Name: Applicazione dellimaging ecografico a ultrasuoni e dellelastografia a onde di taglio in un modello di ratto di NAFLD / NASH (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2021-04-20T14:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 13 s
Description: Scopri l'imaging ecografico e l'elastografia a onde di taglio per valutare steatosi e fibrosi epatica in modelli di ratto con NASH. Questo metodo non invasivo consente il monitoraggio longitudinale della malattia.

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Gli autori desiderano ringraziare il team operativo di medicina comparativa di Pfizer per il loro duro lavoro di cura e garanzia della salute degli animali in studio, nonché per l'assistenza con alcune delle tecniche. Inoltre, i ringraziamenti sono dovuti a Danielle Crowell, Gary Seitis e Jennifer Ashley Olson per il loro aiuto con l'elaborazione dei tessuti per le analisi istologiche. Inoltre, gli autori desiderano ringraziare Julita Ramirez per aver esaminato e fornito preziosi feedback durante la preparazione di questo manoscritto.

Tutte le procedure coinvolte negli animali sono state esaminate e approvate dall'Institutional Animal Care and Use Committee (IACUC) di Pfizer e condotte in una struttura accreditata AAALAC (Assessment and Accreditation of Laboratory Animal Care).
1. Induzione della malattia
<ol><li>Utilizzare ratti Wister Han maschi (150-175 g; ~ 6-7 settimane di età; totale 40 ratti) che sono privi di patogeni avventiziali noti per ratti. Ospitare i ratti in coppia in ingabbiamento ventilato individualmente con lettiera di carta (vedi la Tabella dei materiali)e mantenerli a 22 ± 1 °C, 40-70% di umidità relativa con un ciclo luce-buio di 12:12 h.</li>
	<li>Posizionare i ratti del peso di 150-175 g (~ 6-7 settimane) su una dieta carente di colina e ricca di grassi con colesterolo all'1% (n = 20) o un chow di roditore da laboratorio standard (n = 20) a seconda del disegno dello studio. NOTA: In questo studio, un totale di 40 ratti sono stati arruolati con 20 animali per gruppo. Alla fine della6a settimana, metà della coorte di ciascun gruppo è stata autopsia per l'analisi istologica a metà studio di campioni di fegato. Pertanto, la dimensione del campione era di 10 animali per gruppo per i punti temporali della9a e12a settimana.</li>
</ol>2. Configurazione dello strumento
<ol><li>Impostare l'area di imaging come segue: includere una superficie riscaldata per mantenere l'animale caldo durante l'imaging (c nella Figura 1) e un cono nasale di anestesia sicuro per fornire anestesia inalante per mantenere un piano di anestesia durante la procedura (b nella Figura 1).</li>
	<li>Utilizzare un supporto per sonda ad ultrasuoni per facilitare lo spostamento della sonda a ultrasuoni nella posizione desiderata e per evitare che la sonda si appoggi sull'animale.<ol>
<li>Utilizzare gel ad ultrasuoni riscaldato sulla pelle in cui viene acquisita l'immagine ad ultrasuoni.</li>
		<li>Mantenere le seguenti impostazioni durante tutta la procedura, che possono essere regolate sul touch screen: Acoustic Power 0.0 dB; Sintonizzatore Tissutale 1540 m/s; Gamma dinamica 60 dB; Intervallo di elasticità (per la modalità SWE) < 30 kPa.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Collegare la sonda ad ultrasuoni al sistema di binari nel supporto specializzato (a nella Figura 1).</li>
	<li>Accendere lo strumento e consentirne l'avvio. Una volta acceso il monitor, prendere nota dell'immagine in modalità B con i dettagli del trasduttore collegato.</li>
</ol>3. Preparazione del soggetto
<ol><li>Assicurarsi che gli animali siano a digiuno almeno 4 ore prima della procedura di imaging per evitare che il contenuto intestinale interferisca con l'acquisizione delle immagini.<ol>
<li>Dopo almeno 4 ore di digiuno, posizionare un ratto in una camera di induzione anestetica isoflurano fino a raggiungere un livello adeguato di anestesia, confermato da nessuna risposta al pizzico. Esporre gli animali al 3-5% di isoflurano per 3-5 minuti per indurre l'anestesia.</li>
		<li>Per l'anestesia di mantenimento, mantenere gli animali sotto il 2-3% di isoflurano durante l'acquisizione dell'immagine. Applicare un unguento oftalmico per proteggere l'occhio dall'essiccazione durante l'anestesia.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Una volta raggiunta l'anestesia, rimuovere un animale dalla camera di induzione e posizionarlo su una coperta di acqua calda circolante. Posizionare un cono nasale anestetico sopra il muso e radere l'animale sul lato destro, dalla gabbia toracica al bacino. Utilizzare la crema di depilazione chimica per rimuovere tutti i peli rimanenti in quest'area.</li>
	<li>Una volta rimossi i peli, posizionare un animale in posizione laterale sinistra con le zampe superiori nastrate sopra la testa su una piattaforma di imaging calda (Figura 3A).</li>
	<li>Premere il tasto Paziente sul pannello di controllo dello strumento e identificare il soggetto in base al disegno dello studio.<ol>
<li>Aprire la funzione Tastiera sullo strumento toccando l'icona sul touch screen. Digitare i nomi desiderati.</li>
		<li>Toccare Esci per uscire dalla schermata del nome del paziente. Osservare che la modalità B si riapre sul monitor.</li>
