24 ottobre 2017
Topi sono ampiamente usati per studiare biologia gestazionale. Tuttavia, interruzione della gravidanza è richiesto per tali studi che preclude le indagini longitudinali e richiede l'uso di un gran numero di animali. Di conseguenza, descriviamo una tecnica non-invasiva dell'ecografia ad alta frequenza per la diagnosi precoce e il monitoraggio di eventi post-impianto nel topo incinta.
L'obiettivo generale di questa procedura di imaging ecografico è rilevare, monitorare e caratterizzare l'inizio della gravidanza nel topo. Questo metodo può aiutare a rispondere a domande chiave nel campo della biologia riproduttiva murina e a stabilire la crescita, lo sviluppo e la vitalità delle gravidanze precoci dei topi. Il vantaggio principale di questa tecnica è che queste gravidanze possono essere caratterizzate e fenotipizzate in vivo, senza interruzione della gravidanza del topo, consentendo la raccolta longitudinale dei dati.
In generale, le persone che non conoscono questo metodo avranno difficoltà a ottenere tutte le immagini su un unico piano. Ciò è dovuto ai piccoli movimenti incrementali della sonda ecografica necessari. Inizia con la preparazione dell'ecografo.
Accendere il trasduttore e quindi collegare lo stadio del motore 3D al trasduttore. Quindi, collegare la sonda al morsetto del trasduttore. A questo punto, posizionare il mouse, supino, sulla piattaforma di monitoraggio.
Fornire anestetico tramite il cono nasale e fissare delicatamente tutte le zampe ai cuscinetti di monitoraggio della frequenza cardiaca sulla piattaforma. Quindi, strofina circa uno o due millilitri di gel per la trasmissione degli ultrasuoni sull'addome. Posizionare quindi la sonda ecografica sul basso addome utilizzando il tavolino motore manuale.
Usando l'ecografia, localizza la vescica, che dovrebbe apparire come un cerchio scuro pieno di cibo appena cefalico all'apertura vaginale. Una volta individuata la vescica, muovere la sonda molto lentamente cefalica per visualizzare l'utero gravido, che dovrebbe apparire come una forma cilindrica con aree rotonde nei siti di gravidanza. Questo può essere descritto come l'aspetto di perle su una catena.
A questo punto, procedere con l'imaging 2D. Una volta identificato l'utero gravido, iniziare dal sito di gravidanza più vicino alla vescica e spostare lentamente e sequenzialmente cefalica per determinare la posizione di tutti i siti di gravidanza. Salva l'immagine.
Se si possono vedere il rene, la milza o il fegato, allora la scintigrafia è troppo lontana cefalica. Riposizionare la sonda più vicino alla camera d'aria e salvare l'immagine. Quindi, immagina il corno uterino controlaterale allo stesso modo.
Blocca l'immagine quando il fotogramma dell'ecografia si trova al centro del sito di gravidanza o di impianto e salva l'immagine per l'analisi. Ora o in seguito, utilizzare le immagini salvate per misurare le posizioni di impianto utilizzando la reazione di decidualizzazione iperecogena come marcatore. Fare clic manualmente sullo strumento di misurazione e fare clic sulla posizione di un sito di impianto.
Quindi, trascinare il cursore sul sito di impianto successivo e fare nuovamente clic per tracciare una linea. Il software riporta quindi la lunghezza della linea. Dopo aver misurato tutti i siti di impianto, utilizzare la stessa tecnica e procedere alla misurazione della dimensione del sacco gestazionale e della dimensione del polo fetale.
Dopo l'imaging 2D, posizionare la sonda in un'area che si trovi approssimativamente nel punto medio dell'immagine 3D desiderata. Ad esempio, se si sta visualizzando una mela in 3D, posizionare la sonda sul nucleo. Una volta posizionata correttamente la sonda, ottenere un'acquisizione 3D.
Lo stadio motorio 3D percorrerà questa distanza attraverso l'utero in una serie di passaggi o fotogrammi. Man mano che la scansione viene ottenuta, assicurarsi che le strutture previste siano completamente acquisite nella scansione. Dopo aver raccolto la scansione, caricarla per l'elaborazione delle immagini.
Scegli i metodi paralleli e rotazionali per l'elaborazione, che caricherà tutti i fotogrammi dell'immagine 3D in una casella 3D. Quindi, scegli la dimensione del passo di 0,08 millimetri, quindi inizia da un'estremità del blocco immagine e scorri tutti i fotogrammi per familiarizzare con i dati. Quindi, inizia da un'estremità della pila e traccia manualmente il contorno di un oggetto di interesse.
Quindi, procedi al fotogramma successivo e traccia nuovamente manualmente il contorno dell'oggetto. Continuate questo processo fino a quando tutti i fotogrammi non sono stati annotati manualmente. Una volta terminato, fare clic su Fine per ottenere un'immagine 3D e un calcolo del volume dell'oggetto.
Per l'immagine, scegli tra una sovrapposizione mesh o solida. Quindi, scegli di mantenere o rimuovere le informazioni dell'immagine circostante per chiarezza. L'ecografia ad alta frequenza è in grado di rilevare lo sviluppo di un sito di impianto già nei 5,5 giorni successivi al concepimento.
Utilizzando l'endometrio decidualizzato iperecogeno più leggero come marcatore dei siti di impianto, il numero di siti di impianto e la spaziatura di questi siti, da quantificare a 6,5 giorni dopo il concepimento. Man mano che la gravidanza progredisce fino a 7,5 giorni dopo il concepimento, un sacco gestazionale più scuro e ipoecogeno e un polo fetale sono entrambi facilmente identificabili. Le ricostruzioni tridimensionali dell'utero di topo a 6,5 giorni dal concepimento sono state effettuate sia in formato mesh che in solid overlay.
A 7,5 giorni dal concepimento, la scansione 3D è stata altrettanto rivelatrice. Dopo aver visto questo video, dovresti avere una buona comprensione di come ottenere immagini ecografiche accurate sia in 2D che in 3D, per caratterizzare una gravidanza senza interruzioni. Il tempo totale necessario per un'acquisizione ecografica, sia in 2D che in 3D, è di circa 10-20 minuti nelle mani di un utente esperto.
Durante il tentativo di questa procedura, è importante ricordare di mantenere i movimenti piccoli e incrementali. Questa tecnica ha aperto la strada ai ricercatori per esplorare i fenotipi di gravidanza normali e anormali nel topo.
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La tomografia ultrasonica tridimensionale ad alta frequenza (HFUS) con ricostruzione 3-D consente una caratterizzazione non invasiva e longitudinale della gravidanza precoce in modelli murini, eliminando la necessità di interrompere la gravidanza. Questa capacità aumenta la sicurezza predittiva del fenotipaggio riproduttivo e supporta la continuità traslazionale nella ricerca preclinica. L'approccio è strategicamente rilevante per i team biofarmaceutici che utilizzano topi geneticamente modificati per ridurre i rischi associati a bersagli uterini ed embrionali.
Questo metodo di imaging si integra nel percorso dalla scoperta alla fase preclinica, sostenendo la verifica delle ipotesi, la validazione dei bersagli e la ricerca traslazionale in biologia della riproduzione.