Artykuł metodologiczny

Rezonans magnetyczny in vivo 19F do śledzenia komórek

14.8K wyświetleń

DOI:

10.3791/50802

25 listopada 2013

W tym artykule

Podsumowanie

Opisujemy ogólny protokół śledzenia komórek in vivo za pomocą MRI w modelu mysim z komórkami oznaczonymi ex vivo. Dołączony jest typowy protokół do znakowania komórek, przetwarzania akwizycji obrazu i kwantyfikacji.

Streszczenie

In vivo 19F MRI umożliwia ilościowe śledzenie komórek bez użycia promieniowania jonizującego. Jest to nieinwazyjna technika, którą można zastosować u ludzi. W tym miejscu opisujemy ogólny protokół znakowania komórek, obrazowania i przetwarzania obrazu. Technika ta ma zastosowanie do różnych typów komórek i modeli zwierzęcych, chociaż tutaj skupiamy się na typowym mysim modelu do śledzenia mysich komórek odpornościowych. Opisano najważniejsze kwestie związane z etykietowaniem komórek, ponieważ są one istotne dla wszystkich modeli. Podobnie wymienione są kluczowe parametry obrazowania, chociaż szczegóły będą się różnić w zależności od systemu MRI i indywidualnej konfiguracji. Na koniec dołączamy protokół przetwarzania obrazu w celu oceny ilościowej. Warianty tej i innych części protokołu są oceniane w sekcji Dyskusja. W oparciu o szczegółową procedurę opisaną tutaj użytkownik będzie musiał dostosować protokół do każdego konkretnego typu komórki, etykiety komórki, modelu zwierzęcego i konfiguracji obrazowania. Należy pamiętać, że protokół może być również dostosowany do stosowania u ludzi, o ile spełnione są ograniczenia kliniczne.

Wprowadzenie

Śledzenie komórek in vivo jest niezbędne do optymalizacji i monitorowania terapii komórkowych1. Ze względu na swój nieinwazyjny charakter, obrazowanie daje doskonałe możliwości monitorowania komórek in vivo. Obrazowanie metodą rezonansu magnetycznego (MRI) jest niezależne od promieniowania jonizującego i umożliwia uzyskanie doskonałej rozdzielczości obrazowania oraz wewnętrznego kontrastu tkanek miękkich. Śledzenie komórek na podstawie MRI zostało już wykorzystane klinicznie do śledzenia komórek dendrytycznych u pacjentów z czerniakiem2. Konwencjonalny kliniczny rezonans magnetyczny przeprowadza się na jądrze 1H, obecnym w ruchomej wodzie w tkankach. Możliwe jest również przeprowadzenie rezonansu magnetycznego na innych jądrach aktywnych, takich jak 13C, 19F i 23Na. Jednak tylko 19F MRI został z powodzeniem zastosowany do śledzenia komórek in vivo, ponieważ oferuje najwyższą czułość po 1godzinie. Brak wykrywalnego przez MRI endogennego 19F w tkankach pozwala na wysoką selektywność sygnału do wykrywania egzogennych środków kontrastowych 19F i umożliwia ilościowe określenie stężenia fluoru bezpośrednio na podstawie danych obrazowych. Szczegółowe omówienie 19F MRI znajduje się w3-5. Kluczową kwestią związaną z 19F MRI jest potrzeba opracowania i optymalizacji odpowiednich etykiet dla komórek 19F, chociaż opracowano kilka etykiet, z tendencją do stosowania środków multimodalnych6.

