Name: Zastosowanie rezonansu magnetycznego o ultrawysokim polu w modelach wielotorbielowatości nerek u małych gryzoni do fenotypowania in vivo i monitorowania leków (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2015-06-23T14:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 35 s
Description: Poznaj zastosowanie rezonansu magnetycznego o ultrawysokim polu do fenotypowania in vivo i monitorowania leków w modelach wielotorbielowatości nerek u małych gryzoni. Ta metoda umożliwia badania podłużne przy mniejszej liczbie zwierząt.

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

Dziękujemy doktorom Xiaofang Wang i Katharinie Hopp za ich nieocenioną pomoc przy modelach zwierzęcych. Prace te zostały wsparte grantami z National Institute of Diabetes and Digestive and Kidney Diseases, National Institutes of Health (DK090728, DK058816).

Przed rozpoczęciem jakichkolwiek procedur na żywych zwierzętach, protokoły eksperymentalne powinny zostać zatwierdzone przez instytucjonalny komitet ds. opieki i użytkowania zwierząt (IACUC).
1. Konfiguracja skanera
<ol>
	<li>Przed rozpoczęciem upewnij się, że grzejnik jest w pozycji OFF.</li>
	<li>Wybierz mini gradient obrazowania i cewkę RF 38 mm oraz mini uchwyt obrazowania.</li>
	<li>W centralnym otworze uchwytu zamontuj zespół o zmiennej temperaturze.</li>
</ol>
2. Przygotowanie zwierząt
<ol>
	<li>W przypadku eksperymentów MRI należy uzyskać optymalne znieczulenie za pomocą odparowanego izofluranu. W celu indukcji znieczulenia należy umieścić zwierzę w komorze indukcyjnej wyłożonej chłonną tkanką. Ustawić przepływomierz parownika izofluranu na 2,0-2,5 l/min, a izofluranu na 3% tlenu.</li>
	<li>Na tym etapie usuń wszelkie metalowe znaczniki lub inne metalowe przedmioty. Nałóż maść weterynaryjną na oczy zwierzęcia, aby zapobiec wysuszeniu podczas znieczulenia.</li>
	<li>Gdy zwierzę osiągnie chirurgiczną płaszczyznę znieczulenia (tj. utratę odruchu wycofania do szczypania palców), umieść zwierzę na uchwycie z nosem włożonym w stożek nosowy. Ustaw przepływ powietrza anestezjologicznego w sondzie na 2,0-2,5 ml/min, a stężenie izofluranu na 1,5-2,0% w tlenie. Podczas zabiegu znieczulenie będzie podawane przez stożek nosowy. Okresowo dostosowuj stężenie izofluranu w zależności od wieku i masy ciała zwierzęcia, aby utrzymać częstość oddechów na poziomie ~40 uderzeń na minutę.</li>
	<li>Użyj uchwytów na zwierzęta, aby zabezpieczyć zwierzę na miejscu i zapobiec ruchowi podczas eksperymentu MRI. Zmieniaj rodzaj uchwytu na zwierzę w zależności od skanowanego obszaru ciała. 
	Uwaga: Niestandardowe uchwyty z laboratoryjnych tworzyw sztucznych (polipropylen, teflon, polistyren, poliwęglan) mogą być wykonane w celu dostosowania do konkretnego eksperymentu i wielkości zwierzęcia (od nowonarodzonej myszy do 160 g szczura).</li>
	<li>Umieść termometr doodbytniczy w zwierzęciu, aby monitorować temperaturę ciała zwierzęcia. Podczas eksperymentu utrzymuj zwierzę w temperaturze 35-37 °C, używając strumienia ciepłego powietrza. Dostosuj temperaturę powietrza (30-38 °C) i przepływ (1 200-2 000 l/h) w oparciu o informacje zwrotne dotyczące temperatury ciała zwierzęcia.</li>