	</ol>
</li>
</ol>4. Acquisizione di immagini per la misurazione dell'indice epato-renale (HR)
<ol><li>Applicare una piccola quantità di gel ad ultrasuoni riscaldato sulla regione della pelle depilata sull'animale.</li>
	<li>Spostare la sonda ad ultrasuoni per toccare l'area coperta di gel del soggetto (Figura 3B). Una volta che un'immagine in modalità B dal vivo degli organi interni del soggetto appare sul monitor, spostare la sonda ad ultrasuoni nell'area leggermente sopra l'anca, appena parallela alle vertebre lombari (piano sagittale).</li>
	<li>Utilizzando il display in modalità B sul monitor, individuare il rene destro identificando la grande arteria renale e la separazione corteccia/midollo (Figura 4A). Inoltre, osservare parte del fegato in un singolo piano dell'immagine.<ol>
<li>Assicurati che ci siano pochi o nessun artefatto dell'immagine come ombre e bolle d'aria.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Misurare un rapporto B Mode per ottenere l'indice HR.<ol>
<li>Assicurarsi che sia la corteccia renale che il parenchima epatico siano sullo stesso piano di messa a fuoco. Se necessario, regola la messa a fuoco e ottieni il controllo per ottenere un'immagine chiara.<ol>
<li>Regolare la messa a fuoco ruotando la manopola Focus sul pannello di controllo. Regola il guadagno premendo una volta il pulsante Auto TGC.</li>
		</ol>
</li>
		<li>Premere il tasto Blocca sul pannello di controllo. Assicurati che l'animale sia tra i respiri quando congela lo schermo per evitare immagini sfocate.</li>
		<li>Una volta bloccato lo schermo, toccare Strumenti di misurazione sul touch screen. Selezionare rapporto in modalità B, uno strumento integrato che misura la luminosità relativa di un tessuto da una regione di interesse selezionata. Create un cerchio di 2 mm per selezionare una regione di interesse (ROI). Regolate le dimensioni del cerchio muovendo un dito lungo il bordo esterno della trackball sul pannello di controllo.</li>
		<li>Posizionare il cerchio di 2 mm sul ROI dell'immagine del fegato, che deve essere posizionato a destra del rene. Identificare il tessuto epatico in base alla sua ecogenicità omogenea e al contorno liscio.</li>
		<li>Una volta che il cerchio è in posizione, premere il pulsante Seleziona sul pannello di controllo e osservare il nuovo cerchio che appare.</li>
		<li>Regolare la dimensione del nuovo cerchio a 2 mm e posizionarlo sull'immagine della corteccia renale. Assicurati di mantenere la profondità dei cerchi sul fegato e sulla corteccia renale allo stesso modo. Una volta sul posto, premere il pulsante Seleziona sul pannello di controllo. Osservare che lo strumento di sistema integrato visualizza l'indice HR come rapporto B-mode.</li>
		<li>Premere Salva immagine per salvare l'immagine e osservare le immagini salvate visualizzate come miniature sul lato destro del monitor.</li>
		<li>Premere il pulsante Blocca sul pannello di controllo per sbloccare l'immagine e tornare a un'immagine in modalità B dal vivo.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Ripetere la misurazione del rapporto B Mode 3 volte a diverse profondità e piani di tessuto. Calcola la media di questi tre rapporti B-mode per ogni animale e punto temporale.</li>
</ol>5. Acquisizione di immagini per Shear Wave Elastography
<ol><li>Spostare la sonda trasversalmente nell'area subcostale destra per individuare il fegato utilizzando la modalità B. Individuare un'area del fegato che è per lo più parenchima e priva di grandi vasi sanguigni come la vena porta e l'arteria epatica. Una volta trovata un'area chiara del fegato, generare una mappa di elasticità al taglio del tessuto premendo il pulsante SWE sul pannello di controllo.</li>
	<li>Regolare le dimensioni e la posizione della scatola SWE sotto la capsula epatica in un'area priva di ombre. Identificare la capsula come una linea ecogenica luminosa vicino alla parte superiore del fegato.</li>
	<li>Osservate che la casella SWE passa a una mappa a colori entro 5-10 s. Una volta che la scatola è piena e stabile, premi il pulsante Freeze sul pannello di controllo quando l'animale è tra i respiri. NOTA: La quantità minima di copertura della scatola dovrebbe essere del 60-80% per valutare con precisione l'elasticità del fegato.</li>
	<li>Sul touch screen, tocca QBox, uno strumento di sistema integrato che calcola l'elasticità da un ROI sulla mappa di elasticità dell'onda di taglio. Osservare il cerchio e la casella di dati visualizzati sul monitor. Regolare la posizione del QBox toccando l'icona della posizione sul touch screen per la configurazione desiderata.</li>
	<li>Regolare la dimensione del cerchio a 3 mm muovendo un dito lungo il bordo esterno della trackball sul pannello di controllo. Utilizzando la trackball, posizionare il cerchio in un'area priva di ombre con colorazione uniforme (Figura 5A,B). Fare attenzione ad evitare aree note di rigidità come i vasi sanguigni o la capsula del fegato, così come sanguinare da queste strutture.</li>
	<li>Quando viene trovata un'area adeguata, premere Salva immagine sul pannello di controllo per salvare l'immagine. Ripeti questa procedura 3 volte in diverse aree del fegato. Spostare la sonda su e giù o lateralmente sull'addome per raccogliere immagini mappate SWE da diverse aree del fegato.</li>
