Name: Tomografia preclinica a emissione di positroni con stampi animali conformi al corpo per lanalisi automatizzata delle immagini basata su cloud nei topi (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2024-10-25T14:50:00.000+00:00
Duration: 7 min 45 s
Description: Scopri la tomografia preclinica a emissione di positroni con stampi animali conformi al corpo per l'analisi automatizzata delle immagini basata su cloud nei topi. Questo metodo standardizza il posizionamento e accelera l'analisi dei dati.

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<meta charset="utf8"></head><body>Imaging PET e analisi della biodistribuzione nei topi utilizzando BCAM e strumenti SaaS

<ol><li>Huang, R., Wang, M., Zhu, Y., S Conti, P., Chen, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Development+of+pet+probes+for+cancer+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Curr+Top+Med+Chem%22%5BJournal%5D)">Development of pet probes for cancer imaging.</a> Curr Top Med Chem. 15 (8), 795-819 (2015).</li>
<li>Schwenck, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Advances+in+pet+imaging+of+cancer%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Rev+Cancer%22%5BJournal%5D)">Advances in pet imaging of cancer.</a> Nat Rev Cancer. 23 (7), 474-490 (2023).</li>
<li>Matthews, P. M., Rabiner, E. A., Passchier, J., Gunn, R. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Positron+emission+tomography+molecular+imaging+for+drug+development%5BTitle%5D)+AND+%22Br+J+Clin+Pharmacol%22%5BJournal%5D)">Positron emission tomography molecular imaging for drug development.</a> Br J Clin Pharmacol. 73 (2), 175-186 (2012).</li>
<li>Tavaré, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+effective+immuno-pet+imaging+method+to+monitor+CD8-dependent+responses+to+immunotherapy%5BTitle%5D)+AND+%22Cancer+Res%22%5BJournal%5D)">An effective immuno-pet imaging method to monitor CD8-dependent responses to immunotherapy.</a> Cancer Res. 76 (1), 73-82 (2016).</li>
<li>Maresca, K. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Preclinical+evaluation+of+89ZR-DF-IAB22M2C+PET+as+an+imaging+biomarker+for+the+development+of+the+gucy2c-cd3+bispecific+pf-07062119+as+a+t-cell+engaging+therapy%5BTitle%5D)+AND+%22Mol+Imaging+Biol%22%5BJournal%5D)">Preclinical evaluation of 89ZR-DF-IAB22M2C PET as an imaging biomarker for the development of the gucy2c-cd3 bispecific pf-07062119 as a t-cell engaging therapy.</a> Mol Imaging Biol. 23 (6), 941-951 (2021).</li>
<li>Nisnboym, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Immuno-pet+imaging+of+cd69+visualizes+t-cell+activation+and+predicts+survival+following+immunotherapy+in+murine+glioblastoma%5BTitle%5D)+AND+%22Cancer+Res+Commun%22%5BJournal%5D)">Immuno-pet imaging of cd69 visualizes t-cell activation and predicts survival following immunotherapy in murine glioblastoma.</a> Cancer Res Commun. 3 (7), 1173-1188 (2023).</li>
<li>Lee, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Efficacy+and+imaging-enabled+pharmacodynamic+profiling+of+Kras+g12c+inhibitors+in+xenograft+and+genetically+engineered+mouse+models+of+cancer%5BTitle%5D)+AND+%22Mol+Cancer+Ther%22%5BJournal%5D)">Efficacy and imaging-enabled pharmacodynamic profiling of Kras g12c inhibitors in xenograft and genetically engineered mouse models of cancer.</a> Mol Cancer Ther. 22 (7), 891-900 (2023).</li>
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<li>Rashidian, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Predicting+the+response+to+CTLA-4+blockade+by+longitudinal+non-invasive+monitoring+of+cd8+t+cells%5BTitle%5D)+AND+%22J+Exp+Med%22%5BJournal%5D)">Predicting the response to CTLA-4 blockade by longitudinal non-invasive monitoring of cd8 t cells.</a> J Exp Med. 214 (8), 2243-2255 (2017).</li>