	<li>Przymocuj balonowy czujnik ciśnienia oddechowego do brzucha zwierzęcia, aby monitorować częstość oddechów.</li>
	<li>Zabezpiecz zwierzę w środku cewki RF i ostrożnie umieść cewkę RF ze zwierzęciem w skanerze MRI.</li>
</ol>
3. Eksperyment MRI
<ol>
	<li>Dostosuj i dopasuj cewkę RF przed rozpoczęciem eksperymentów, aby zminimalizować zużywaną moc RF i zmaksymalizować stosunek sygnału do szumu. Aby rozpocząć dopasowywanie/dostrajanie:
	<ol>
		<li>Otwórz narzędzie sterujące spektrometrem, klikając ikonę narzędzi.</li>
		<li>W narzędziu do sterowania spektrometrem kliknij opcję Acquisition → Wobble (Akwizycja) Otworzy się okno Acq/Reco wyświetlające krzywą chybotania.</li>
		<li>Alternatywnie dostosuj kondensatory strojące i dopasowujące (za pomocą prętów strojeniowych i dopasowujących) małymi krokami, aż odbita moc RF zostanie zminimalizowana. Celem jest zobaczenie krzywej z minimum na osi pionowej umieszczonej na zero na osi poziomej.</li>
		<li>Po pomyślnym zakończeniu kalibracji cewki naciśnij przycisk Stop w oknie Acq/Reco.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Uzyskuj obrazy zwiadowcze w trzech płaszczyznach ortogonalnych, aby tworzyć obrazy osiowe, koronalne i strzałkowe. Użyj szybkiej sekwencji obrazów, takiej jak Intra Gate Fast Low Angle Shot (IG-FLASH), aby uzyskać obrazy zwiadowcze12. Użyj obrazów zwiadowczych, aby ustawić odpowiednią geometrię dla rzeczywistego obrazowania.</li>
	<li>W zależności od konkretnych celów badawczych należy dobrać odpowiednią sekwencję i parametry obrazu, a następnie rozpocząć skanowanie za pomocą sygnalizacji świetlnej. Spowoduje to kalibrację kanału RF, podkładkę magnesu, ustawienie rezonansu częstotliwości nośnej dla wody i dostosowanie wzmocnienia odbiornika, wszystko automatycznie.
	<ol>
		<li>W przypadku badań anatomicznych i obrazów ważonych T2 pobieraj w trybie wielowarstwowym 2D lub 3D. Aby skrócić czas eksperymentu dla danej rozdzielczości przestrzennej, utrzymuj pole widzenia (FOV) tak małe, jak to możliwe, ale wystarczająco duże, aby uniknąć zawijania artefaktów (2,56-3,2 cm).</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Utrzymuj cykl wybranej sekwencji nieco krótszy niż cykl oddychania zwierzęcia poprzez odpowiedni dobór czasu powtarzania (TR) i/lub liczby plastrów. Dzięki temu dane są zbierane w okresie ciszy zwierząt.
	<ol>
		<li>Na przykład w przypadku obrazów jamy brzusznej utrzymuj częstość oddechów zwierzęcia na poziomie ~30 uderzeń na minutę, czyli około 2000 ms na oddech. Użyj sekwencji Turbo Rapid Acquisition with Relaxation Enhancement (RARE) i uzyskaj 11-19 wycinków koronalnych, z TR/TE 1500/9 ms, RARE factor 8 i (matryca 256 x 256, FOV 2,56 x 2,56 cm, grubość plastra 0,75 mm). 
		Uwaga: Dostosowując TR do 1,500 ms i utrzymując częstość oddechów zwierzęcia na poziomie ~30 uderzeń na minutę (2,000 ms na oddech), zapewniamy, że dane są zbierane w okresie ciszy zwierząt.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Po zakończeniu akwizycji obrazu umieść zeskanowane zwierzę na podgrzewanej podkładce i monitoruj do czasu rozpoczęcia ruchu. Po powrocie do zdrowia zwierzę należy umieścić z powrotem w klatce i monitorować przez co najmniej 1 godzinę przed powrotem do obiektu dla zwierząt.</li>
</ol>

