Imaging non invasiva e analisi di ischemia cerebrale in ratti Living Utilizzando Positron Emission Tomography con ¹⁸ F-FDG

L'obiettivo generale di questo progetto collaborativo è quello di visualizzare i cambiamenti nella distribuzione cerebrale di una sonda di glucosio radioattivo nei ratti prima e dopo l'ictus. Ciò si ottiene avviando l'ischemia cerebrale nei ratti utilizzando una procedura di occlusione dell'arteria cerebrale media. Il passo successivo consiste nell'iniettare il radiotracciante desossiglucosio Fluor e raccogliere immagini di tomografia a emissione di positroni.

Il passo finale consiste nell'analizzare i dati utilizzando un modello di volume cerebrale di interesse che è anatomicamente coregistrato con il cervello di ratto. In definitiva, l'imaging PET di ratti sottoposti a ischemia cerebrale può essere utilizzato per misurare le differenze regionali nell'assorbimento cerebrale di sonde radio come il Fluor deoxy glucosio durante studi longitudinali sulla progressione della malattia. Il vantaggio principale di questa tecnica rispetto ai metodi esistenti come la necroscopia e l'istologia, è che l'imaging PET non è invasivo e può essere utilizzato in modo longitudinale e studiare i trattamenti e la progressione lineare dell'ictus.

In generale, gli individui nuovi a questo metodo faranno fatica a stabilire il modello di ictus animale. L'uso di punti di riferimento anatomici come le arterie carotidi interne ed esterne faciliterà notevolmente la procedura. La dimostrazione visiva di questo metodo è fondamentale per eseguire l'analisi VOI che è resa possibile dalla fusione dell'Atlante del modello cerebrale PMOD con i dati cerebrali dell'animale domestico del campione in esame.

Il chirurgo deve indossare guanti sterili puliti dopo aver preparato l'area e utilizzare strumenti sterili. Per questo studio, utilizzare ratti maschi spro dolly di peso compreso tra 220 e 270 grammi e iniziare ottenendo una PET e una TAC pre-operatoria. Per fornire una linea di base per l'assorbimento di F 18 FDG, i ratti sono anestetizzati con il 2,5% di fluoro utilizzando un cono nasale.

Quindi posizionare l'animale in posizione dorsale sdraiata su un termoforo, assicurarsi che l'animale sia completamente anestetizzato con un pizzico per zampa. Quindi picchiettare le zampe anteriori. Quindi, radere la superficie dorsale del collo dell'animale e preparare l'area rasata con etanolo al 70%, seguito da una soluzione di iodio povidone al 10%.

Ora, usando le forbici, fai un'incisione da due a 2,5 centimetri a 0,5 centimetri a destra e parallela alla trachea. Quindi, utilizzando la dissezione smussata, localizzare l'arteria carotide e utilizzare i divaricatori per visualizzare il vaso Una volta identificato, posizionare un micro morsetto sull'arteria carotide comune. Successivamente, individua il primo punto di ramificazione, che sarà l'arteria carotide esterna o ECA, nonché l'arteria carotide interna o ICA cauterizza i rami più piccoli attaccati alla carotide esterna come l'arteria occipitale.

Quindi legare l'ECA vicino al ramo all'arteria tiroidea con una sutura di seta da quattro a zero, fornendo una lunghezza extra per consentire agli emostatici di tenere la sutura in posizione. Per bloccare le suture con gli emostatici, tirare il cauley ECA e sarà parallelo alla carotide comune. Ora cauterizzare l'ECA sopra la sutura.

Quindi, individua l'ICA e usa un altro micro morsetto per occludere questa arteria. Quindi fai un piccolo foro nell'ECA usando piccole forbici a molla. Inserire l'occludo e legare una sutura attorno ad esso per evitare il flusso sanguigno.

A questo punto, rimuovere il micro morsetto sulla carotide interna e far avanzare l'occludo fino a quando non si avverte resistenza. Assicurarsi che l'occludo avanzi nella carotide interna e non nell'arteria tego palatina. Successivamente, rimuovere il micro morsetto dalla carotide comune e tagliare l'occlusore o la sutura in eccesso.

Quindi utilizzare clip per ferite da nove millimetri per chiudere l'incisione cutanea. Togliere l'animale dall'anestesia e lasciare che l'animale si svegli. Quindi eseguire una TAC PET 1,5 ore dopo la procedura di ictus dopo due ore.

Ancora una volta, anestetizzare completamente il ratto con fluoro e rimuovere le clip della ferita. Quindi individuare l'estremità dell'occludo e rimuoverlo dall'arteria cerebrale media tirandolo delicatamente fino a quando la punta bianca dell'occludo non entra in contatto con le suture. Tuttavia, non estrarlo completamente in quanto ciò causerebbe sanguinamento.

