Name: Rezonans magnetyczny in vivo 19F do śledzenia komórek (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2013-11-25T21:10:00.000+00:00
Duration: 10 min 5 s
Description: Poznaj metodę śledzenia komórek in vivo za pomocą rezonansu magnetycznego 19F w modelu mysim. Technika ta umożliwia nieinwazyjne obrazowanie i ilościowe określanie liczby znakowanych komórek w czasie rzeczywistym.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

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).

<ol><li>Srinivas, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Imaging+of+cellular+therapies%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Drug+Deliv.+Rev%22%5BJournal%5D)">Imaging of cellular therapies.</a> Adv. Drug Deliv. Rev. 62, 1080-1093 (2010).</li>
<li>de Vries, I. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Magnetic+resonance+tracking+of+dendritic+cells+in+melanoma+patients+for+monitoring+of+cellular+therapy%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Biotechnol%22%5BJournal%5D)">Magnetic resonance tracking of dendritic cells in melanoma patients for monitoring of cellular therapy.</a> Nat. Biotechnol. 23, 1407-1413 (2005).</li>
<li>Srinivas, M., Heerschap, A., Ahrens, E. T., Figdor, C. G., de Vries, I. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((MRI+for+quantitative+in+vivo+cell+tracking%5BTitle%5D)+AND+%22Trends+Biotechnol%22%5BJournal%5D)">MRI for quantitative in vivo cell tracking.</a> Trends Biotechnol. 28, 363-370 (2010).</li>
<li>Ruiz-Cabello, J., Barnett, B. P., Bottomley, P. A., Bulte, J. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fluorine+%2819F%29+MRS+and+MRI+in+biomedicine%5BTitle%5D)+AND+%22NMR+Biomed%22%5BJournal%5D)">Fluorine (19F) MRS and MRI in biomedicine.</a> NMR Biomed. 24, 114-129 (2011).</li>
<li>Stoll, G., Basse-Lusebrink, T., Weise, G., Jakob, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Visualization+of+inflammation+using+19F-magnetic+resonance+imaging+and+perfluorocarbons%5BTitle%5D)+AND+%22Wires+Nanomed.+Nanobiol%22%5BJournal%5D)">Visualization of inflammation using 19F-magnetic resonance imaging and perfluorocarbons.</a> Wires Nanomed. Nanobiol. 4, 438-447 (2012).</li>
<li>Srinivas, M., Boehm-Sturm, P., Figdor, C. G., de Vries, I. J., Hoehn, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Labeling+cells+for+in+vivo+tracking+using+%2819%29F%5BTitle%5D)+AND+%22MRI.+Biomaterials%22%5BJournal%5D)">Labeling cells for in vivo tracking using (19)F.</a> MRI. Biomaterials. 33, 8830-8840 (2012).</li>
<li>Ahrens, E. T., Flores, R., Xu, H., Morel, P. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+vivo+imaging+platform+for+tracking+immunotherapeutic+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Biotechnol%22%5BJournal%5D)">In vivo imaging platform for tracking immunotherapeutic cells.</a> Nat. Biotechnol. 23, 983-987 (2005).</li>
<li>Srinivas, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Customizable%2C+multi-functional+fluorocarbon+nanoparticles+for+quantitative+in+vivo+imaging+using+19F+MRI+and+optical+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">Customizable, multi-functional fluorocarbon nanoparticles for quantitative in vivo imaging using 19F MRI and optical imaging.</a> Biomaterials. 31, 7070-7077 (2010).</li>