<ol><li>Torres, V. E., Harris, P. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Autosomal+dominant+polycystic+kidney+disease%3A+the+last+3+years%5BTitle%5D)+AND+%22Kidney+Int%22%5BJournal%5D)">Autosomal dominant polycystic kidney disease: the last 3 years.</a> Kidney Int. 76, 149-168 (2009).</li>
<li>Chapman, A. B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Kidney+volume+and+functional+outcomes+in+autosomal+dominant+polycystic+kidney+disease%5BTitle%5D)+AND+%22Clinical+journal+of+the+American+Society+of+Nephrology+%3A+CJASN%22%5BJournal%5D)">Kidney volume and functional outcomes in autosomal dominant polycystic kidney disease.</a> Clinical journal of the American Society of Nephrology : CJASN. 7, 479-486 (2012).</li>
<li>Torres, V. E., Harris, P. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Polycystic+kidney+disease%3A+genes%2C+proteins%2C+animal+models%2C+disease+mechanisms+and+therapeutic+opportunities%5BTitle%5D)+AND+%22J+Intern+Med%22%5BJournal%5D)">Polycystic kidney disease: genes, proteins, animal models, disease mechanisms and therapeutic opportunities.</a> J Intern Med. 261, 17-31 (2007).</li>
<li>Hateboer, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Comparison+of+phenotypes+of+polycystic+kidney+disease+types+1+and+2+European+PKD1-PKD2+Study+Group%5BTitle%5D)+AND+%22Lancet%22%5BJournal%5D)">Comparison of phenotypes of polycystic kidney disease types 1 and 2 European PKD1-PKD2 Study Group.</a> Lancet. 353, 103-107 (1999).</li>
<li>Rossetti, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Association+of+mutation+position+in+polycystic+kidney+disease+1+%28PKD1%29+gene+and+development+of+a+vascular+phenotype%5BTitle%5D)+AND+%22Lancet%22%5BJournal%5D)">Association of mutation position in polycystic kidney disease 1 (PKD1) gene and development of a vascular phenotype.</a> Lancet. 361, 2196-2201 (2003).</li>
<li>Chapman, A. B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Renal+structure+in+early+autosomal-dominant+polycystic+kidney+disease+%28ADPKD%29%3A+The+Consortium+for+Radiologic+Imaging+Studies+of+Polycystic+Kidney+Disease+%28CRISP%29+cohort%5BTitle%5D)+AND+%22Kidney+international%22%5BJournal%5D)">Renal structure in early autosomal-dominant polycystic kidney disease (ADPKD): The Consortium for Radiologic Imaging Studies of Polycystic Kidney Disease (CRISP) cohort.</a> Kidney international. 64, 1035-1045 (2003).</li>
<li>Grantham, J. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Volume+progression+in+polycystic+kidney+disease%5BTitle%5D)+AND+%22N+Engl+J+Med%22%5BJournal%5D)">Volume progression in polycystic kidney disease.</a> N Engl J Med. 354, 2122-2130 (2006).</li>
<li>Schrier, R. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Blood+Pressure+in+Early+Autosomal+Dominant+Polycystic+Kidney+Disease%5BTitle%5D)+AND+%22The+New+England+journal+of+medicine%22%5BJournal%5D)">Blood Pressure in Early Autosomal Dominant Polycystic Kidney Disease.</a> The New England journal of medicine. , (2014).</li>
<li>Torres, V. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Angiotensin+Blockade+in+Late+Autosomal+Dominant+Polycystic+Kidney+Disease%5BTitle%5D)+AND+%22The+New+England+journal+of+medicine%22%5BJournal%5D)">Angiotensin Blockade in Late Autosomal Dominant Polycystic Kidney Disease.</a> The New England journal of medicine. , (2014).</li>
<li>Wilson, P. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mouse+models+of+polycystic+kidney+disease%5BTitle%5D)+AND+%22Curr+Top+Dev+Biol%22%5BJournal%5D)">Mouse models of polycystic kidney disease.</a> Curr Top Dev Biol. 84, 311-350 (2008).</li>
<li>Happe, H., Peters, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Translational+research+in+ADPKD%3A+lessons+from+animal+models%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+reviews.+Nephrology%22%5BJournal%5D)">Translational research in ADPKD: lessons from animal models.</a> Nature reviews. Nephrology. , (2014).</li>
<li>Frahm, J., Haase, A., Matthaei, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rapid+NMR+imaging+of+dynamic+processes+using+the+FLASH+technique%5BTitle%5D)+AND+%22Magnetic+resonance+in+medicine+%3A+official+journal+of+the+Society+of+Magnetic+Resonance+in+Medicine+%2F+Society+of+Magnetic+Resonance+in+Medicine%22%5BJournal%5D)">Rapid NMR imaging of dynamic processes using the FLASH technique.</a> Magnetic resonance in medicine : official journal of the Society of Magnetic Resonance in Medicine / Society of Magnetic Resonance in Medicine. 3, 321-327 (1986).</li>
<li>Bae, K. T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Magnetic+resonance+imaging+evaluation+of+hepatic+cysts+in+early+autosomal-dominant+polycystic+kidney+disease%3A+the+Consortium+for+Radiologic+Imaging+Studies+of+Polycystic+Kidney+Disease+cohort%5BTitle%5D)+AND+%22Clin+J+Am+Soc+Nephrol%22%5BJournal%5D)">Magnetic resonance imaging evaluation of hepatic cysts in early autosomal-dominant polycystic kidney disease: the Consortium for Radiologic Imaging Studies of Polycystic Kidney Disease cohort.</a> Clin J Am Soc Nephrol. 1, 64-69 (2006).</li>