	<li>Una volta raccolte tutte le immagini, premere End Exam sul pannello di controllo e prendere nota della schermata delle informazioni sul paziente visualizzata sul monitor.</li>
	<li>Rimuovere il nastro dalle zampe dell'animale, pulire il gel in eccesso e rimuovere l'animale dalla fase di imaging. Lasciarlo recuperare dall'anestesia in una gabbia calda e asciutta da solo fino a completo recupero. Monitorare ogni animale per garantire il pieno recupero dall'anestesia, indicato dalla sua capacità di mantenere la reclinenza sternale</li>
	<li>Ripetere i passaggi nelle sezioni 4-5 per ogni animale della coorte da immaginare.</li>
</ol>6. Recupero e analisi dei dati delle immagini
<ol><li>Quando sono state raccolte immagini per tutti gli animali, disattivare l'anestesia.</li>
	<li>Per estrarre i dati dell'immagine dalla macchina, premere il pulsante Revisione sul pannello di controllo e osservare tutte le scansioni eseguite su quello strumento che appaiono sul monitor. Cerca le scansioni desiderate utilizzando la finestra di ricerca nell'angolo superiore dello schermo.</li>
	<li>Seleziona tutte le scansioni necessarie per l'analisi dei dati selezionando la casella accanto al nome del paziente tramite la trackball e il pulsante Seleziona. Una volta evidenziate tutte le scansioni necessarie, selezionare Esporta JPEG sul touch screen. Esportare i dati su un'unità di rete o su un'unità USB (Universal Serial Bus) portatile. Individuare le porte USB sul retro dello strumento.</li>
	<li>Una volta che i file sono stati esportati, aprire i singoli file jpg di ogni scansione su un computer workstation. Osserva tutti i dati sul lato destro dell'immagine: B Mode Ratio-raccogli il numero B Ratio; Q Box-raccogliere il valore di elasticità media (kPa).</li>
	<li>Inserisci tutti i dati in un foglio di calcolo o in un altro software di gestione di database ed esegui le analisi statistiche desiderate.</li>
</ol>7. Analisi istologica di campioni di fegato
<ol><li>Alla fine della6a settimana, eseguire l'autopsia su metà della coorte di ciascun gruppo per l'analisi istologica a metà studio dei campioni di fegato. Allo stesso modo, l'eutanasia del resto della coorte di animali e raccogliere campioni di fegato per l'analisi istologica al punto temporale della12a settimana.</li>
	<li>Per la colorazione ORO, fissare le sezioni epatiche in formalina tamponata neutra al 10% e crioconservarle con saccarosio utilizzando una soluzione refrigerata al 30% di saccarosio durante la notte come minimo. Crio-incorporare le sezioni in un composto di temperatura di taglio ottimale e crio-sezionarle su vetrini carichi per prepararsi alla colorazione ORO.</li>
	<li>Posizionare le criosezioni in glicole propilenico al 100% per 2 minuti, seguite da un'incubazione notturna in soluzione ORO allo 0,5%. Dopo la rimozione dalla soluzione ORO, differenziare le sezioni in glicole propilenico all'85% per 1 minuto, risciacquare in acqua deionizzata e controbattere con la modifica di Mayer Hematoxylin-Lillie per 1 minuto.<ol>
<li>Posizionare i coverslip sulle diapositive utilizzando un mezzo di montaggio acquoso e asciugarli a temperatura ambiente.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Per PSR, deparaffinizzare i vetrini di sezione epatica fissati in formalina e incorporati nella paraffina, posizionarli durante la notte in Bouin Fluid, quindi colorarli usando una scala automatica secondo il protocollo del produttore con alcuni passaggi ottimizzati (1% di acido fosfomolibdico per 5 minuti; 0,1% di Sirius Red in acido picrico saturo per 90 minuti; 2 x 30 s lavaggio in acido acetico allo 0,5%). Disidratare automaticamente le diapositive e quindi montarle con un mezzo di montaggio permanente.</li>
	<li>Acquisire immagini delle diapositive macchiate ORO e PSR utilizzando lo scanner digitale con ingrandimento 20x, salvarle in formato .svs e memorizzarle nel database delle immagini del gestore diapositive.</li>
	<li>Analizza le immagini utilizzando algoritmi personalizzati creati in software di patologia digitale. Applicare uniformemente applicazioni software di patologia digitale con parametri di soglia per identificare e quantificare l'area delle sezioni epatiche e le aree macchiate di ORO e PSR. Esportare le misurazioni in un foglio di calcolo per i calcoli percentuali dell'area.</li>
</ol>8. Analisi statistica
<ol><li>Esegui l'analisi statistica dei dati di imaging con ANOVA bidirezionale utilizzando il test di confronto multiplo di Sidak per valutare la differenza tra gruppi in diversi punti temporali. Si suppongano differenze significative tra i gruppi per i valori di probabilità p ≤ 0,001. Inoltre, eseguire la correlazione delle analisi di imaging con le analisi istologiche.</li>
	<li>Utilizzare statistiche non parametriche per analizzare i risultati dell'analisi istologica di questo studio. Riportare i valori del gruppo come mediani ± intervallo semi-interquartile (sIQR). Si suppongano differenze significative tra i gruppi per i valori di probabilità p ≤ 0,001. Utilizzare un test di Mann-Whitney per confrontare la quantità di macchia istochimica PSR e ORO tra diversi gruppi.</li>
</ol>