Protokół, który tutaj opisujemy, jest oparty na badaniach przeprowadzonych przez nasze grupy7-9, w tym na pierwszych artykułach, które opisywały in vivo ilościowe śledzenie komórek 19F MRIoparte na 10,11. Ogólna procedura śledzenia komórek za pomocą 19F MRI jest podsumowana na rysunku 1. Opisujemy ogólny protokół znakowania i obrazowania komórek dendrytycznych (DC) przy użyciu specjalnie wykonanego środka kontrastowego z perfluorowęglowodoru8. Protokół obrazowania ma ogólne zastosowanie do różnych typów komórek, etykiet i modeli zwierzęcych. Opisany tutaj typ komórki i model zwierzęcy należy traktować jedynie jako przykład, dlatego nie podajemy szczegółów na temat izolacji i znakowania komórek, ale raczej skupiamy się na protokole obrazowania. Modyfikacje będą konieczne dla każdej etykiety, typu komórki, modelu zwierzęcego i konfiguracji obrazowania, a można je znaleźć w literaturze lub mogą wymagać optymalizacji przez naukowców. W dyskusji uwzględniono kilka typowych modyfikacji.

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Protokół

Uwaga: Wszystkie eksperymenty i procedury z udziałem zwierząt muszą być przeprowadzane zgodnie z odpowiednimi wytycznymi etycznymi i zgodnymi ze standardowymi wymaganiami dotyczącymi opieki nad zwierzętami i humanitarnej.

1. Etykietowanie komórek (Standardowy protokół z Coincubation)

  1. Dodać 19F etykieta8 do niedojrzałych DC w stężeniu 4 mg/106 komórek (w 2 ml pożywki). Delikatnie zamieszaj, aby wymieszać.
  2. Inkubować komórki z etykietą przez 3 dni przed dojrzewaniem i zbieraniem DC.
  3. Zbierz kontrolery domeny i usuń nadmiar etykiety, myjąc co najmniej 3 razy w PBS. Policz komórki.
  4. Zawiesić w małej objętości PBS do wstrzyknięcia lub dalszych badań.

Uwaga: Ten protokół jest odpowiedni dla tych konkretnych DC i etykiet. Procedura została zoptymalizowana w innej publikacji8 i zawiera tutaj tylko kroki przygotowania próbki do obrazu, ponieważ ten protokół koncentruje się na obrazowaniu. W związku z tym protokół izolacji, hodowli i znakowania określonego typu komórek będzie musiał zostać znaleziony w literaturze lub zoptymalizowany przez badacza. Podsumowanie wszystkich pozostałych 19oznaczeń F, które zostały użyte w literaturze, znajduje się w innym miejscu6.

2. Oznaczanie 19F/komórkę za pomocą 19F NMR

  1. Umieść znaną liczbę znakowanych komórek (zwykle więcej niż 0,5 x 106 lub liczbę, która daje wystarczający sygnał) w probówce NMR.
  2. Dodać 10 μl 5% kwasu trifluorooctowego (TFA). Jeśli częstotliwość rezonansowa TFA jest nieodpowiednia ze względu na nakładanie się na etykietę, należy użyć alternatywnego związku rozpuszczalnego, najlepiej z pojedynczym rezonansem 19F.
  3. Umieścić próbkę w spektrometrze NMR i uzyskać widmo 19F. Upewnij się, że przepustowość jest wystarczająca zarówno dla TFA (odwołania), jak i agenta.

Uwaga: TR powinien być wystarczająco długi, aby uzyskać pełne rozluźnienie odniesienia i obracanie próbki (około 5 razy czas relaksacji T1 najdłuższego składnika T1 w probówce, zazwyczaj TR ~5-8 sekund). Niektóre spektrometry wymagają D2Odla sygnału blokady częstotliwości. Wystarczające jest standardowe widmo 19F. Szerokie uśrednianie lub wyższa liczba komórek będzie wymagana, jeśli pobieranie komórek przez etykietę jest słabe lub jeśli liczba komórek jest niska. Widmo powinno być wyśrodkowane między pikami odniesienia i odpowiednimi pikami oznaczonymi, chyba że dokonuje się korekt w celu uwzględnienia częściowego wzbudzenia.

  1. Obliczyć względne obszary pod pikami odniesienia i próbki (lub głównego piku próbki), a następnie obliczyć średnią liczbę 19F/komórkę w próbce.