<li>Hossack, K. F., Leddy, C. L., Johnson, A. M., Schrier, R. W., Gabow, P. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Echocardiographic+findings+in+autosomal+dominant+polycystic+kidney+disease%5BTitle%5D)+AND+%22N+Engl+J+Med%22%5BJournal%5D)">Echocardiographic findings in autosomal dominant polycystic kidney disease.</a> N Engl J Med. 319, 907-912 (1988).</li>
<li>Lumiaho, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mitral+valve+prolapse+and+mitral+regurgitation+are+common+in+patients+with+polycystic+kidney+disease+type+1%5BTitle%5D)+AND+%22American+journal+of+kidney+diseases+%3A+the+official+journal+of+the+National+Kidney+Foundation%22%5BJournal%5D)">Mitral valve prolapse and mitral regurgitation are common in patients with polycystic kidney disease type 1.</a> American journal of kidney diseases : the official journal of the National Kidney Foundation. 38, 1208-1216 (2001).</li>
<li>Vallee, J. P., Ivancevic, M. K., Nguyen, D., Morel, D. R., Jaconi, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Current+status+of+cardiac+MRI+in+small+animals%5BTitle%5D)+AND+%22Magma%22%5BJournal%5D)">Current status of cardiac MRI in small animals.</a> Magma. 17, 149-156 (2004).</li>
<li>Epstein, F. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((MR+in+mouse+models+of+cardiac+disease%5BTitle%5D)+AND+%22NMR+Biomed%22%5BJournal%5D)">MR in mouse models of cardiac disease.</a> NMR Biomed. 20, 238-255 (2007).</li>
<li>Bloomgarden, D. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Global+cardiac+function+using+fast+breath-hold+MRI%3A+validation+of+new+acquisition+and+analysis+techniques%5BTitle%5D)+AND+%22Magnetic+resonance+in+medicine+%3A+official+journal+of+the+Society+of+Magnetic+Resonance+in+Medicine+%2F+Society+of+Magnetic+Resonance+in+Medicine%22%5BJournal%5D)">Global cardiac function using fast breath-hold MRI: validation of new acquisition and analysis techniques.</a> Magnetic resonance in medicine : official journal of the Society of Magnetic Resonance in Medicine / Society of Magnetic Resonance in Medicine. 37, 683-692 (1997).</li>
<li>Larson, A. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Self-gated+cardiac+cine+MRI%5BTitle%5D)+AND+%22Magnetic+resonance+in+medicine+%3A+official+journal+of+the+Society+of+Magnetic+Resonance+in+Medicine+%2F+Society+of+Magnetic+Resonance+in+Medicine%22%5BJournal%5D)">Self-gated cardiac cine MRI.</a> Magnetic resonance in medicine : official journal of the Society of Magnetic Resonance in Medicine / Society of Magnetic Resonance in Medicine. 51, 93-102 (2004).</li>
<li>Smith, J. C., Corbin, T. J., McCabe, J. G., Bolon, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Isoflurane+with+morphine+is+a+suitable+anaesthetic+regimen+for+embryo+transfer+in+the+production+of+transgenic+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Laboratory+animals%22%5BJournal%5D)">Isoflurane with morphine is a suitable anaesthetic regimen for embryo transfer in the production of transgenic rats.</a> Laboratory animals. 38, 38-43 (2004).</li>
<li>Ahrens, E. T., Srinivas, M., Capuano, S., Simhan, H. N., Schatten, G. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Magnetic+resonance+imaging+of+embryonic+and+fetal+development+in+model+systems%5BTitle%5D)+AND+%22Methods+Mol+Med%22%5BJournal%5D)">Magnetic resonance imaging of embryonic and fetal development in model systems.</a> Methods Mol Med. 124, 87-101 (2006).</li>
<li>Zhou, R., Pickup, S., Glickson, J. D., Scott, C. H., Ferrari, V. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Assessment+of+global+and+regional+myocardial+function+in+the+mouse+using+cine+and+tagged+MRI%5BTitle%5D)+AND+%22Magnetic+resonance+in+medicine+%3A+official+journal+of+the+Society+of+Magnetic+Resonance+in+Medicine+%2F+Society+of+Magnetic+Resonance+in+Medicine%22%5BJournal%5D)">Assessment of global and regional myocardial function in the mouse using cine and tagged MRI.</a> Magnetic resonance in medicine : official journal of the Society of Magnetic Resonance in Medicine / Society of Magnetic Resonance in Medicine. 49, 760-764 (2003).</li>
<li>Stimpfel, T. M., Gershey, E. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Selecting+anesthetic+agents+for+human+safety+and+animal+recovery+surgery%5BTitle%5D)+AND+%22FASEB+journal+%3A+official+publication+of+the+Federation+of+American+Societies+for+Experimental+Biology%22%5BJournal%5D)">Selecting anesthetic agents for human safety and animal recovery surgery.</a> FASEB journal : official publication of the Federation of American Societies for Experimental Biology. 5, 2099-2104 (1991).</li>
</ol>