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</ol>

Tutti gli autori sono dipendenti di Pfizer, Inc.

L'imaging basato su ultrasuoni, inclusa la SWE, può essere uno strumento inestimabile per la valutazione longitudinale della steatosi epatica e della rigidità nei modelli preclinici di NAFLD / NASH. Questo documento descrive metodologie dettagliate su come acquisire immagini di alta qualità B-mode e SWE di fegati per la misurazione dell'indice HR e dell'elasticità utilizzando un modello di NASH indotto dalla dieta CDAHFD. Inoltre, i risultati mostrano un'eccellente correlazione dell'indice HR e dell'elasticità con il gol...

La steatosi epatica non alcolica (NAFLD) è una condizione metabolica caratterizzata da un eccessivo accumulo di grasso nel fegato e sta rapidamente diventando un disturbo epatico leader in tutto il mondo con una prevalenza globale recentemente riportata del 25%1. La steatoepatite non alcolica (NASH) è uno stadio più avanzato dello spettro della NAFLD, caratterizzato da eccesso di grasso epatico con danno cellulare progressivo, infiammazione e fibrosi. Questi disturbi sono spesso silenziosi, inosservati attraverso esami del sangue o esami di routine, fino a quando non si è già verificato un danno considerevole al fegato di un paziente. Attualmente, il gold standard per diagnosticare la NASH nei pazienti è attraverso l'esame istologico di campioni di biopsia epatica derivati dal paziente. Allo stesso modo, i ricercatori preclinici che lavorano per comprendere la patogenesi della NASH / NAFLD e l'industria dello sviluppo di farmaci si affidano alla biopsia a cuneo in vivo di campioni di fegato o all'eutanasia terminale di coorti satellite per l'istologia per misurare steatosi, infiammazione e fibrosi.
Ad esempio, la biopsia del cuneo epatico è stata una tecnica standard per valutare la steatoepatite e la fibrosi durante l'utilizzo del modello GUBRA NASH2. Il metodo di biopsia del cuneo epatico è invasivo e laborioso nei piccoli animali3. L'uso della biopsia epatica a cuneo nel mezzo di uno studio rappresenta una variabile sperimentale aggiuntiva in un modello di malattia, che spesso aumenta il numero di animali necessari. Con questi fattori in mente, le tecniche di imaging non invasive che possono essere utilizzate per valutare in modo affidabile la steatosi e la fibrosi in modelli animali NASH / NAFLD nei primi momenti si rivelano preziose. L'elastografia ad onde di taglio (SWE) è un metodo basato su ultrasuoni utilizzato per misurare l'elasticità dei tessuti molli. La tecnica misura la propagazione delle onde di taglio create da impulsi ultrasonici supersonici diretti a un bersaglio tissutale, e quindi calcola un valore chiamato modulo E4. La velocità dell'onda di taglio è proporzionale al grado di rigidità del tessuto.
La Figura 1 e la Figura 2 mostrano la configurazione dell'area di imaging e lo strumento SWE. Lo strumento SWE è un'unità singola con ruote con due schermi e un pannello di controllo mostrato nella Figura 2A. Il monitor superiore (Figura 2B) funge da monitor del computer e visualizza immagini e directory dei pazienti. Il pannello di controllo (Figura 2C) è una serie di pulsanti e quadranti che controllano gli aspetti generali dell'acquisizione delle immagini: congelamento dello schermo, salvataggio delle immagini, passaggio da una modalità all'altra. Lo schermo inferiore (Figura 2D) è un touch screen con controlli aggiuntivi per modificare le impostazioni e funge da tastiera per inserire i dati in base alle esigenze. Lo strumento è dotato di uno stilo da utilizzare sul touch screen se lo si desidera. Le sonde ad ultrasuoni si attaccano al pannello frontale inferiore del dispositivo. Per l'imaging in modalità B e SWE nei roditori, è stato utilizzato il trasduttore super-lineare da 6 a 20 MHz. Questa capacità di misurare in modo non invasivo la rigidità dei tessuti rende la SWE uno strumento prezioso per l'identificazione e la stadiazione della fibrosiepatica 5 nei pazienti con NASH, diminuendo la necessità di metodi più invasivi. SWE è, infatti, stato utilizzato per misurare la fibrosi epatica nei pazienti ed è un metodo approvato dalla FDA per segnare la fibrosi nella clinica6. L'uso di SWE per monitorare la progressione della NASH in modelli animali della malattia fornirebbe uno strumento traslazionale per lo sviluppo di trattamenti e contemporaneamente migliorerebbe il benessere degli animali attraverso la riduzione del numero di soggetti animali e il perfezionamento delle procedure in vivo per ridurre al minimo il dolore e l'angoscia.
L'imaging SWE nei pazienti umani utilizza un trasduttore ad ultrasuoni a bassa frequenza4, che non è l'ideale per i piccoli animali. In particolare, sono state utilizzate tecniche SWE ad alta frequenza per valutare l'efficacia dell'inibizione dell'acetil-CoA carbossilasi sulla patogenesi della NASH in un modello di ratto7e l'utilità di questa tecnica è stata descritta in modelli di ratto tetracloruro di carbonio di fibrosi epatica con risultati positivi rispetto ai tradizionali metodi di punteggio istologico METAVIR8. Tuttavia, la letteratura esistente manca di informazioni tecniche e metodologiche dettagliate sull'applicazione dell'imaging SWE in modelli preclinici di NASH. Come descritto sopra, la steatosi epatica è una delle caratteristiche chiave della condizione NAFLD / NASH ed è una fase importante in cui può essere considerato l'intervento. Pertanto, valutare l'accumulo di grasso epatico utilizzando una modalità di imaging è importante quanto valutare la fibrosi epatica in modelli preclinici di NASH / NAFLD.
Una tecnica ecografica nota come indice HR, un rapporto di luminosità tissutale del fegato rispetto a quella della corteccia renale, è stata utilizzata come marcatore surrogato della steatosi nella clinica9,10. Questo approccio, tuttavia, non è stato ampiamente utilizzato nei modelli animali preclinici di NAFLD/NASH. Questo articolo descrive un metodo per misurare l'elasticità e l'indice HR come marcatore surrogato della fibrosi epatica e della steatosi, rispettivamente, in un modello di ratto con dieta ad alto contenuto di colina e ad alto contenuto di grassi (CDAHFD) di NAFLD / NASH. Questo modello induce steatosi rapida, infiammazione del fegato e fibrosi, che è misurabile entro 6 settimane nei topi11. L'aggiunta di colesterolo (1%) a questa dieta ha dimostrato di promuovere la fibrogenesi nei ratti12, rendendo questo modello un candidato adatto per studi di convalida che coinvolgono l'imaging delle onde di taglio. Nel complesso, questa tecnologia di imaging può anche essere applicata a una vasta gamma di modelli / diete NASH in cui la steatosi e / o la fibrosi sono un endpoint di interesse.