Uwaga: Cały proces musi być powtórzony i uśredniony na tyle obszernie, aby osiągnąć statystyczną istotność. Można to również zrobić za pomocą spektroskopii bezpośrednio na skanerze MRI. Należy jednak pamiętać, że ta procedura ujawnia tylko średnie obciążenie 19F dla dużej liczby komórek, a nie zmienność między komórkami. Sprawdzenie jednorodności wychwytu komórkowego wymaga obecności składnika fluorescencyjnego przy czynniku 19F, dzięki czemu wychwyt komórek może być analizowany za pomocą mikroskopii lub cytometrii przepływowej.

3. Rozważania dotyczące projektu eksperymentalnego - iniekcja komórkowa

Ze względu na stosunkowo słabą czułość 19F MRI do śledzenia komórek, model zwierzęcy, w którym komórki będą lokalizować się w dużej liczbie, jest niezbędny do udanego obrazowania in vivo. Typowe wartości czułości wahają się od 1 000 do 100 000 komórek/woksel/1 godzina skanowania6, przy obciążeniu komórek w zakresie 1011-10 13 atomów fluoru.

Liczba i częstotliwość sesji obrazowania musi być starannie zaplanowana, ponieważ wpływa to na wybór środka znieczulającego. Należy zauważyć, że izofluran może nie być odpowiedni do 19F MRI, jeśli częstotliwość rezonansowa 19F izofluranu jest zbliżona do częstotliwości zastosowanego związku znakowanego. Izofluran może być nadal odpowiedni, jeśli sesje obrazowania są wystarczająco krótkie, aby zapobiec znacznemu nagromadzeniu. W literaturze stosowano kilka alternatywnych środków znieczulających10,11; Przykład znajduje się w protokole obrazowania. Znieczulenie może wymagać optymalizacji dla różnych szczepów myszy i modeli chorób.

4. Projektowanie zewnętrznego odniesienia 19F

  1. Do oznaczania ilościowego12 należy użyć zewnętrznego odniesienia zawierającego znaną ilość sygnału 19F. Wybierz natężenie sygnału odniesienia, aby było w przybliżeniu porównywalne z natężeniem oczekiwanym od obiektu.

Uwaga: Generalnie, najprościej jest, jeśli związek odniesienia jest taki sam jak etykieta komórki, aby dopasować parametry relaksacji. Jeśli stosuje się sekwencje spektroskopowe lub sekwencje bez lokalizacji przestrzennej, może być konieczne zastosowanie związku o innym przesunięciu chemicznym.

  1. W razie potrzeby zmodyfikuj położenie, rozmiar i kształt odniesienia, w zależności od obszaru zainteresowania (ROI). Uwaga: Generalnie najłatwiej jest użyć rur o jednolitym przekroju jako odniesienia.