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

Niniejszy artykuł przedstawia możliwość wykorzystania rezonansu magnetycznego UHF jako narzędzia do charakterystyki fenotypowej in vivo lub monitorowania leków w modelach gryzoni pod kątem PKD.
Opisujemy eksperymenty wykonane przy ciśnieniu 16,4 T za pomocą spektrometru NMR o wysokiej rozdzielczości Avance III o szerokim otworze, wyposażonego w akcesoria do obrazowania mikro i mini. Spektrometr był napędzany przez oprogramowanie do akwizycji i przetwarzania TopSpin2.0PV kontrolowane p...

Wielotorbielowatość nerek (PKD) obejmuje grupę zaburzeń monogenowych charakteryzujących się rozwojem torbieli nerek. Wśród nich znajdują się autosomalnie dominująca wielotorbielowatość nerek (ADPKD) i autosomalno-recesywna wielotorbielowatość nerek (ARPKD), które reprezentują najczęstsze typy1,2. ADPKD, najczęstsza postać dziedzicznych torbielowatych chorób nerek, powstaje w wyniku mutacji w genach PKD1 lub PKD2. Charakteryzuje się późnym, mnogimi obustronnymi torbielami nerek, którym towarzyszą zmienne torbiele pozanerkowe, a także nieprawidłowościami układu krążenia i mięśni. ARPKD, najczęściej dotykające noworodki i małe dzieci, jest spowodowane mutacjami w PKHD1 i charakteryzuje się powiększeniem echogennych nerek i wrodzonym zwłóknieniem wątroby3.
Co ważne, ADPKD charakteryzuje się różnorodnością, zarówno na poziomie genów (genetycznych), jak i mutacji (allelicznych), co skutkuje znaczną zmiennością fenotypową. Mutacje w genie PKD1 są związane z ciężkim obrazem klinicznym (liczne torbiele, wczesna diagnoza, nadciśnienie tętnicze i krwiomocz), a także szybką progresją do schyłkowej niewydolności nerek (20 lat wcześniej niż u pacjentów z mutacjami PKD2)4. Ciężka wielotorbielowatość wątroby (PLD) i nieprawidłowości naczyniowe mogą być związane z mutacjami zarówno w PKD1, jak i PKD25. Większość powikłań nerkowych ADPKD powstaje głównie w wyniku ekspansji torbieli wraz z towarzyszącym jej stanem zapalnym i zwłóknieniem. Rozwój torbieli rozpoczyna się w macicy i trwa przez całe życie pacjentki. Nerki zwykle zachowują swój kształt reniform, mimo że mogą osiągnąć ponad 20 razy większą objętość nerek. U większości pacjentów występuje obustronne rozmieszczenie torbieli nerek, ale w niektórych nietypowych przypadkach torbiel może rozwijać się jednostronnie lub asymetrycznie.
Głównym wyzwaniem dla nefrologów śledzących pacjentów z ADPKD lub wdrażających terapie jest naturalna historia choroby. Przez większość jego przebiegu czynność nerek pozostaje normalna, a do czasu, gdy czynność nerek zaczyna się pogarszać, większość nerek została zastąpiona torbielami. Gdy terapie są wdrażane na późniejszych etapach, jest mniej prawdopodobne, że zakończy się sukcesem, ponieważ pacjent mógł już osiągnąć punkt, z którego nie ma odwrotu w przewlekłej chorobie nerek. W przeciwieństwie do tego, gdy terapie rozpoczynają się na wczesnym etapie, trudno jest określić odpowiedź wyłącznie na podstawie współczynnika filtracji kłębuszkowej. W rezultacie zwrócono uwagę na objętość nerek jako marker postępu choroby.
Badanie Konsorcjum ds. Badań Obrazowania Radiologicznego Wielotorbielowatości Nerek (CRISP) wykazało, że u pacjentów z ADPKD wzrost objętości nerek i torbieli bezpośrednio koreluje z pogorszeniem funkcji nerek, podkreślając potencjał całkowitej objętości nerki (TKV) jako zastępczego markera progresji choroby6,7. W związku z tym TKV jest obecnie stosowany jako pierwszorzędowy lub drugorzędowy punkt końcowy w wielu badaniach klinicznych dla ADPKD2,8,9.
Wiele modeli mysich, w tym spontaniczne mutacje i genetycznie modyfikowane, rzuciło światło na patogenezę PKD10,11. Najpopularniejsze stały się modele Pkd1 lub Pkd2 (mutacje w Pkd1 lub Pkd2), ponieważ doskonale naśladują choroby człowieka. Ponadto modele gryzoni z mutacjami w genach innych niż geny Pkd1 lub Pkd2 zostały wykorzystane jako platforma eksperymentalna do wyjaśnienia szlaków sygnałowych związanych z chorobą. Ponadto kilka z tych modeli wykorzystano do przetestowania potencjalnych terapii. Jednak czynnikiem ograniczającym w wielu badaniach na gryzoniach w kierunku PKD jest często brak skutecznych nieinwazyjnych metod sekwencyjnej analizy zmian anatomicznych i funkcjonalnych w nerkach.
Rezonans magnetyczny (MRI) jest obecnie złotym standardem techniki obrazowania do obserwacji pacjentów z ADPKD, zapewniając doskonały kontrast tkanek miękkich i szczegóły anatomiczne oraz umożliwiając pomiary TKV. Mimo że rezonans magnetyczny ma ugruntowaną pozycję w obrazowaniu anatomicznym u większych zwierząt i ludzi, obrazowanie małych gryzoni in vivo wiąże się z dodatkowymi wyzwaniami technicznymi, w przypadku których możliwość uzyskania obrazów o wysokiej rozdzielczości może ograniczać jego przydatność. Dzięki wprowadzeniu rezonansu magnetycznego w ultrawysokim polu (UHF) (7-16,4 T) i opracowaniu silniejszych gradientów, możliwe jest obecnie osiągnięcie wyższych stosunków sygnału do szumu i rozdzielczości przestrzennej obrazów MRI o jakości diagnostycznej podobnej do uzyskiwanej u ludzi. W związku z tym wykorzystanie rezonansu magnetycznego UHF do obrazowania in vivo modeli małych gryzoni pod kątem PKD stało się potężnym narzędziem dla naukowców.