<table><tbody><tr><td>Aixplorer</td><td>Supersonic Imagine</td><td></td><td>Strumento per elastografia a onde di taglio Trasduttore</td></tr><tr><td>Aixplorer SuperLinear SLH20-6 Trasduttore</td><td>Supersonic Imagine</td><td></td><td>per elastografia a onde di taglio</td></tr><tr><td>Gabbie</td>per<td>ratti Alpha-dri Scanner</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Aperio AT2</td> Leica <td>Biosystems</td><td></td> Digital <td>Pathology Brightfield</td></tr><tr><td>Scanner Compac 6 Sistema di anestesia</td><td>VetEquip</td><td></td><td>Vaporizzatore per anestesia e sistema di erogazione. Tuttavia, è possibile utilizzare qualsiasi sistema di somministrazione dell'anestesia.</td></tr><tr><td>Gestisci il database delle termocamere</td><td>Leica Biosystems</td><td></td><td>Digital</td></tr><tr><td>Pathology Mayer's Hematoxilin</td><td>Dako/Agilent</td><td></td><td>H& E Colorazione/Istologia</td></tr><tr>Chiesa di<td>Nair</td><td>& Dwight</td><td></td><td>Hair remover</td></tr><tr><td>Oil Red O solution</td><td>Poly Scientific</td><td></td><td>Lipid Staining/Istology</td></tr><tr><td>Picrosirius Red Stain (PSR)</td><td>Rowley Biochemical</td><td>F-357-2</td><td>Collagen Stain/Istology</td></tr><tr><td>Puralube Unguento oftalmico</td><td>Dechra Veterinary Product</td><td></td><td>Lubrificazione per prevenire la secchezza oculare durante l'anestesia</td></tr><tr><td>Tissue-Tek Prisma Plus</td><td>Sakura Finetek USA</td><td></td><td>Coloratore automatico per vetrini</td></tr><tr><td>Software VISIOPHARM</td><td>Software di</td><td>patologia</td>digitale Visiopharm <td></td></tr><tr><td>Ricerca Diete</td><td>A06071309i</td><td>Dieta</td>che induce la NASH Purina 5053 Controllo del cibo per animali Stazione di imaging Vevo Fujifilm VisualSonics La stazione di imaging Vevo viene utilizzata per tenere il trasduttore a ultrasuoni durante l'imaging.<td></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Wistar Han ratti</td><td>Charles River Laboratories</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

applicazione dell'imaging ecografico a ultrasuoni e dell'elastografia a onde di taglio in un modello di ratto di nafld / nash

Application of Ultrasound and Shear Wave Elastography Imaging in a Rat Model of NAFLD/NASH