5. Obrazowanie i przygotowanie myszy

  1. Rozcieńczyć dostępną w handlu ketaminę i ksylazynę w stosunku 1:10 v/v solą fizjologiczną, aby otrzymać roztwory podstawowe 10 mg/ml ketaminy i 2 mg/ml ksylazyny.
  2. Włącz system ogrzewania w skanerze (zazwyczaj ciepłe powietrze), aby upewnić się, że otwór będzie ciepły przed obrazowaniem myszy.
  3. Wstrzyknąć dootrzewnowo 100 mg/kg ketaminy i 10 mg/kg ksylazyny w celu rozpoczęcia znieczulenia. Uwaga: Dawki te zostały przetestowane na CD1(ICR) i NU-Foxn1nu 8-tygodniowych samców myszy. Inne szczepy mogą wymagać nieco innych dawek, które powinny zostać zoptymalizowane w osobnym eksperymencie. Ta dawka utrzyma mysz w stanie znieczulenia przez około 45 minut. Uwaga: Głębokość znieczulenia jest zwykle wystarczająca, jeśli zwierzę nie wykazuje reakcji na uszczypnięcie stopy.
  4. Po znieczuleniu umieść zwierzę w kołysce dla zwierząt i unieruchom, aby zapobiec ruchowi podczas rezonansu magnetycznego. W razie potrzeby umieść odniesienie zewnętrzne obok zwierzęcia. Zarówno odniesienie, jak i ROI (oczekiwana lokalizacja wstrzykniętych komórek) powinny znajdować się w środku cewki. Zwierzę powinno być podłączone do kontroli temperatury i oddechu w celu monitorowania fizjologicznego podczas skanowania.
  5. Przykryj oczy myszy sterylną maścią do oczu, aby zapobiec wysuszeniu podczas długich sesji obrazowania.
  6. Jeśli czas obrazowania przekracza 40 minut, przygotuj dodatkowe cewniki do wstrzyknięcia dodatkowej ketaminy/ksylazyny, zanim zwierzę będzie mogło się obudzić. Umieścić dwa oddzielne cewniki podskórne z roztworami roboczymi ketaminy i ksylazyny. Użyj tego cewnika, aby podać myszy dodatkowe 2,5 mg ketaminy co 20 minut po pierwszych 40 minutach. W razie potrzeby należy przedłużyć znieczulenie, wstrzykując dodatkowe 0,5 mg ksylazyny przez cewnik, 100 minut po pierwszym wstrzyknięciu. We wszystkich przypadkach czas eksperymentu nie powinien przekraczać 3 godzin, z wyjątkiem ewentualnie znieczulenia terminalnego.
  7. Upewnić się, że mysz jest ogrzana bezpośrednio po pierwszym wstrzyknięciu i utrzymywana w temperaturze ciała wynoszącej 37 °C. Dzięki temu protokołowi wykryto <80% natlenienia krwi podczas oddychania powietrzem w atmosferze. Aby zapobiec skutkom ubocznym obniżonego natlenienia krwi, należy stosować 100% tlenu (0,3 l/min). Temperatura ciała i oddech powinny być kontrolowane przez cały czas trwania eksperymentu i do momentu pełnego wyzdrowienia zwierzęcia. Należy pamiętać, że częstość spontanicznych oddechów pod ketaminą/ksylazyną jest bardzo wysoka (200-250/min). Nieprawidłowości we wzorcu oddychania, a nie częstość oddechów, mogą wskazywać, że do utrzymania odpowiedniego stanu znieczulenia konieczna jest wyższa dawka. Mysz obudzi się spontanicznie w ciągu 20-30 minut po ostatniej dawce środka znieczulającego.

Uwaga: Do śledzenia komórek konieczne jest zobrazowanie tego samego zwierzęcia więcej niż raz. W takim przypadku sesje obrazowania powinny być zaplanowane z uwzględnieniem czasu niezbędnego do usunięcia znieczulenia z systemu i wytycznych instytutu dotyczących stosowania zwierząt.

6. Obrazowanie

1H regulacje i obrazowanie

  1. Umieść zwierzę wewnątrz skanera tak, aby zwrot akcji znajdował się w izocentrum, za pomocą skanu anatomicznego o niskiej rozdzielczości z różnymi orientacjami plastrów (lokalizator).
  2. Użyj zwykłego protokołu podkładkowania na 1godzinie, np. globalnej podkładki na całej objętości wewnątrz cewki.
  3. Dostosuj wzmocnienie impulsu referencyjnego (RG), tj. moc nadajnika mierzoną w dB dla impulsu RF Hermite 90° 1 ms, korzystając ze skanu regulacyjnego dostarczonego przez dostawcę.

Uwaga: Ta regulacja będzie się różnić w zależności od typu cewki RF i jest niezbędna dla 19F MRI, ponieważ sygnał na częstotliwości 19F jest zwykle zbyt niski do bezpośredniej regulacji. W związku z tym należy dokonać oszacowania RG na podstawie pomiarów na sygnale 1H. W przypadku transmisji RF z cewką powierzchniową 1H RG należy ustawić w płaszczyźnie równoległej do cewki przez część będącą przedmiotem zainteresowania, w przypadku cewki objętościowej o jednorodnym profilu B1 dokładne ustawienia regulacji są mniej ważne.