<li>Boehm-Sturm, P., Mengler, L., Wecker, S., Hoehn, M., Kallur, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+vivo+tracking+of+human+neural+stem+cells+with+19F+magnetic+resonance+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+One%22%5BJournal%5D)">In vivo tracking of human neural stem cells with 19F magnetic resonance imaging.</a> PLoS One. 6, e29040(2011).</li>
<li>Srinivas, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+vivo+cytometry+of+antigen-specific+t+cells+using+%2819%29F%5BTitle%5D)+AND+%22MRI.+Magn.+Reson.+Med%22%5BJournal%5D)">In vivo cytometry of antigen-specific t cells using (19)F.</a> MRI. Magn. Reson. Med. , (2009).</li>
<li>Srinivas, M., Morel, P. A., Ernst, L. A., Laidlaw, D. H., Ahrens, E. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fluorine-19+MRI+for+visualization+and+quantification+of+cell+migration+in+a+diabetes+model%5BTitle%5D)+AND+%22Magn.+Reson.+Med%22%5BJournal%5D)">Fluorine-19 MRI for visualization and quantification of cell migration in a diabetes model.</a> Magn. Reson. Med. 58, 725-734 (2007).</li>
<li>Mangala Srinivas, E. T. A. Cellular labeling and quantification for nuclear magnetic resonance techniques. US patent. , 11787521 (2007).</li>
<li>Boehm-Sturm, P., Pracht, E. D., Aswendt, M., Henn, N., Hoehn, M. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aBoehm-Sturm%2C+P+%22Proceedings+of+the+International+Society+for+Magnetic+Resonance+in+Medicine%22">Proceedings of the International Society for Magnetic Resonance in Medicine</a>. , Melbourne, Australia. (2012).</li>
<li>Insko, E. K., Bolinger, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mapping+of+the+Radiofrequency+Field%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Magn.+Res.+A%22%5BJournal%5D)">Mapping of the Radiofrequency Field.</a> J. Magn. Res. A. 103, 82-85 (1993).</li>
<li>Haacke, E. M., Brown, R. W., Thompson, M. R. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aHaacke%2C+EM+%22Magnetic+resonance+imaging%3A+physical+principles+and+sequence+design%22">Magnetic resonance imaging: physical principles and sequence design</a>. , Wiley. (1999).</li>
<li>Scheffler, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+pictorial+description+of+steady-states+in+rapid+magnetic+resonance+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Concepts+Magn.+Res%22%5BJournal%5D)">A pictorial description of steady-states in rapid magnetic resonance imaging.</a> Concepts Magn. Res. 11, 291-304 (1999).</li>
<li>Firbank, M. J., Coulthard, A., Harrison, R. M., Williams, E. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+comparison+of+two+methods+for+measuring+the+signal+to+noise+ratio+on+MR+images%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Med.+Biol%22%5BJournal%5D)">A comparison of two methods for measuring the signal to noise ratio on MR images.</a> Phys. Med. Biol. 44, 261-264 (1999).</li>
<li>de Chickera, S. N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Labelling+dendritic+cells+with+SPIO+has+implications+for+their+subsequent+in+vivo+migration+as+assessed+with+cellular+MRI%5BTitle%5D)+AND+%22Contrast+Media+Mol.+Imaging%22%5BJournal%5D)">Labelling dendritic cells with SPIO has implications for their subsequent in vivo migration as assessed with cellular MRI.</a> Contrast Media Mol. Imaging. 6, 314-327 (2011).</li>
</ol>

