavet)</td><td>Pfizer</td><td>778-551</td><td></td></tr><tr><td>Xilazina (Rompun)</td><td>Bayer</td><td>QN05 cm92</td><td></td></tr><tr><td>Ophtosan </td><td>Produlab Pharma</td><td>2702</td><td>unguento oculare</td></tr><tr><td colspan="4">Nome materiale </td></tr><tr><td>Scanner MRI</td><td>Bruker Biospec</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Spettrometro NMR</td><td>Bruker Biospec</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

in vivo 19 f mri per il tracciamento cellulare

In vivo 19F MRI for Cell Tracking

In vivo 19 F RM consente il monitoraggio delle cellule quantitativa, senza l&#39;uso di radiazioni ionizzanti. Si tratta di una tecnica non invasiva che può essere applicata agli esseri umani. Qui, descriviamo un protocollo generale per la marcatura delle cellule, imaging e di elaborazione delle immagini. La tecnica è applicabile a vari tipi cellulari e modelli animali, anche se qui ci concentriamo su un modello tipico del mouse per il monitoraggio cellule immunitarie murine. Le questioni più importanti per l&#39;etichettatura delle cellule sono descritti, in quanto questi sono rilevanti per tutti i modelli. Analogamente, i parametri di imaging chiave sono elencati, anche se i dettagli possono variare a seconda del sistema MRI e la configurazione individuale. Infine, includiamo un protocollo di elaborazione delle immagini per la quantificazione. Variazioni di questo, e di altre parti del protocollo, sono valutati nella sezione di discussione. Sulla base della procedura dettagliata qui descritto, l&#39;utente dovrà adattare il protocollo per ogni specifico tipo cellulare, etichetta della cella, modello animale, e la configurazione di imaging. Si noti che il protocol può anche essere adattato per uso umano, purché siano soddisfatte le restrizioni clinici.

Qui mostriamo i risultati tipici per un protocollo che comporta il trasferimento di 19 cellule F-etichettati homing ad un linfonodo drenante. Figura 2 mostra uno spettro 19 F NMR di 10 6 cellule marcate utilizzando un riferimento TFA. La configurazione di imaging è stata effettuata come descritto nel protocollo (Figura 3). Per l'imaging in vivo, abbiamo utilizzato un riferimento costituito da un cilindro sigillato della stessa etichetta usato pe...

Descriviamo un protocollo generale per il monitoraggio in vivo cella utilizzando la risonanza magnetica in un modello di topo con cellule ex vivo etichettati. Un tipico protocollo di marcatura delle cellule, elaborazione acquisizione delle immagini e la quantificazione è inclusa.

In vivo 19 F MRI per il tracciamento cellulare

In vivo 19F MRI allows quantitative cell tracking without the use of ionizing radiation. It is a noninvasive technique that can be applied to humans. ...

L'obiettivo generale di questa procedura è quello di visualizzare e quantificare il numero di 19 cellule marcate con F in vivo utilizzando 19 FMRI. Questo può essere fatto in un contesto clinico o preclinico. Ciò si ottiene etichettando prima le celle con un agente 19 F adatto.Questo è spesso fatto ex vivo. Il secondo passo consiste nel quantificare il contenuto di 19 F per cella, che può essere fatto utilizzando 19 F e MR con un riferimento noto. Si presume che il contenuto di 19 F per cella rimanga costante durante l'esperimento, altrimenti devono essere calcolati i fattori di correzione.Successivamente, il soggetto viene ripreso in vivo utilizzando un FMRI H e 19 per localizzare le cellule marcate trasferite. Un riferimento noto e parametri di imaging appropriati sono essenziali per la quantificazione dei dati dell'immagine. Il passaggio finale consiste nell'elaborare i dati dell'immagine per calcolare il numero di celle.L'istologia ex vivo o altre tecniche possono essere utilizzate per corroborare i dati, ove possibile. In definitiva, 19 FMRI per il tracciamento cellulare in vivo possono essere utilizzati per studiare le cellule trasferite in termini di localizzazione e numero

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