  1. Poniższy protokół regulacji wzmocnienia impulsu referencyjnego 19F działa tylko wtedy, gdy zarówno transmisja 1H, jak i 19F RF jest realizowana przy użyciu tej samej (pojedynczej lub podwójnie dostrojonej) cewki RF. W przypadku takiego układu obrazowania profil cewki (pole transmisyjne B1) w 1H powinien być proporcjonalny do profilu cewki 19F, gdy stosuje się stałą RG, tj. B1,1H=C*B1,19F przy stałej proporcjonalności C.
    1. Aby potwierdzić, że profile zwojów są proporcjonalne dla określonej konfiguracji, należy wcześniej uzyskać mapę kąta odwrócenia 1H i 19F (patrz następna sekcja dotycząca korekcji B1) na rurze o wysokim stężeniu 19F, np. TFA w wodzie (1:1 v/v) przy użyciu identycznych pól widzenia (FOV), (rysunek 3).
    2. Korzystając z tej samej RG, sprawdź, czy obie mapy są identyczne, z wyjątkiem globalnego współczynnika C.
    3. Po ustaleniu 1H RG zanotuj tę liczbę.
  2. Wykonaj konwencjonalne badanie MRI 1H jako anatomiczny punkt odniesienia dla obrazowania 19F. Dostosuj system do częstotliwości 19F markera komórkowego i przeprowadź skan MR 19F. Idealnie byłoby, gdyby rezonans magnetyczny 19F miał takie samo pole widzenia i wybór warstw jak rezonans magnetyczny 1H, chociaż zwykle z niższą rozdzielczością. Zwierzę można reanimować, gdy tylko obrazowanie zostanie zakończone. Przetwarzanie obrazu może być następnie przeprowadzane w trybie offline.
  3. Wyznacz 19F RG poprzez zależność dB19F=dB1H-20*log10(C). Oszacuj częstość czynnika 19F w oddzielnym doświadczeniu in vitro.

Uwaga: In vivo, dokładna częstotliwość może się nieznacznie różnić w zależności od eksperymentu ze względu na różne warunki podkładkowania. Aby zapobiec artefaktom przesunięcia chemicznego, dokładna częstotliwość powinna być określana w każdym doświadczeniu przez 19F MRS, jeśli to możliwe. Typowym skanem dla bardzo niskiego sygnału 19F byłaby spektroskopia globalna (impulsowa) (TR=200 ms, NEX=3,000, TA=10 min, BW=50 kHz). NEX, a więc TA, może być znacznie zmniejszony dla wysokiego sygnału 19F. Częstość czynnika 19F wyznacza się na podstawie widma po transformacji Fouriera i korekcji fazowej. NEX odnosi się do liczby wzbudzeń, TA to czas akwizycji, a BW to przepustowość.

Uwaga: Typowe parametry obrazowania9 na dedykowanym skanerze zwierząt 11,7 T/16 cm to: Anatomiczny skan obrazowy 1H z wykorzystaniem sekwencji turbo spin echo (TSE) z TR/efektywnym czasem echa (TEeff) = 2,200 msec/42,8 ms, 8 echa na wzbudzenie, NEX = 2, 10 kolejnych plastrów o grubości 1 mm, FOV = 1,92 x 1,92 cm2, matryca 128 x 128, czyli rozdzielczość 150 x 150 x 1 000μm3, TA = 1 min, BW = 50 kHz i liniowy schemat kodowania fazy. Rozdział 19Obrazy F uzyskano z tą samą sekwencją i dopasowaną geometrią, ale z niższą rozdzielczością w płaszczyźnie i niższą czernią (NEX = 256, matryca 48 x 48, czyli rozdzielczość 400 x 400 x 1 000μm3, TA = 57 min, BW = 10 kHz).