Autorzy nie mają do ujawnienia żadnych konfliktów interesów.

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 ...

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.

<table><tbody><tr><td colspan="4"><silne>ODCZYNNIKI</td></tr><tr><td>PBS</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>MFCD00131855</td><td></td></tr><tr><td>TFA</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>76-05-1</td><td></td></tr><tr><td>Ketamina (Ketavet)</td><td>Pfizer</td><td>778-551</td><td></td></tr><tr><td>Ksylazyna (Rompun)</td><td>Bayer</td><td>QN05 cm92</td><td></td></tr><tr><td>Ophtosan </td><td>Produlab Pharma</td><td>2702</td><td>maść do oczu</td></tr><tr><td colspan="4">Nazwa materiału </td></tr><tr><td>Skaner MRI</td><td>Bruker Biospec</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Spektrometr NMR</td><td>Bruker Biospec</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

rezonans magnetyczny in vivo 19f do śledzenia komórek

In vivo 19F MRI for Cell Tracking

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.

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...

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.

Rezonans magnetyczny in vivo 19F do śledzenia komórek

In vivo 19F MRI allows quantitative cell tracking without the use of ionizing radiation. It is a noninvasive technique that can be applied to humans. ...

Ogólnym celem tej procedury jest zobrazowanie i ilościowe określenie liczby 19 komórek znakowanych F in vivo przy użyciu 19 FMRI. Można to zrobić w warunkach klinicznych lub przedklinicznych. Osiąga się to poprzez uprzednie znakowanie komórek odpowiednim środkiem 19 F.Najczęściej odbywa się to ex vivo. Drugim krokiem jest ilościowe określenie zawartości 19 F na komórkę, co można zrobić przy użyciu 19 F i MR ze znanym odniesieniem. Zakłada się, że zawartość 19 F na komórkę pozostaje stała podczas doświadczenia, w przeciwnym razie należy obliczyć współczynniki korygujące.Następnie badany jest obrazowany in vivo przy użyciu jednego H i 19 FMRI w celu zlokalizowania przeniesionych znakowanych komórek. Znane odniesienie i odpowiednie parametry obrazowania są niezbędne do ilościowego określenia na podstawie danych obrazowych. Ostatnim krokiem jest przetworzenie danych obrazu w celu obliczenia liczby komórek.Tam, gdzie to możliwe, można zastosować histologię ex vivo lub inne techniki w celu potwierdzenia danych. Ostatecznie, 19 FMRI do śledzenia komórek in vivo można wykorzystać do badania przeniesionych komórek pod względem ich lokalizacji i liczby w odpowiednim czasie, przy założeniu pe

Research

JoVE Journal

Medicine

Medycyna

W celu oceny nowych terapii komórkami macierzystymi istotne jest nieinwazyjne śledzenie wstrzykniętych komórek in vivo. W tym filmie dowiedzą się Państwo, jak znakować ludzkie mezenchymalne i embrionalne komórki macierzyste za pomocą środków kontrastowych opartych na tlenku żelaza w celu późniejszego obrazowania MR in vivo.

Znakowanie hESC i hMSC nanocząsteczkami tlenku żelaza w celu nieinwazyjnego śledzenia in vivo za pomocą obrazowania MR

Niniejsza praca opisuje podstawowe procedury nieinwazyjnego obrazowania rezonansem magnetycznym (MRI) oraz spektroskopii rezonansu magnetycznego (MRS) małych zwierząt in vivo.

Nieinwazyjne in vivo MRI i MRS małych zwierząt: Podstawowe procedury eksperymentalne

Śledzenie komórek za pomocą MRI zyskało niezwykłą uwagę w ostatnich latach. Protokół ten opisuje znakowanie komórek dendrytycznych cząstkami bogatymi w fluor (19F), zastosowanie tych komórek in vivo oraz monitorowanie zakresu ich migracji do drenującego węzła chłonnego za pomocą 19F/1H MRI i 19F MRS.

Monitorowanie migracji komórek dendrytycznych za pomocą rezonansu magnetycznego 19F / 1H

Natura interakcji między krwiotwórczymi komórkami macierzystymi i progenitorowymi (HSPC) a niszami szpiku kostnego jest słabo poznana. Niestandardowe modyfikacje sprzętowe i wieloetapowy protokół akwizycji pozwalają na wykorzystanie mikroskopii dwufotonowej i konfokalnej do obrazowania znakowanych ex vivo HSPC umieszczonych w obszarach szpiku kostnego, śledząc interakcje i ruch.

4-wymiarowe śledzenie in vivo hematopoetycznych komórek macierzystych i progenitorowych w dorosłym szpiku kostnym nazębnym myszy

Monocyty są kluczowymi regulatorami odporności wrodzonej i odgrywają kluczową rolę w odnowie obwodowego jednojądrzastego systemu fagocytarnego oraz w przypadku stanów zapalnych. W artykule opisano procedurę obrazowania w czasie rzeczywistym szpiku kostnego kalwarii myszy w celu zbadania mechanizmu mobilizacji monocytów.