<li>Klose, A. D., Paragas, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Automated+quantification+of+bioluminescence+images%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Commun%22%5BJournal%5D)">Automated quantification of bioluminescence images.</a> Nat Commun. 9 (1), 4262(2018).</li>
<li>Gu, Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Performance+Evaluation+of+G8%2C+a+high-sensitivity+benchtop+preclinical+PET%2FCT+Tomograph%5BTitle%5D)+AND+%22J+Nucl+Med%22%5BJournal%5D)">Performance Evaluation of G8, a high-sensitivity benchtop preclinical PET/CT Tomograph.</a> J Nucl Med. 60 (1), 142-149 (2019).</li>
<li>Bongratz, F., Rickmann, A. -M., Wachinger, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Abdominal+organ+segmentation+via+deep+diffeomorphic+mesh+deformations%5BTitle%5D)+AND+%22Sci+Rep%22%5BJournal%5D)">Abdominal organ segmentation via deep diffeomorphic mesh deformations.</a> Sci Rep. 13 (1), 18270(2023).</li>
<li>Wang, H., Stout, D. B., Chatziioannou, A. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mouse+atlas+registration+with+non-tomographic+imaging+modalities-a+pilot+study+based+on+simulation%5BTitle%5D)+AND+%22Mol+Imaging+Biol%22%5BJournal%5D)">Mouse atlas registration with non-tomographic imaging modalities-a pilot study based on simulation.</a> Mol Imaging Biol. 14, 408-419 (2012).</li>
<li>Montgomery, M. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mouse+lung+automated+segmentation+tool+for+quantifying+lung+tumors+after+micro-computed+tomography%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+One%22%5BJournal%5D)">Mouse lung automated segmentation tool for quantifying lung tumors after micro-computed tomography.</a> PLoS One. 16 (6), e0252950(2021).</li>
<li>Montgomery, M. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Applying+deep+learning+to+segmentation+of+murine+lung+tumors+in+preclinical+micro-computed+tomography%5BTitle%5D)+AND+%22Transl.+Oncol%22%5BJournal%5D)">Applying deep learning to segmentation of murine lung tumors in preclinical micro-computed tomography.</a> Transl. Oncol. 40, 101833(2024).</li>
<li>Van Sluis, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Manual+versus+artificial+intelligence-based+segmentation+as+a+pre-processing+step+in+whole-body+pet+dosimetry+calculations%5BTitle%5D)+AND+%22Mol+Imaging+Biol%22%5BJournal%5D)">Manual versus artificial intelligence-based segmentation as a pre-processing step in whole-body pet dosimetry calculations.</a> Mol Imaging Biol. 25 (2), 435-441 (2023).</li>
<li>Nazari, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Automated+and+robust+organ+segmentation+for+3D-based+internal+dose+calculation%5BTitle%5D)+AND+%22EJNMMI+Res%22%5BJournal%5D)">Automated and robust organ segmentation for 3D-based internal dose calculation.</a> EJNMMI Res. 11, 1-13 (2021).</li>
<li>Goel, S., England, C. G., Chen, F., Cai, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Positron+emission+tomography+and+nanotechnology%3A+A+dynamic+duo+for+cancer+theranostics%5BTitle%5D)+AND+%22Adv+Drug+Deliv+Rev%22%5BJournal%5D)">Positron emission tomography and nanotechnology: A dynamic duo for cancer theranostics.</a> Adv Drug Deliv Rev. 113, 157-176 (2017).</li>
<li>Campbell, D. O., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Preclinical+evaluation+of+an+anti-nectin-4+immunopet+reagent+in+tumor-bearing+mice+and+biodistribution+studies+in+cynomolgus+monkeys%5BTitle%5D)+AND+%22Mol+Imaging+Biol%22%5BJournal%5D)">Preclinical evaluation of an anti-nectin-4 immunopet reagent in tumor-bearing mice and biodistribution studies in cynomolgus monkeys.</a> Mol Imaging Biol. 18, 768-775 (2016).</li>
<li>Bednarz, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Murine-specific+internal+dosimetry+for+preclinical+investigations+of+imaging+and+therapeutic+agents%5BTitle%5D)+AND+%22Health+Phys%22%5BJournal%5D)">Murine-specific internal dosimetry for preclinical investigations of imaging and therapeutic agents.</a> Health Phys. 114 (4), 450-459 (2018).</li>
</ol>