<table><tbody><tr><td>AVANCEIII-700 (16.4 T)</td><td>Bruker</td><td>BH067206</td><td>Dwukanałowy spektrometr wielojądrowy o szerokim otworze wyposażony w akcesoria do mini i mikroobrazowania do obrazowania małych gryzoni in vivo</td></tr><tr><td>TopSpin2.0PV</td><td>Bruker</td><td>H9088TA2</td><td>Oprogramowanie do przetwarzania spektrometrów</td></tr><tr><td>Paravision 5.1</td><td>Bruker</td><td>T10314L5</td><td>Oprogramowanie do obrazowania</td></tr><tr><td>VTU BVT 3000 cyfrowe</td><td>Regulator temperatury Bruker</td><td>W1101095</td><td></td></tr></tbody></table>

zastosowanie rezonansu magnetycznego o ultrawysokim polu w modelach wielotorbielowatości nerek u małych gryzoni do fenotypowania in vivo i monitorowania leków

Use of Ultra-high Field MRI in Small Rodent Models of Polycystic Kidney Disease for In Vivo Phenotyping and Drug Monitoring

Kilka badań przedklinicznych in vivo w wielotorbielowatości nerek (PKD) wykorzystuje ortologiczne modele gryzoni do identyfikacji i badania genetycznych i molekularnych mechanizmów odpowiedzialnych za chorobę, i są bardzo wygodne do szybkiego badania przesiewowego leków i testowania obiecujących terapii. Czynnikiem ograniczającym w tych badaniach jest często brak skutecznych nieinwazyjnych metod sekwencyjnej analizy zmian anatomicznych i funkcjonalnych w nerce. Obrazowanie metodą rezonansu magnetycznego (MRI) jest obecnie złotym standardem obrazowania stosowanej u pacjentów z autosomalną dominującą wielotorbielowatością nerek (ADPKD), zapewniając doskonały kontrast tkanek miękkich i szczegóły anatomiczne oraz umożliwiając pomiary całkowitej objętości nerki (TKV). Główną zaletą rezonansu magnetycznego w modelach PKD u gryzoni jest możliwość obrazowania in vivo, co pozwala na badania podłużne z wykorzystaniem tego samego zwierzęcia, a tym samym zmniejszenie całkowitej liczby wymaganych zwierząt. W tym manuskrypcie skupimy się na wykorzystaniu rezonansu magnetycznego o ultrawysokim polu (UHF) do nieinwazyjnego pozyskiwania obrazów in vivo modeli gryzoni pod kątem PKD. Głównym celem niniejszej pracy jest wprowadzenie do zastosowania MRI jako narzędzia do charakterystyki fenotypowej in vivo i monitorowania leków w modelach gryzoni w kierunku PKD.

