Opisujemy, jak wykonać rezonans magnetyczny i obrazowanie PET serca myszy. Protokół jest dostosowany do oceny skuteczności leczenia w modelach zawału mięśnia sercowego i niewydolności serca.
Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.
Artykuł metodologiczny
Opisujemy, jak wykonać rezonans magnetyczny i obrazowanie PET serca myszy. Protokół jest dostosowany do oceny skuteczności leczenia w modelach zawału mięśnia sercowego i niewydolności serca.
Zawał mięśnia sercowego jest jedną z głównych przyczyn zgonów w świecie zachodnim. Podobieństwo serca myszy do serca ludzkiego sprawiło, że jest to idealny model do testowania nowych strategii terapeutycznych.
Rezonans magnetyczny in vivo (MRI) daje doskonałe widoki serca nieinwazyjnie z wyraźnymi szczegółami anatomicznymi, które mogą być wykorzystane do dokładnej oceny funkcjonalnej. Środki kontrastowe mogą stanowić podstawowe miary żywotności tkanek, ale są one niespecyficzne. Pozytonowa tomografia emisyjna (PET) jest techniką uzupełniającą, która jest wysoce specyficzna dla obrazowania molekularnego, ale brakuje w niej szczegółów anatomicznych MRI. Stosowane razem, techniki te stanowią czułe, specyficzne i ilościowe narzędzie do oceny choroby serca i rekonwalescencji po leczeniu.
W tym artykule wyjaśniamy, jak te metody są przeprowadzane w mysich modelach ostrego zawału mięśnia sercowego. Opisane tutaj procedury zostały opracowane w celu oceny przypuszczalnego ochronnego leczenia farmakologicznego. Użyliśmy MRI do pomiaru funkcji skurczowej i wielkości zawału z późnym wzmocnieniem gadolinu oraz PET z fluorodeoksyglukozą (FDG) do oceny funkcji metabolicznej w regionie zawału. Artykuł koncentruje się na praktycznych aspektach, takich jak planowanie warstw, dokładne bramkowanie, dostarczanie leków, segmentacja obrazów i korejestracja multimodalna. Przedstawione tu metody osiągają dobrą powtarzalność i dokładność przy zachowaniu wysokiej przepustowości.
Aby zmierzyć skuteczność nowych strategii leczenia zawału mięśnia sercowego (MI) w badaniach przedklinicznych, wymagana jest ocena ostrego stadium, jak również długoterminowego wyniku1. Metody takie jak histopatologia, cewniki wewnątrzsercowe2 i modele serca ex vivo 3 są powszechnie stosowane w badaniach przedklinicznych na myszach. Niemożliwe jest jednak kontynuowanie leczenia metodami ex vivo lub wysoce inwazyjnymi. Nieinwazyjne techniki pomiarowe, takie jak rezonans magnetyczny in vivo (MRI) i pozytonowa tomografia emisyjna (PET), umożliwiają długotrwałe projekty eksperymentalne do oceny stopnia zaawansowania choroby u pojedynczych osób. Cine-MRI służy do określania globalnych parametrów funkcjonalnych, takich jak masa lewej komory (LVM), frakcja wyrzutowa (EF) i pojemność minutowa serca (CO). Ponadto, po wstrzyknięciu środka kontrastowego z gadolinu, z powodu upośledzonej perfuzji i wymywania w zawale, żywotność tkanek można ocenić za pomocą późnego rezonansu magnetycznego wzmacniającego gadolin (LGE). Uzupełnienie, PET oferuje czuły pomiar cząsteczek znakowanych radioaktywnie w celu oceny metabolizmu tkankowego. Wysoka dokładność tych technik pozwala na znaczne zmniejszenie liczby zwierząt potrzebnych do testowania nowych leków ukierunkowanych na zawał mięśnia sercowego.
Procedury PET i MRI są skomplikowane, a bez starannie zaprojektowanego protokołu powtarzalność jest trudna do utrzymania. Procedury ustalone w klinice dla pacjentów wymagają znacznej modyfikacji do stosowania u myszy, ze względu na znacznie szybsze tętno i mniejsze wymiary serca4. Istnieje duże zróżnicowanie między poszczególnymi osobami, zarówno na początku badania, jak i w odpowiedzi na indukowany uraz, dlatego do ustalenia skuteczności leczenia potrzebna jest znaczna liczba myszy.