<table><tbody><tr><td>[18F]FDG</td><td>PETNet Solutions, Culver City, CA</td><td>NA</td><td>Radiotracciante utilizzato per l'imaging PET</td></tr><tr><td>Ago da 27 G&nbsp;</td><td>Becton, Dickinson and Company, San Diego, CA</td> 305136 <td>Utilizzato per l'iniezione cellulare&nbsp;</td><td></td></tr><tr><td>app.invivo.ax/login</td><td>Invivo Analytics, Seattle, WA</td><td>NA</td><td>Pagina web Software as a Service</td></tr> Body <tr><td>Conforming Animal Molds</td><td>Invivo Analytics, Seattle, WA</td><td>NA</td><td>BCAM con intervallo di peso da 18 a 26 g</td></tr><tr><td>Calibratore di dose; CRC-55tw</td><td>Capintec, Florham Park, NJ</td><td>CRC-55tw</td><td>Misurazione delle dosi radioattive</td></tr><tr><td>Scanner PET/CT G8</td><td>Sofie Biosciences/Xodus Imaging, Torrence, CA</td><td>NA</td><td>Scanner da banco con dock di carico</td></tr><tr><td>G8-Docking station</td><td>Sofie Biosciences/Xodus Imaging, Torrence, CA</td><td>NA</td><td>Docking station per la stadiazione</td></tr><tr><td>Modello di stampo da impianto</td><td>Invivo Analytics, Seattle, WA</td><td>NA</td><td>Modello per un impianto ottimale del tumore</td></tr><tr><td>Unguento lubrificante per gli occhi</td><td>BAUSCH & LOMB, Ontario, Canada</td><td>Soothe Nighttime</td><td>Eye Lube for tope</td></tr><tr><td>Navetta G8 modificata</td><td>Invivo Analytics, Seattle, WA</td><td>NA</td><td>Navetta per l'alloggio BCAM</td></tr><tr><td>Anestesia del topo Scatola di induzione</td><td>Patterson Scientific, Waukesha, WI</td><td>78933388</td><td>Utilizzato per l'anestesia di un topo</td></tr><tr><td>PRE-Clip</td><td>Invivo Analytics, Seattle, WA</td><td>NA</td><td>Adattatore BCAM per la connessione</td></tr> <tr><td>dell'anestesiaPremière Scaldavetrini</td><td>LabScientific, Danvers, MA</td><td>XH-2001</td><td>Scaldavetri a temperatura regolabile utilizzato per la dilatazione della vena della coda e l'induzione dell'anestesia</td></tr><tr><td>Siringa (1 mL)</td><td>Becton, Dickinson and Company, San Diego, CA</td> 309659 <td>Utilizzato per l'iniezione cellulare&nbsp;</td><td></td></tr><tr><td>Piattaforma di iniezione della vena caudale</td><td>Braintree Scientific, Pembroke, MA</td><td>IL-300</td><td>Dispositivo di ritenuta utilizzato per la somministrazione di iniezioni endovenose.</td></tr><tr><td>Software Vivoqaunt</td><td>Invicro, Needham, MA</td><td>NA</td><td>Software utilizzato per la segmentazione manuale</td></tr></tbody></table>

tomografia preclinica a emissione di positroni con stampi animali conformi al corpo per l'analisi automatizzata delle immagini basata su cloud nei topi

Preclinical Positron Emission Tomography with Body Conforming Animal Molds for Cloud-Based Automated Image Analysis in Mice