W niniejszym manuskrypcie dążymy do wykazania użyteczności UHF MRI jako narzędzia do fenotypowej charakterystyki in vivo lub monitorowania działania leków w modelach gryzoni w PKD i innych chorobach nerek. Wszystkie eksperymenty były częścią protokołów eksperymentalnych zatwierdzonych przez IACUC.
In vivo fenotypowanie modeli małych gryzoni z PKD przy użyciu UHF MRI:
Wszystkie badania obrazowe przeprowadzono na żywych zwierzętach w znieczuleniu izoflu...

Opisano zastosowanie rezonansu magnetycznego o ultrawysokim polu jako nieinwazyjny sposób uzyskiwania informacji fenotypowych o modelach gryzoni dla wielotorbielowatości nerek i monitorowania interwencji. W porównaniu z tradycyjnym podejściem histologicznym, obrazy MRI można uzyskać in vivo, co pozwala na długotrwałą obserwację.

Zastosowanie rezonansu magnetycznego o ultrawysokim polu w modelach wielotorbielowatości nerek u małych gryzoni do fenotypowania in vivo i monitorowania leków

Several in vivo pre-clinical studies in Polycystic Kidney Disease (PKD) utilize orthologous rodent models to identify and study the genetic and molecular ...

Ogólnym celem następnego eksperymentu jest uzyskanie informacji fenotypowych oraz monitorowanie interwencji w modelach gryzoni z wielotorbielowatą chorobą nerek z wykorzystaniem obrazowania rezonansem magnetycznym o ultrawysokim polu. Osiąga się to poprzez doprowadzenie zwierzęcia do poziomu znieczulenia chirurgicznego, aby zapewnić uzyskanie obrazów wysokiej jakości. Ważne jest również zastosowanie uchwytów dla zwierząt w celu ich unieruchomienia i zapobiegania ruchom.Podczas eksperymentu MRI istotne jest wybranie i pozyskanie odpowiedniej sekwencji obrazowania oraz parametrów, w zależności od konkretnych celów badawczych. Aby zapewnić bezpieczeństwo zwierzęcia, podczas całej procedury należy ściśle monitorować jego temperaturę ciała oraz częstotliwość oddechów. Ostatecznie pozyskane obrazy są analizowane w celu wykrycia zmian fenotypowych lub określenia, czy wystąpił efekt terapeutyczny. Procedura ta umożliwia fenotypową charakterystykę in vivo oraz monitorowanie działania leków w modelach zwierzęcych wielotorbielkowatej choroby nerek (PKD) z wykorzystaniem obrazowania rezonansem magnetycznym o ultra wysokim polu.Technika ta jest wykorzystywana do charakterystyki fenotypów nowych

use-ultra-high-field-mri-small-rodent-models-polycystic-kidney

Research

JoVE Journal

Medicine

Medycyna

Zastosowanie MRI pola ultra-wysokiego intensywności w małych modelach szczurów choroby wielotorbielowatej nerek do in vivo fenotypowań i monitorowania leków

Obrazowanie rezonansem magnetycznym (MRI) stało się coraz popularniejszym narzędziem do badania fenotypu myszy z modyfikacjami genetycznymi. Niniejszy artykuł przedstawia metody niezbędne do przeprowadzenia wysokoprzepustowego fenotypowania myszy z modyfikacjami genetycznymi przy użyciu MRI dla wielu osobników jednocześnie.<br...

Neuroanatomiczny obrazowanie magnetycznemu rezonansem dla wielu myszy

Wczesne stadium dysfunkcji hemodynamicznej jest kluczowe dla rozwoju choroby nerek. Metodologie wykrywania są jednak ograniczone. Najnowsze postępy w ultrasonografii zapewniają nieinwazyjną, dokładną opcję wczesnego wykrywania uszkodzenia nerek. Badanie to przedstawia krok po kroku, ultrasonograficzną metodologię wykrywania dysfunkcji nerek przy użyciu szczurzego modelu nefrotoksyczności wywołanej lekiem.

Wczesne wykrywanie farmakologicznej dysfunkcji hemodynamicznej nerek za pomocą technologii sonograficznej u szczurów

Celem tego protokołu jest zastosowanie dynamicznego rezonansu magnetycznego wzmocnionego kontrastem (DCE-MRI) dla ortotopowych ksenoprzeszczepów guza trzustki u myszy. DCE-MRI jest nieinwazyjną metodą analizy mikrokrążenia w tkance docelowej i przydatną do oceny odpowiedzi naczyniowej w guzie po nowej terapii.