  1. B1 korekta
    Użycie cewki RF o niejednorodnym profilu B1, np. cewki powierzchniowej, może utrudnić kwantyfikację danych 19F, ponieważ sygnał zależy nie tylko od stężenia 19F, ale także od odległości od cewki. Zdobądź mapę B1 na kanale 1H w celu retrospektywnej korekty danych 19F. Wymaga to, aby profile cewek 1H i 19F były identyczne, z wyjątkiem współczynnika proporcjonalności C, oraz aby w obszarach 19F zapewniony był wystarczający sygnał tła 1H. Przedstawiono przykładowy protokół korekcji sekwencji echa spinowego 19F, wykorzystujący jednostrojoną cewkę powierzchniową Tx/Rx przestrajalną zarówno do 1H, jak i 19F oraz z proporcjonalnymi profilami B1 13.
    1. Uzyskaj mapę kąta odwrócenia 1godziny za pomocą metody dwóch kątów odwrócenia 14. Uzyskaj skan echa gradientowego z bardzo długim TR (>3 razy 1H T1) z szacowanym kątem obrotu nieco poniżej 90°. Blisko cewki. Uzyskaj drugi skan echa gradientowego z RG=dB1H-6, tj. dwukrotnie większym kątem odwrócenia niż w pierwszym skanowaniu.
    2. Oblicz kąt odwrócenia 1H, α, przy wokselu (x,y,z) za pomocą intensywności sygnału (SI) pierwszego i drugiego skanu echa gradientowego: α(x,y,z)=arcos(SIGE,1(x,y,z)/2SIGE,2(x,y,z))14. Kąt odwrócenia 19F jest identyczny (z wyjątkiem współczynnika 1/C) ze względu na proporcjonalne profile B1. Zgodnie z zasadą wzajemnościFaradaya 15, tłumienie intensywności sygnału 19F z sekwencji echa spinowego (kąt odwrócenia wzbudzenia α, kąt odwrócenia ogniskowania 2α) podczas odbioru sygnału wynosi attRx(x,y,z)~α(x,y,z). Tłumienie spowodowane niedoskonałym wzbudzeniem wynosi attTx(x,y,z)~sin3(α(x,y,z))16. Całkowite tłumienie jest zapisywane jako att=attRx*attTx= α*sin3(α)/90°. Zwróć uwagę, że jest znormalizowany do 1 w przypadku idealnego kąta odwrócenia wzbudzenia 90°/180°/ponownego ogniskowania. Intensywności sygnału obrazu B1 skorygowane 19F SI19F, corr są obliczane za pomocą SI19F, corr(x,y,z)= SI19F(x,y,z)/att(x,y,z).
    3. Aby porównać natężenia sygnału z różnych eksperymentów, umieść rurkę referencyjną o zdefiniowanym stężeniu 19F w polu view i znormalizuj SI19F, korygując do średniego sygnału w odniesieniu .

Uwaga: Inne metody mapowania 1H B1/flip angle mogą być używane, a różne sekwencje impulsów 19F wymagają modyfikacji attTx,19F. Każdy schemat korekcji B1 wprowadzi dodatkowy błąd w procedurze oznaczania ilościowego komórek. Jeśli głównym założeniem jest dokładna kwantyfikacja komórek, cewka RF o jednorodnym profilu B1 może być użyta do obejścia tej części protokołu.