Una volta caricati, i dati PET possono essere visualizzati sul sito Web SaaS come un pannello di immagini coronali, sagittali e trasversali sovrapposte alle ROI degli organi selezionati dettate dall'OPM (Figura 3A). Non solo il software può caricare singole immagini, ma più mouse di un gruppo o di un intero studio possono essere visualizzati contemporaneamente come un'unica immagine compressa. All'interno di questa finestra di analisi, sono disponibili opzioni per personalizzare i colori del ROI, l'intensità della barra di scala e altri parametri comuni. Una volta selezionate le metriche analitiche ideali, il SaaS genera un grafico a barre di biodistribuzione scaricabile degli organi selezionati (Figura 3B).
Per valutare le prestazioni della piattaforma SaaS basata su OPM, i risultati dell'analisi automatizzata sono stati confrontati con quelli derivati da un analista di imaging esperto come gold standard. La regressione lineare fit è stata eseguita sui valori di assorbimento di [18F] FDG da cervello, cuore, rene (a destra) e milza. Da notare che la piattaforma offre un elenco completo di organi tra cui gli utenti possono scegliere, tra cui scheletro, cervello, vescica, cuore, reni (destro e sinistro), fegato, milza, polmoni e muscoli quadricipiti (destro e sinistro). I quattro organi di cui sopra sono stati selezionati in questo studio solo a scopo illustrativo. Inoltre, a causa delle dimensioni, della forma e della profondità/posizione variabili dei tumori impiantati, il tumore non è incluso come organo nell'OPM e quindi escluso da questa analisi comparativa. Come mostrato nella Figura 4, l'analisi automatizzata e l'analisi manuale hanno prodotto risultati complessivamente coerenti, con il cervello che ha mostrato la correlazione più alta (r2 = 0,8466). Ciò è previsto a causa delle grandi dimensioni dell'organo e della posizione altamente costante del cervello all'interno del cranio. Anche il rene destro e il cuore hanno mostrato valori ragionevoli di r2 di 0,6874 e 0,4849, rispettivamente. Al contrario, l'analisi di correlazione per la milza ha generato un valore r2 di 0,3922, che è il più basso tra gli organi testati. Ciò non sorprende in quanto la milza è annidata nel pancreas e nei tessuti adiposi che mancano di morfologia definita e presumono la stessa densità dei tessuti molli alla TC. La milza è, quindi, difficile da segmentare manualmente e l'OPM può presentare un mezzo più preciso per demarcare questo organo (cioè, superando il gold standard). La pendenza e l'intercetta Y di queste analisi di correlazione sono mostrate anche nella Figura 4. Coerentemente con i valori di r2 , il cervello aveva una pendenza più vicina a 1 (cioè una perfetta correlazione tra OPM e risultati manuali) e la più piccola intercetta Y (cioè un minimo bias sistemico), mentre gli altri organi mostravano una deviazione maggiore e variabile da una perfetta correlazione.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67370/67370fig01.jpg"> 
Figura 1: Impianto tumorale guidato da BCAM e modello. (A) La pre-clip (1) è fissata al pezzo inferiore di uno stampo BCAM (2) con una linea di anestesia collegata (3). Questo funge da base per l'impianto del tumore. (B) Un topo con il sito dell'impianto target rasato (in questo caso, la spalla destra) viene posizionato sulla base in anestesia prima dell'iniezione di cellule. (C) Dima di impianto tumorale (4) con ritagli predefiniti per guidare il posizionamento dell'inoculazione delle cellule tumorali. (D) Realizzazione di un segno di riferimento temporaneo prima dell'iniezione della cellula con lo stampo modello posizionato sul lato dorsale del topo. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67370/67370fig01large.jpg" target="_blank">Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67370/67370fig02.jpg"> 
Figura 2: Posizionamento di un mouse in una BCAM. (A) Vista dall'alto - Posizionare un mouse in un BCAM di dimensioni adeguate (5). (B) Vista laterale - Il nastro viene utilizzato per fissare le zampe posteriori alle piattaforme (6). La coda è fissata con del nastro adesivo alla piattaforma di coda (7) direttamente sotto il mouse. (C) Il topo, nel BCAM, viene inserito nella navetta per immagini (8). (D) Il mouse, il BCAM e la navetta sono collegati a una docking station per anestesia (9). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67370/67370fig02large.jpg" target="_blank">Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67370/67370fig03.jpg"> 
Figura 3: Immagini rappresentative e output dei dati visualizzati e analizzati rispettivamente dallo strumento SaaS. (A) Immagini rappresentative visualizzate sul sito Web SaaS. Viste coronali, sagittali e trasversali dell'immagine PET/CT sovrapposte alle ROI degli organi selezionate dalla mappa di probabilità degli organi (OPM). Rosa: cervello; rosso: cuore; blu scuro: polmone; salmone: fegato; Arancione: rene (a destra). Il tumore non è definito dall'OPM. (B) Un grafico rappresentativo scaricabile generato dall'analisi automatizzata. Un elenco degli organi selezionati può essere visualizzato nel pannello in alto a sinistra. I dati qui riportati sono riportati in %ID/mL. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67370/67370fig03large.jpg" target="_blank">Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67370/67370fig04.jpg"> 
Figura 4: Analisi di regressione lineare che confronta i valori di assorbimento dell'organo [18F]FDG derivati dall'analisi manuale e dal flusso di lavoro di automazione basato su OPM. Sono state utilizzate dieci scansioni PET/TC di topi femmina C57BL/6. I valori r2 , le linee di confidenza del 95%, la pendenza e le intercette Y vengono visualizzati sul grafico per ciascun organo indicato. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67370/67370fig04large.jpg" target="_blank">Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a>

Tomografia preclinica a emissione di positroni con stampi animali conformi al corpo per l'analisi automatizzata delle immagini basata su cloud nei topi

Positron Emission Tomography (PET) is a molecular imaging modality that can be used to investigate a multitude of pharmacological questions, such as ...