La steatoepatite non alcolica (NASH) è una condizione all'interno dello spettro della steatosi epatica non alcolica (NAFLD), che è caratterizzata da accumulo di grasso epatico (steatosi) e infiammazione che porta alla fibrosi. I modelli preclinici che ricapitolano strettamente la NASH/NAFLD umana sono essenziali nello sviluppo di farmaci. Mentre la biopsia epatica è attualmente il gold standard per misurare la progressione e la diagnosi di NAFLD / NASH in clinica, nello spazio preclinico, è necessaria la raccolta di campioni di fegato intero in più punti temporali durante uno studio o la biopsia del fegato per l'analisi istologica per valutare lo stadio della malattia.
Condurre una biopsia epatica a metà studio è una procedura invasiva e laboriosa e la raccolta di campioni di fegato per valutare il livello di malattia aumenta il numero di animali da ricerca necessari per uno studio. Pertanto, vi è la necessità di un biomarcatore di imaging affidabile, traducibile e non invasivo per rilevare NASH / NAFLD in questi modelli preclinici. Le immagini B-mode basate su ultrasuoni non invasive e l'elastografia a onde di taglio (SWE) possono essere utilizzate per misurare la steatosi e la fibrosi epatica. Per valutare l'utilità della SWE nei modelli preclinici di NASH di roditori, gli animali sono stati sottoposti a una dieta pro-NASH e sottoposti a ecografia non invasiva in modalità B e ecografia ad onda di taglio per misurare l'indice epatorenale (HR) e l'elasticità epatica, misurando la progressione sia dell'accumulo di grasso epatico che della rigidità dei tessuti, rispettivamente, in più punti temporali nel corso di un determinato studio NAFLD / NASH.
L'indice HR e i numeri di elasticità sono stati confrontati con i marcatori istologici di steatosi e fibrosi. I risultati hanno mostrato una forte correlazione tra l'indice HR e la percentuale di colorazione Oil Red O (ORO), nonché tra elasticità e colorazione picro-sirio red (PSR) del fegato. La forte correlazione tra i metodi classici ex vivo e i risultati dell'imaging in vivo fornisce la prova che l'elastografia a onde di taglio / imaging basato su ultrasuoni può essere utilizzata per valutare il fenotipo e la progressione della malattia in un modello preclinico di NAFLD / NASH.

Un segno distintivo degli animali nutriti con CDAHFD è la steatosi. L'accumulo di grasso nel fegato modifica le proprietà ecogeniche del tessuto, che possono essere quantificate misurando la luminosità del fegato e normalizzandola alla luminosità della corteccia renale da un'immagine B-mode presa sullo stesso piano. Il valore quantificato è espresso come indice HR, che è una misura indiretta della steatosi. Nella Figura 4A,un'immagine rappresentativa del fegato di un animale di controllo mos...

Questo protocollo descrive l'uso di una tecnica ecografica avanzata per osservare e quantificare in modo non invasivo i cambiamenti del tessuto epatico nei modelli di roditori di steatosi epatica non alcolica.

Applicazione dell'imaging ecografico a ultrasuoni e dell'elastografia a onde di taglio in un modello di ratto di NAFLD / NASH

Nonalcoholic Steatohepatitis (NASH) is a condition within the spectrum of Non-Alcoholic Fatty Liver Disease (NAFLD), which is characterized by liver fat ...