Śledzenie monocytów szpiku kostnego myszy in vivo

Opisany jest solidny protokół do monitorowania populacji neuronów za pomocą wideomikroskopii poklatkowej, a następnie przetwarzania końcowego opartego na oprogramowaniu. Metoda ta stanowi potężne narzędzie do identyfikacji zdarzeń biologicznych w wybranej populacji podczas eksperymentów obrazowania na żywo.

Obrazowanie na żywo, a następnie śledzenie pojedynczych komórek w celu monitorowania biologii komórki i progresji linii wielu populacji neuronalnych

Opisujemy protokół przedklinicznego śledzenia in vivo przerzutów nowotworowych. Opiera się on na reporterze radionuklidowo-fluorescencyjnym łączącym symporter jodku sodu, wykrywany przez nieinwazyjny [18F]tetrafluoroboran-PET, oraz białko fluorescencyjne w celu usprawnionego potwierdzenia ex vivo. Metoda ma zastosowanie do przedklinicznego śledzenia komórek in vivo poza biologią guza.

Obrazowanie genu reporterowego radionuklidowo-fluorescencyjnego w celu śledzenia progresji guza w modelach guzów gryzoni

Fluorescencyjna tomografia molekularna do obrazowania in vivo ksenoprzeszczepów glejaka

Zmiany morfologiczne występują w komórkach fibroblastów reagujących immunologicznie po aktywacji i sprzyjają zmianom w rekrutacji komórek. Wykorzystanie obrazowania 2-fotonowego w połączeniu z genetycznie modyfikowanym białkiem 1 specyficznym dla fibroblastów (FSP1)-cre; Linia myszy tdTomato floxed-stop-floxed (TB / TB) i zielony fluorescencyjnie oznaczony lipopolisacharyd-FITC, możemy zilustrować wysoce specyficzny wychwyt lipopolisacharydu w fibroblastach skóry i zmiany morfologiczne in vivo.

Dwukolorowe obrazowanie 2-fotonowe in vivo genetycznie znakowanych komórek reporterowych w skórze

Prezentowany tutaj jest protokół dostarczania i śledzenia nieinwazyjnych mezenchymalnych komórek macierzystych (MSC) w mysim modelu urazowego uszkodzenia mózgu. Superparamagnetyczne nanocząstki tlenku żelaza są wykorzystywane jako sonda rezonansu magnetycznego (MRI) do znakowania MSC i nieinwazyjnego śledzenia in vivo po podaniu donosowym za pomocą rezonansu magnetycznego w czasie rzeczywistym.

Śledzenie superparamagnetycznych mezenchymalnych komórek macierzystych znakowanych tlenkiem żelaza za pomocą rezonansu magnetycznego po dososowym podaniu w mysim modelu urazowego uszkodzenia mózgu

Terapia komórkowa oferuje obiecujące leczenie dla pacjentów z przewlekłą chorobą płuc poprzez zastosowanie komórek progenitorowych do naprawy uszkodzonych tkanek i poprawy funkcji płuc. Ponieważ obrazowanie odgrywa kluczową rolę w śledzeniu integracji komórek, opisujemy tutaj śledzenie in vivo terapii komórkowej dla przewlekłej choroby płuc w modelu mysim z wykorzystaniem obrazowania cząstek magnetycznych.

Zobrazenie in vivo sterydowane obrazem śledzenia przeszczepowanych komórek macierzystych nabłonka odległych płuc w przypadku zwłóknienia płuc przy użyciu obrazowania z zastosowaniem cząstek magnetycznych

Poznaj metodę śledzenia komórek in vivo za pomocą rezonansu magnetycznego 19F w modelu mysim. Technika ta umożliwia nieinwazyjne obrazowanie i ilościowe określanie liczby znakowanych komórek w czasie rzeczywistym.

Rezonans magnetyczny in vivo ¹⁹F do śledzenia komórek

Przeglądaj więcej filmów