Infine, sostituire le clip della ferita. Quindi rimuovere l'animale dall'anestesia e lasciare che l'animale si svegli. Quindi scansiona nuovamente l'animale, 24 ore dopo la riperfusione.

Per quantificare il danno al tessuto cerebrale dovuto a lesioni da ictus. Come accennato in precedenza, l'animale deve essere scansionato prima di indurre l'ictus. Poi 1,5 ore dopo l'ictus e infine 26 ore dopo l'ictus.

Per quantificare il danno al tessuto cerebrale dovuto a lesioni da ictus prima dell'imaging, anestetizzare il ratto sotto il 2,5% di is. Quindi iniettare circa 500 micro curie di fluoro desossiglucosio nella vena caudale. Lascia che il ratto si riprenda dopo un'ora.

Quindi rianetizzare per l'imaging. Posizionare il ratto anestetizzato su un letto per ratti standard con un cono nasale per l'anestesia al fluoro ISO. Misura la distanza in millimetri tra il naso del ratto e il bordo del letto e registrala come offset orizzontale.

Successivamente, posizionare l'animale nello scanner e prepararlo per lo studio, compresa l'iniezione orizzontale del peso dell'animale offset, l'ora e la data della dose del composto. Quindi fare clic sul pulsante Avvia studio per iniziare la scansione e ricostruire i dati una volta acquisita la scansione. Eseguire l'analisi delle immagini qui descritta utilizzando il software di analisi PMOD in combinazione con l'atlante cerebrale W Schiffer.

Inizia navigando nella scheda di co-registrazione manuale nella parte superiore dello schermo. Quindi seleziona la scheda di affettatura. Quindi, utilizzare il rettangolo bianco aperto per ruotare le micro scansioni PET e il rettangolo bianco pieno.

Per spostare le micro scansioni PET, allineare le due scansioni individuando punti di riferimento come le ghiandole dure e le caratteristiche cerebrali superiori e posteriori, che possono essere utilizzate per abbinare la micro scansione PET con il modello cerebrale. Quindi regolare la micro scansione PET fino a quando non si allinea con l'atlante cerebrale. Se necessario, ruotare la scansione micro PET di 180 gradi sulla vista coronale e aumentare significativamente la scansione nella vista sagittale insieme alle altre piccole modifiche all'orientamento.

Quindi, naviga nella scheda di fusione a schermo intero. Seleziona la sorgente A in alto a destra dello schermo. Quindi vai all'atlante dei modelli.

In fondo alla pagina seleziona rat dal menu a discesa. Opzionalmente, torna alla scheda di co-registrazione manuale in cui l'atlante dovrebbe apparire sovrapposto a un atlante cerebrale. L'atlante può essere utilizzato per aiutare ad allineare la micro scansione PET e l'atlante cerebrale dopo l'allineamento.

Torna alla scheda di fusione a schermo intero. Sul cervello apparirà un modello che indica quali sezioni del cervello verranno misurate per le statistiche VOI. Ora seleziona la sorgente B in alto a destra dello schermo.

Quindi selezionare il pulsante Statistiche VOI. Salva il foglio di calcolo visualizzato selezionando Salva e quindi salva nel file system. Digitare il file desiderato nel campo del nome file.

Successivamente, l'analisi delle immagini può essere eseguita utilizzando questi dati per visualizzare i dati, creare sequenze di immagini utilizzando il software di imaging vol view. Consulta il manoscritto che accompagna questo video per i dettagli relativi alle fasi di analisi e visualizzazione. I dati di imaging rappresentativi per le scansioni PET e TC a raggi X sono mostrati qui per un ratto nelle 24 ore prima e 24 ore dopo la riperfusione a 24 ore. A 24 ore, c'è stato un drastico calo dell'assorbimento di glucosio nell'emisfero omolaterale, suggerendo un danno tissutale diffuso a causa dell'ictus ischemico indotto.

Le frecce bianche indicano la posizione della diminuzione dell'assorbimento di FDG a causa del danno da ictus. Qui vediamo i dati FDG PET di un ratto 24 ore dopo la profusione fusa con l'atlante del modello cerebrale VOI. Per l'analisi, i colori tratteggiati indicano i punti separati dell'atlante del modello del cervello.

Infine, qui vediamo i rapporti tra il segnale pet FDG dell'emisfero destro e sinistro e le unità di captazione standard da ciascuna regione dell'Atlante cerebrale di ratto W Schiffer riportato per le scansioni effettuate prima dell'evento di ictus ischemico, 1,5 ore e 24 ore dopo la riperfusione. Dopo aver visto questo video, dovresti avere una solida comprensione di come stabilire un modello di ischemia cerebrale nei ratti, nonché eseguire l'imaging PET FDG degli animali e utilizzare un atlante modello di cervello per eseguire una rigorosa analisi VOI dei dati.