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Analisi del contenuto di grassi è abitualmente condotta in studi che utilizzano modelli murini di obesità. Metodi emergenti nel piccolo animale CT imaging e di analisi stanno fornendo per l'analisi longitudinale di contenuti particolari grassi. Qui passo dettaglio da procedure dettagliate per l'esecuzione di piccoli animali CT imaging, analisi e visualizzazione.

Segmentazione e misurazione dei volumi FAT nei modelli murini di obesità Utilizzo di X-ray Tomografia Computerizzata

Un metodo di imaging funzionale di tessuto adiposo bruno topo (BAT) è descritto in cui freddo stimolato l'assorbimento di 18F-fluorodesossiglucosio (FDG) in BAT è non invasivo valutata con un protocollo standardizzato micro-PET/CT. Questo metodo è robusto e sensibile per rilevare le differenze nelle attività BAT in modelli murini.

Imaging funzionale del grasso bruno nei topi con FDG micro-PET/CT

Descriviamo un protocollo per l'imaging ibrido, che combina la tomografia mediata dalla fluorescenza (FMT) con la micro tomografia computerizzata (μCT). Dopo la fusione e la ricostruzione, eseguiamo la segmentazione interattiva degli organi per estrarre misurazioni quantitative della distribuzione della fluorescenza.

Hybrid Imaging μCT-FMT e analisi delle immagini

Descriviamo un metodo per il rilevamento dello sviluppo del nodulo tumorale nei polmoni di un modello murino di adenocarcinoma utilizzando la micro-tomografia computerizzata e il suo utilizzo per monitorare i cambiamenti nelle dimensioni del nodulo nel tempo e in risposta al trattamento. L'accuratezza della valutazione è stata confermata con la quantificazione istologica end-point.

Utilizzando la tomografia micro-computerizzata per la valutazione di sviluppo del tumore e follow-up di risposta al trattamento in un modello murino di cancro ai polmoni

Seguendo la preparazione di un anticorpo monoclonale 64 Cu-modificata legandosi ad un recettore delle cellule T transgenico murino, cellule T sono radiomarcato in vivo, analizzati per la vitalità, funzionalità, stabilità etichettatura e apoptosi e adoptively trasferite in topi con una cannula ipersensibilità di tipo ritardato reazione per l'imaging non invasiva mediante tomografia a emissione di positroni / tomografia computerizzata (PET / CT).

Murino linfociti Etichettatura da<sup&gt; 64</sup&gt; Cu-anticorpo recettore Targeting per<em&gt; In Vivo</em&gt; Cell Traffico da PET / CT

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Impianto e monitoraggio da PET/CT di un modello ortotopico di mesotelioma pliologico umano in topi atimici

In questa pubblicazione descriviamo protocolli per la valutazione del gioco mucociliare delle vie aeree (MCC) nei topi in vivo utilizzando l'imaging a radionuclide a doppia modalità. Questo protocollo è progettato per una singola tomografia computerizzata ad emissione di fotoni (SPECT) e un protocollo di acquisizione della tomografia computerizzata (CT) utilizzando collimatori a tutto il corpo del mouse (MWB) in un doppio sistema SPECT/CT.

Valutazione in vivo del nulla osta mucociliario nei topi

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Visualizzazione e quantificazione dei tessuti adiposi marroni e beige nei topi utilizzando [18F]FDG Micro-PET/MR Imaging

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Qui, presentiamo un protocollo sperimentale di imaging per la quantificazione della funzione cardiaca e della morfologia utilizzando la tomografia ad emissione di positroni ad alta risoluzione / tomografia computerizzata per piccoli animali. Vengono considerati sia i topi che i ratti, discutendo i diversi requisiti degli agenti di contrasto della tomografia computerizzata per le due specie.

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Tomografia preclinica a emissione di positroni con stampi animali conformi al corpo per l'analisi automatizzata delle immagini basata su cloud nei topi

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