W tym raporcie opisujemy naszą metodę sekwencyjnego obrazowania serca myszy metodą PET/MRI. W obu metodach stosuje się dożylne środki kontrastowe, które są dostarczane przez żyłę ogonową. MRI składa się ze standardowej oceny za pomocą Cine-MRI5 z optymalnym protokołem dla LGE, jak opisano w naszej poprzedniej pracy6. Cała procedura rezonansu magnetycznego trwa 30 minut. Uzyskaliśmy spójne wyposażenie łóżek naszych instrumentów, dzięki czemu możliwe jest przenoszenie zwierzęcia na platformie z tym samym aparatem monitorującym i znieczulającym między maszynami. Skanowanie PET trwa 45 minut z wstrzyknięciem in situ po rozpoczęciu skanowania. Ostatnim krokiem jest pomiar parametrów zarówno z obrazów MRI, jak i PET po korejestracji.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Wszystkie elementy tego badania zostały przeprowadzone zgodnie z brytyjską ustawą o zwierzętach (procedury naukowe) z 1986 roku i za zgodą Panelu Oceny Etyki Uniwersytetu Cambridge.
1. Przygotowanie zwierząt
2. Pozycjonowanie i monitorowanie zwierząt
3. Rezonans magnetyczny
4. Późne ulepszenie gadolinu
5. Obrazowanie PET
6. Segmentacja MRI
7. Analiza PET i korejestracja za pomocą MRI
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Jedną z zalet stosowania MRI jest możliwość wykorzystania projektu podłużnego do określania stadium choroby. Jest to szczególnie istotne przy ocenie nowych związków, ponieważ przebieg czasowy ich działania może być nieznany. Zmiany objętości serca wynikające z postępu choroby u tego samego zwierzęcia przedstawiono na Rysunku 4. Rysunek ten wyraźnie obrazuje efekty przebudowy po zawałe mięśnia sercowego.
Prawidłowa geometria przekrojów jest kluczowa dla sukcesu eksperymentu MRI...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
PET/MRI to kompleksowa metoda pomiarowa służąca do nieinwazyjnej i podłużnej oceny funkcji skurczowej, żywotności tkanek i specyficznych markerów metabolicznych w mysich modelach zawału mięśnia sercowego. W tym miejscu opisaliśmy protokół sekwencyjnego wykonywania rezonansu magnetycznego i PET, w którym korejestracja jest uproszczona dzięki przenoszeniu tego samego łóżka między systemami. Strategia ta, przyjęta również przez producentów systemów klinicznych11, nie wymaga połączonego skanera PET/MRI i może być ...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Nie ma nic do ujawnienia.
Jesteśmy wdzięczni za fundusze od British Heart Foundation dla TK i dla UK Medical Research Council na podyplomowe stypendium badawcze dla Wielkiej Brytanii.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| Gadovist | Bayer Schering Pharma | PL 00010/0535 | |
| FDG | IBA Aparatura | ||
| Bruker BioSpec 47/40 | Łóżko dla myszy Bruker | ||
| Bruker | To łóżko zawiera rurki do podawania znieczulenia i oczyszczania. | ||
| Nadajnik klatki dla ptaków o średnicy 12 cm | Bruker | T5346 | |
| Odbiornik cewki powierzchniowej o średnicy 2 cm | Bruker | T7027 | |
| Red Dot Elektrody monitorujące noworodków | 3M | P/N: 2330 | |
| Sprzęt monitorujący | Systemy | Zestaw monitorujący zawiera poduszkę oddechową i sondę doodbytniczą do pomiaru temperatury. | |
| Sprzęt anestezjologiczny | anestezjologiczne | ||
| Skrzynka indukcyjna Vet | Tech Solutions LTD | ||
| Skaner PET/MRI z magnesem dzielonym Cambridge | Uniwersytet w Cambridge | Do wykonania testu PET użyto specjalnie zbudowanego skanera PET/MRI22, którego wydajność PET jest podobna do skanera mikropet F12023 | |
| Segment | Medviso, Uniwersytet | Bezpłatnie dostępny | |
| SPM-mouse | University of Cambridge | Dostępny bezpłatnie |
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.