7. Przetwarzanie obrazu

  1. Wykonywanie obrazów nakładkowych 1H i 19F
    1. Wyeksportuj ze skanera dane obrazu dla końcowych obrazów o jasności 1H i 19F.
    2. Otwórz pliki w programie do przetwarzania obrazów, takim jak ImageJ (freeware, NIH).
    3. W razie potrzeby przeprowadź korekty obrazu (kadrowanie, jasność, kontrast), zachowując takie same ustawienia dla wszystkich obrazów. Obrazy 19F zazwyczaj będą musiały zostać przeskalowane do wyższej rozdzielczości, aby pasowały do odpowiadających im obrazów 1H.
    4. Renderuj 19obrazów F w fałszywych kolorach (wybierz inną tabelę wyszukiwania w menu "obraz" na obrazie J), a następnie nałóż na odpowiednie obrazy 1H, aby zlokalizować sygnał.
  2. 19F Kwantyfikacja
    1. Wybierz obraz o wielkości 19F (obraz o dużej wielkości) z widocznymi odpowiednimi komórkami i odniesieniem.
    2. W programie takim jak Image J narysuj ROI na odpowiednich komórkach, odwołaniu i obszarze poza obiektem (szum).
    3. Użyj polecenia Analizuj, a następnie Zmierz (lub po prostu Ctrl+M), aby obliczyć średnią intensywność pikseli w tych obszarach i ich powierzchnię. Niech S(komórki) odnoszą się do średniej intensywności pikseli w ROI nad komórkami. Pomnóż to przez objętość (= powierzchnia x grubość warstwy), aby obliczyć całkowity sygnał.
    4. Oblicz SNR, na przykład za pomocą wzoru SNR = 0,65 x S (komórki) / σ, gdzie σ jest odchyleniem standardowym intensywności pikseli w ROI poza próbką, która jest wolna od artefaktu przesunięcia chemicznego (zwykle w powietrzu tła)17. Jeśli stosunek sygnału do szumu jest niższy niż 5, może być konieczna korekta sygnału ze względu na szum, którą można przeprowadzić zgodnie z opisem w innym miejscu11 10.
    5. W przeciwnym razie należy obliczyć całkowitą ilość 19F odpowiedzialną za sygnał w ROI w stosunku do odniesienia, mnożąc obszar odniesienia w wycinku przez grubość warstwy (w celu obliczenia objętości) przez stężenie 19F w odniesieniu do którego, o którym wiadomo i zakłada się, że jest jednorodne.
    6. Pomnóż tę wartość przez całkowity sygnał w ROI w komórkach, podzielony przez całkowity sygnał w odniesieniu do odniesienia, aby obliczyć ilość 19F w komórkach.
    7. Oblicz liczbę komórek, dzieląc tę liczbę przez wartość 19F/komórkę, która została obliczona w sekcji 2.

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Wyniki

W niniejszym materiale przedstawiamy typowe wyniki dla protokołu obejmującego transfer komórek znakowanych 19F migrujących do drenującego węzła chłonnego. Rysunek 2 przedstawia widmo 19F NMR 106 znakowanych komórek z użyciem referencji TFA. Konfiguracja obrazowania została przeprowadzona zgodnie z opisem w protokole (Rysunek 3). Do obrazowania in vivo wykorzystano referencję w postaci szczelnego cylindra z tym samym znacznikiem, który posłużył do...

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Dyskusja

Przedstawiony tutaj protokół opisuje ogólną procedurę śledzenia komórek in vivo 19F MRI. Pomimo opisanej metody koinkubacji, istnieje kilka różnych protokołów znakowania komórek czynnikiem 19F. Najczęściej stosowana jest jednak koinkubacja, która może być dodatkowo zoptymalizowana , np. poprzez dodanie środków transfekcyjnych6. Rzeczywisty protokół etykietowania komórek będzie zależał od typu komórki. W protokole opisano tylko kluczowe kroki etykietowania. Ogólnie rzecz ...

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Oświadczenia

Autorzy nie mają do ujawnienia żadnych konfliktów interesów.

Podziękowania

Chcielibyśmy podziękować Nadine Henn i Arendowi Heerschapowi za ich cenną pomoc. Prace te były wspierane przez Holenderski Instytut Medycyny Regeneracyjnej (NIRM, FES0908), program UE 7PR ENCITE (HEALTH-F5-2008-201842) i TargetBraIn (HEALTH-F2-2012-279017), grant Fundacji Volkswagena (I/83 443), Holenderską Organizację Badań Naukowych (VENI 700.10.409 i Vidi 917.76.363), ERC (Advanced Grant 269019) oraz Centrum Medyczne Uniwersytetu Radboud w Nijmegen (AGIKO-2008-2-4).