L'uso di ultrasuoni ed elastografia ad onde di taglio consente ai ricercatori di misurare i cambiamenti nel grasso epatico e nella fibrosi impliciti nei modelli di steatoepatite non alcolica. Questa modalità di imaging è una tecnica non invasiva, ad alto rendimento e clinicamente traducibile e può essere utilizzata per valutare lo stadio della malattia e l'efficacia nei modelli di steatoepatite non alcolica durante la scoperta del farmaco. Per iniziare, posiziona ratti Wistar Han maschi da sei a sette settimane che pesano da 150 a 175 grammi in coppie in gabbie ventilate individualmente con letti adeguati a circa 22 gradi Celsius e dal 40 al 70% di umidità relativa con un ciclo luce / buio da 12 a 12 ore.Fornire 20 ratti con una dieta carente di colina, ricca di grassi con l'1% di colesterolo e altri 20 ratti con il chow di roditore di laboratorio standard. Per impostare lo strumento di imaging, posizionare una superficie riscaldata nell'area di imaging per mantenere l'animale caldo durante l'imaging e fissare il cono del naso dell'anestesia per fornire l'anestesia inalante. Utilizzare il supporto della sonda ad ultrasuoni per spostare la sonda ad ultrasuoni nella posizione desiderata e per evitare che la sonda si appoggi sull'animale.Una volta che il ratto è completamente anestetizzato, trasferirlo dalla camera di induzione a una coperta di circolazione di acqua calda calda. Utilizzare la crema di depilazione chimica per rimuovere i peli dalla gabbia toracica al bacino sul lato destro del ratto. Posizionare il ratto nella posizione reclinata laterale sinistra e fissare le zampe superiori sopra la testa su una piattaforma di imaging calda.Premere il tasto paziente sul pannello di controllo dello strumento e identificare il soggetto in base al disegno dello studio. Applicare una piccola quantità di gel ad ultrasuoni riscaldato sulla regione della pelle depilata del ratto. Spostare la sonda ad ultrasuoni per toccare l'area coperta di gel.Una volta che l'immagine in modalità B dal vivo degli organi interni appare sullo schermo, spostare la sonda ad ultrasuoni nell'area leggermente sopra l'anca, proprio parallela alle vertebre lombari. Utilizzare il display in modalità B per individuare il rene destro identificando la grande arteria renale e la separazione del midollo della corteccia. Osservare una parte del fegato in un singolo piano dell'immagine e assicurarsi che bolle d'aria o ombre non siano presenti nell'immagine.Regolare la messa a fuoco e assicurarsi che la corteccia renale e il parenchima epatico siano sullo stesso piano per ottenere un'immagine chiara. Assicurati che l'animale sia tra i respiri quando congela lo schermo per evitare di catturare immagini sfocate. Selezionare il rapporto di modalità B per misurare la luminosità relativa del tessuto dalla regione di interesse selezionata.Crea un cerchio di due millimetri e posizionalo sulla regione di interesse nell'immagine del fegato, che si trova a destra del rene. Posiziona un nuovo cerchio sull'immagine della corteccia renale, mantenendo le profondità dei cerchi sul fegato e sulla corteccia renale uguali. Premere il pulsante di selezione sul pannello di controllo per visualizzare l'indice epato-renale come rapporto di modalità B e ripetere la misurazione tre volte a diverse profondità e piani del tessuto, quindi calcolare la media.Spostare la sonda trasversalmente nell'area subcostale destra per individuare il fegato utilizzando la modalità B. Individuare un'area chiara del fegato che è per lo più parenchima e priva di grandi vasi sanguigni, come la vena porta e l'arteria epatica, quindi premere il pulsante SWE sul pannello di controllo per generare una mappa di elasticità di taglio del tessuto. Regolare le dimensioni e la posizione della scatola SWE sotto la capsula epatica in un'area priva di ombre.Quando la scatola è piena e stabile, premere il pulsante di congelamento sul pannello di controllo mentre il topo è tra i respiri. Toccare il Q-Box sul display touch dello strumento per calcolare l'elasticità dalla regione di interesse sulla mappa di elasticità dell'onda di taglio. Apparirà un cerchio e una casella di dati.Posizionare il cerchio nell'area priva di ombre con colorazione uniforme, evitando aree di rigidità. Ripetere la procedura tre volte spostando la sonda su e giù o lateralmente sull'addome per raccogliere immagini mappate SWE da diverse aree del fegato. Al termine, rimuovere il nastro dalle zampe e pulire il gel in eccesso.Rimetti il ratto in una gabbia calda e asciutta e lascialo recuperare completamente. Selezionare tutte le scansioni necessarie per l'analisi dei dati selezionando la casella accanto al nome del paziente utilizzando la track ball e il pulsante Seleziona. Dopo aver esportato i file, apri un singolo file JPG di ogni scansione e osserva i dati sul lato destro dell'immagine.Copia tutti i dati in un foglio di calcolo o in un altro software di gestione di database ed esegui le analisi statistiche desiderate. Le immagini rappresentative degli indici epato-renali dei gruppi di dieta ad alto contenuto di grassi carenti di colina mostrano che la luminosità del fegato nella corteccia renale era quasi la stessa e l'indice epato-renale era inferiore a uno nel gruppo di controllo. Nel gruppo con dieta ricca di grassi, la luminosità del fegato è aumentata e l'indice epato-renale è stato elevato fino a 1,91 a sei settimane e 1,79 a 12 settimane.I valori dell'indice epato-renale del gruppo di dieta ricca di grassi sono aumentati rapidamente durante le prime tre-sei settimane, prima di raggiungere un plateau. Le sezioni di fegato macchiate con colorante O rosso olio hanno mostrato un aumento significativo dell'area macchiata nel gruppo di dieta ricca di grassi rispetto al gruppo di controllo. È stata anche trovata una correlazione tra l'area macchiata percentuale e l'indice epato-renale.La rigidità dei tessuti è aumentata gradualmente nel gruppo con dieta ricca di grassi per 12 settimane e ha raggiunto 23,1 kilopascal a causa della fibrosi. I campioni di fegato sono stati colorati con rosso picrosirius per localizzare il collagene come indicatore di fibrosi. Un aumento significativo dell'area macchiata percentuale è stato osservato nel gruppo di dieta ricca di grassi rispetto al gruppo di controllo.E una forte correlazione è stata trovata anche tra l'area macchiata di percentuale e i numeri del modulo E dell'onda di taglio. È importante posizionare correttamente il trasduttore e i cerchi o le scatole di misurazione. Evitare artefatti nelle immagini consentirà misurazioni ripetibili e coerenti.Dopo la procedura, le misurazioni ex vivo dei trigliceridi epatici e dell'espressione genica del collagene possono essere eseguite anche sul tessuto necroscopico per confermare i risultati osservati nell'imaging.