Obrazowanie rezonansu magnetycznego z kontrastem dynamicznym ortotopowego modelu myszy z rakiem trzustki

Określenie współczynnika filtracji kłębuszkowej (GFR) jest złotym standardem do oceny ogólnej funkcji nerek. Jednak tradycyjne procedury pomiaru tego parametru są kłopotliwe i wymagają dużej inwestycji czasu. W tym miejscu opisujemy szybszą i minimalnie inwazyjną metodę przezskórnego oznaczania GFR.

Przezskórna ocena czynności nerek u świadomych gryzoni

Ten manuskrypt opisuje szczurzy model chirurgiczny odmiedniczkowego zapalenia nerek wykorzystujący bezpośrednie zakażenie wewnątrznerkowe przez Escherichia coli do miedniczki nerkowej. Procedura eksperymentalna może być wykorzystana do badania patogenezy odmiedniczkowego zapalenia nerek, a także związanego z nim stanu zapalnego i zwłóknienia.

Donerkowe wstrzyknięcie Escherichia coli w szczurzym modelu odmiedniczkowego zapalenia nerek

Ten artykuł opisuje wykorzystanie ultradźwięków o wysokiej rozdzielczości u genetycznie modyfikowanych myszy z rakiem trzustki. Podstawowym celem jest dostarczenie szczegółowej instrukcji wykrywania i oceny endogennych nowotworów trzustki.

Wykorzystanie ultradźwięków o wysokiej rozdzielczości do monitorowania początku i wzrostu guza w genetycznie modyfikowanych modelach raka trzustki

Ten protokół opisuje pełne badanie nerek, które powinno być przeprowadzone na mysich modelach choroby kłębuszków nerkowych. Metody te pozwalają na szczegółową analizę funkcjonalną, strukturalną i mechanistyczną funkcji kłębuszków nerkowych, którą można zastosować do wszystkich mysich modeli choroby kłębuszków nerkowych.

Ocena czynności nerek w mysich modelach choroby kłębuszków nerkowych

Ten protokół demonstruje ultrasonografię robotyczną (US) jako praktyczną, opłacalną i szybką alternatywę dla tradycyjnych, nieinwazyjnych metod obrazowania.

Zastosowanie zrobotyzowanego ultrasonografu 3D do analizy in vivo nerek myszy

Ultraszybkie ultrasonografie dopplerowskie (UFUS) o wysokiej rozdzielczości przestrzennej (100 μm) i czułości stanowi odpowiednią nieinwazyjną metodę obrazowania w celu uzyskania kompleksowego jakościowego przeglądu naczyń wątrobowych. UFUS ułatwia również ilościowe pomiary mikrokrążenia, mając na celu pogłębienie naszej wiedzy na temat mechanizmów chorób naczyniowych.

Obrazowanie i kwantyfikacja unaczynienia wątroby myszy za pomocą ultraszybkich ultradźwięków dopplerowskich

W tym artykule przedstawiono model niedokrwiennej CKD z wykorzystaniem jednostronnego IRI nerki z kontralateralną nefrektomią wykonaną dzień przed pobraniem próbki; protokół ten umożliwia ocenę funkcjonalną opartą na surowicy, wysoką przeżywalność oraz powtarzalną patologię PREWKinek w ciągu 28 i 42 dni, zapewniając wszechstronną platformę do badań mechanistycznych i interwencyjnych.

Model myszy przejścia z ostrej do przewlekłej choroby nerek wywołanego niedokrwieniem nerek lub uszkodzeniem reperfuzyjnym

Protokół ten wykorzystuje wielokomorowe łóżko do równoległego rezonansu magnetycznego (MRI) do czterech zwierząt do wykrywania guzów gruczolakoraka trzustki w genetycznie modyfikowanych modelach myszy. Ten protokół MRI wielozwierzęcy jest szybki i opłacalny w wykrywaniu i pomiarze guzów, ułatwiając selekcję zwierząt do badań przedklinicznych oraz podłużne monitorowanie wzrostu guzów.

Wielozwierzęce obrazowanie rezonansu magnetycznego do pomiarów guza w myszych modelach raka trzustki

Poznaj zastosowanie rezonansu magnetycznego o ultrawysokim polu do fenotypowania in vivo i monitorowania leków w modelach wielotorbielowatości nerek u małych gryzoni. Ta metoda umożliwia badania podłużne przy mniejszej liczbie zwierząt.

Zastosowanie rezonansu magnetycznego o ultrawysokim polu w modelach wielotorbielowatości nerek u małych gryzoni do fenotypowania in vivo i monitorowania leków (Wideo) | JoVE Journal

Zastosowanie rezonansu magnetycznego o ultrawysokim polu w modelach wielotorbielowatości nerek u małych gryzoni do fenotypowania in vivo i monitorowania leków

Przeglądaj więcej filmów