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Materiały

Lista materiałów użytych w tym artykule
NazwaFirmaNumer katalogowyKomentarze
ODCZYNNIKI
PBSSigma-AldrichMFCD00131855
TFASigma-Aldrich76-05-1
Ketamina (Ketavet)Pfizer778-551
Ksylazyna (Rompun)BayerQN05 cm92
Ophtosan Produlab Pharma2702maść do oczu
Nazwa materiału
Skaner MRIBruker Biospec
Spektrometr NMRBruker Biospec

Bibliografia

  1. Srinivas, M., et al. Imaging of cellular therapies. Adv. Drug Deliv. Rev. 62, 1080-1093 (2010).
  2. de Vries, I. J., et al. Magnetic resonance tracking of dendritic cells in melanoma patients for monitoring of cellular therapy. Nat. Biotechnol. 23, 1407-1413 (2005).
  3. Srinivas, M., Heerschap, A., Ahrens, E. T., Figdor, C. G., de Vries, I. J. MRI for quantitative in vivo cell tracking. Trends Biotechnol. 28, 363-370 (2010).
  4. Ruiz-Cabello, J., Barnett, B. P., Bottomley, P. A., Bulte, J. W. Fluorine (19F) MRS and MRI in biomedicine. NMR Biomed. 24, 114-129 (2011).
  5. Stoll, G., Basse-Lusebrink, T., Weise, G., Jakob, P. Visualization of inflammation using 19F-magnetic resonance imaging and perfluorocarbons. Wires Nanomed. Nanobiol. 4, 438-447 (2012).
  6. Srinivas, M., Boehm-Sturm, P., Figdor, C. G., de Vries, I. J., Hoehn, M. Labeling cells for in vivo tracking using (19)F. MRI. Biomaterials. 33, 8830-8840 (2012).
  7. Ahrens, E. T., Flores, R., Xu, H., Morel, P. A. In vivo imaging platform for tracking immunotherapeutic cells. Nat. Biotechnol. 23, 983-987 (2005).
  8. Srinivas, M., et al. Customizable, multi-functional fluorocarbon nanoparticles for quantitative in vivo imaging using 19F MRI and optical imaging. Biomaterials. 31, 7070-7077 (2010).
  9. Boehm-Sturm, P., Mengler, L., Wecker, S., Hoehn, M., Kallur, T. In vivo tracking of human neural stem cells with 19F magnetic resonance imaging. PLoS One. 6, e29040(2011).
  10. Srinivas, M., et al. In vivo cytometry of antigen-specific t cells using (19)F. MRI. Magn. Reson. Med. , (2009).
  11. Srinivas, M., Morel, P. A., Ernst, L. A., Laidlaw, D. H., Ahrens, E. T. Fluorine-19 MRI for visualization and quantification of cell migration in a diabetes model. Magn. Reson. Med. 58, 725-734 (2007).
  12. Mangala Srinivas, E. T. A. Cellular labeling and quantification for nuclear magnetic resonance techniques. US patent. , 11787521 (2007).
  13. Boehm-Sturm, P., Pracht, E. D., Aswendt, M., Henn, N., Hoehn, M. Proceedings of the International Society for Magnetic Resonance in Medicine. , Melbourne, Australia. (2012).
  14. Insko, E. K., Bolinger, L. Mapping of the Radiofrequency Field. J. Magn. Res. A. 103, 82-85 (1993).
  15. Haacke, E. M., Brown, R. W., Thompson, M. R. Magnetic resonance imaging: physical principles and sequence design. , Wiley. (1999).
  16. Scheffler, K. A pictorial description of steady-states in rapid magnetic resonance imaging. Concepts Magn. Res. 11, 291-304 (1999).
  17. Firbank, M. J., Coulthard, A., Harrison, R. M., Williams, E. D. A comparison of two methods for measuring the signal to noise ratio on MR images. Phys. Med. Biol. 44, 261-264 (1999).
  18. de Chickera, S. N., et al. Labelling dendritic cells with SPIO has implications for their subsequent in vivo migration as assessed with cellular MRI. Contrast Media Mol. Imaging. 6, 314-327 (2011).

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Przedruki i uprawnienia

Poproś o pozwolenie na ponowne wykorzystanie tekstu lub ilustracji tego artykułu JoVE

Poproś o pozwolenie

Tagi

19F MRIznakowanie fluoremspektroskopia NMRprzetwarzanie obraz wMRI protonowemapowanie B1korekcja k ta odchyleniakwantyfikacja kom rekkom rki dendrytyczne

Powiązane artykuły