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Biologia

Fonte: Giustetto, P., et. al., Ecografia parenchimale non invasiva, vascolare e metabolica ad alta frequenza e imaging cerebrale profondo fotoacustico del ratto. J. Vis. Exp. (2015)In questo video, dimostriamo l'uso degli ultrasuoni ad alta frequenza e dell'imaging fotoacustico per studiare la vascolarizzazione e il contenuto di emoglobina nel cervello di ratto. Questo metodo fornisce informazioni dettagliate sulla perfusione cerebrale e sull'ossigenazione del sangue, consentendo un'analisi non...

Ecografia non invasiva ad alta frequenza e imaging Doppler dell'emodinamica del cervello di ratto

La disfunzione emodinamica in fase iniziale è fondamentale per lo sviluppo della malattia renale. Tuttavia, le metodologie di rilevamento sono limitate. I recenti progressi nell'ecografia forniscono un'opzione non invasiva e accurata per la diagnosi precoce del danno renale. Questo studio delinea una metodologia ecografica passo-passo per rilevare la disfunzione renale utilizzando un modello di ratto di nefrotossicità indotta da farmaci.

La diagnosi precoce del farmaco-indotta renale emodinamica erettile Utilizzando ecografica Technology di ratti

valutazione non invasiva della funzione endoteliale in esseri umani può essere determinata mediante la tecnica dilatazione flusso-mediata. Anche se migliaia di studi hanno utilizzato questa tecnica, nessuno studio ha eseguito questa tecnica non invasiva nei ratti. Il seguente articolo descrive la misurazione non invasiva della dilatazione flusso-mediata nel brachiale e superficiali arterie femorali di ratti.

La valutazione ecografica della dilatazione flusso-mediata del brachiale e arterie femorali superficiali nei ratti

Nelle regolazioni cliniche, una biopsia del fegato viene utilizzata per valutare le fasi della steatoepatite non alcolica (steatosi, infiammazione, dell'epatocita in mongolfiera e fibrosi). Qui, vi illustriamo una survivable biopsia del fegato nei topi che può essere utilizzato per le analisi istologiche per consentire la valutazione degli agenti terapeutici in maniera più in linea con studi clinici.

Incorporazione di una procedura di biopsia del fegato Survivable in topi, per valutare la risoluzione di steatoepatite Non alcolica (NASH)

Il presente protocollo ottimizza i metodi di perfusione/decellularizzazione del fegato in situ e microscopia a due fotoni per stabilire una piattaforma affidabile per visualizzare la dinamica del rimodellamento della matrice extracellulare (ECM) durante la steatoepatite non alcolica (NASH).

Imaging 3D della matrice extracellulare del fegato in un modello murino di steatoepatite non alcolica

Utilizzando un modello murino di steatosi epatica non alcolica (NAFLD) indotto dalla dieta, descriviamo l'uso di nuove tecniche di imaging di tomografia microcomputerizzata in vivo come metodo non invasivo per valutare le fasi di progressione della NAFLD, concentrandoci prevalentemente sulla rete vascolare epatica a causa del suo significativo coinvolgimento nella disregolazione epatica correlata alla NAFLD.

Nuove tecniche di imaging con tomografia microcomputerizzata in vivo per valutare la progressione della steatosi epatica non alcolica

L'obiettivo di questo studio è stato quello di sviluppare un nuovo modello digitale tridimensionale per la diagnosi precoce della fibrosi epatica, che includa la rigidità di ciascun voxel nel fegato del paziente e possa quindi essere utilizzato per calcolare il rapporto di distribuzione del fegato del paziente in diversi stadi di fibrosi.

Un modello digitale tridimensionale per la diagnosi precoce della fibrosi epatica basato sull'elastografia a risonanza magnetica

L'ecografia Doppler ultraveloce (UFUS) con elevata risoluzione spaziale (100 μm) e sensibilità rappresenta una modalità di imaging non invasiva adatta per ottenere una panoramica qualitativa completa della vascolarizzazione epatica. L'UFUS facilita anche le misurazioni quantitative della microvascolarizzazione, con l'obiettivo di migliorare la nostra comprensione dei meccanismi delle malattie vascolari.

Imaging e quantificazione della vascolarizzazione epatica dei topi mediante ecografia Doppler ultraveloce

Questo studio descrive un protocollo combinato di risonanza magnetica (MRI) e ultrasuoni focalizzati pulsati a bassa intensità (FUS), utilizzando ratti vivi con cateterismo della vena giugulare per monitorare l'apertura della barriera emato-encefalica (BEE).

Monitoraggio dell'apertura della barriera emato-encefalica nei ratti con un sistema ecografico focalizzato preclinico

L'obiettivo di questo protocollo è quello di mostrare la tecnica e l'uso dell'elastografia transitoria point-of-care per i gastroenterologi pediatrici che monitorano il coinvolgimento epatobiliare e la malattia epatica avanzata da fibrosi cistica nelle persone con fibrosi cistica.

Implementazione dell'elastografia transitoria non invasiva Point of Care per la valutazione della malattia epatica nelle popolazioni pediatriche con fibrosi cistica

Scopri l'imaging ecografico e l'elastografia a onde di taglio per valutare steatosi e fibrosi epatica in modelli di ratto con NASH. Questo metodo non invasivo consente il monitoraggio longitudinale della malattia.

Applicazione dell'imaging ecografico a ultrasuoni e dell'elastografia a onde di taglio in un modello di ratto di NAFLD / NASH

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