Name: Obrazowanie transportu komórek za pomocą pozytonowej tomografii emisyjnej: metoda znakowania radioaktywnego komórek (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2023-10-27T14:20:00.000+00:00
Duration: 10 min 7 s
Description: Poznaj metodę radiomarkowania komórek zirkoniem-89-DBN do nieinwazyjnego śledzenia za pomocą PET. Technika ta umożliwia badanie farmakokinetyki terapii komórkowych w chorobach neurologicznych i nowotworach.

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

Ta praca była wspierana przez granty NIH 5R21HL127389-02, NIH 4T32HL007111-39, NIH R01HL134664 i DOE DE-SC0008947, Międzynarodowa Agencja Energii Atomowej, Wiedeń, Mayo Clinic Division of Nuclear Medicine, Department of Radiology, oraz Mayo Clinic Center for Regenerative Medicine, Rochester, MN. Wszystkie figury zostały stworzone przy użyciu BioRender.com.

<ol><li>Bhawnani, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effectiveness+of+stem+cell+therapies+in+improving+clinical+outcomes+in+patients+with+heart+failure%5BTitle%5D)+AND+%22Cureus%22%5BJournal%5D)">Effectiveness of stem cell therapies in improving clinical outcomes in patients with heart failure.</a> Cureus. 13 (8), e17236(2021).</li>
<li>Zakrzewski, W., Dobrzynski, M., Szymonowicz, M., Rybak, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Stem+cells%3A+past%2C+present%2C+and+future%5BTitle%5D)+AND+%22Stem+Cell+Research+%26+Therapy%22%5BJournal%5D)">Stem cells: past, present, and future.</a> Stem Cell Research & Therapy. 10 (1), 68(2019).</li>
<li>Bukhari, A. B., Dutta, S., De, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Image+guidance+in+stem+cell+therapeutics%3A+unfolding+the+blindfold%5BTitle%5D)+AND+%22Current+Drug+Targets%22%5BJournal%5D)">Image guidance in stem cell therapeutics: unfolding the blindfold.</a> Current Drug Targets. 16 (6), 658-671 (2015).</li>
<li>Momeni, A., Neelamegham, S., Parashurama, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Current+challenges+for+the+targeted+delivery+and+molecular+imaging+of+stem+cells+in+animal+models%5BTitle%5D)+AND+%22Bioengineered%22%5BJournal%5D)">Current challenges for the targeted delivery and molecular imaging of stem cells in animal models.</a> Bioengineered. 8 (4), 316-324 (2017).</li>
<li>Gnecchi, M., Zhang, Z., Ni, A., Dzau, V. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Paracrine+mechanisms+in+adult+stem+cell+signaling+and+therapy%5BTitle%5D)+AND+%22Circulation+Research%22%5BJournal%5D)">Paracrine mechanisms in adult stem cell signaling and therapy.</a> Circulation Research. 103 (11), 1204-1219 (2008).</li>
<li>D'Aloia, M. M., Zizzari, I. G., Sacchetti, B., Pierelli, L., Alimandi, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((CAR-T+cells%3A+the+long+and+winding+road+to+solid+tumors%5BTitle%5D)+AND+%22Cell+Death+%26+Disease%22%5BJournal%5D)">CAR-T cells: the long and winding road to solid tumors.</a> Cell Death & Disease. 9 (3), 282(2018).</li>
<li>Zhang, Q., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((CAR-T+cell+therapy+in+cancer%3A+tribulations+and+road+ahead%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Immunology+Research%22%5BJournal%5D)">CAR-T cell therapy in cancer: tribulations and road ahead.</a> Journal of Immunology Research. 2020, 1924379(2020).</li>
<li>Sterner, R. C., Sterner, R. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((CAR-T+cell+therapy%3A+current+limitations+and+potential+strategies%5BTitle%5D)+AND+%22Blood+Cancer+Journal%22%5BJournal%5D)">CAR-T cell therapy: current limitations and potential strategies.</a> Blood Cancer Journal. 11 (4), 69(2021).</li>
<li>Shao, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Radionuclide-based+molecular+imaging+allows+CAR-T+cellular+visualization+and+therapeutic+monitoring%5BTitle%5D)+AND+%22Theranostics%22%5BJournal%5D)">Radionuclide-based molecular imaging allows CAR-T cellular visualization and therapeutic monitoring.</a> Theranostics. 11 (14), 6800-6817 (2021).</li>
<li>Sakemura, R., Can, I., Siegler, E. L., Kenderian, S. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+vivo+CART+cell+imaging%3A+Paving+the+way+for+success+in+CART+cell+therapy%5BTitle%5D)+AND+%22Molecular+Therapy+Oncolytics%22%5BJournal%5D)">In vivo CART cell imaging: Paving the way for success in CART cell therapy.</a> Molecular Therapy Oncolytics. 20, 625-633 (2021).</li>
<li>Wang, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dendritic+cell+biology+and+its+role+in+tumor+immunotherapy%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Hematology+%26+Oncology%22%5BJournal%5D)">Dendritic cell biology and its role in tumor immunotherapy.</a> Journal of Hematology & Oncology. 13 (1), 107(2020).</li>
<li>Bulte, J. W. M., Shakeri-Zadeh, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+vivo+MRI+tracking+of+tumor+vaccination+and+antigen+presentation+by+dendritic+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Molecular+Imaging+and+Biology%22%5BJournal%5D)">In vivo MRI tracking of tumor vaccination and antigen presentation by dendritic cells.</a> Molecular Imaging and Biology. 24 (2), 198-207 (2022).</li>
<li>Holland, J. P., Sheh, Y., Lewis, J. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Standardized+methods+for+the+production+of+high+specific-activity+zirconium-89%5BTitle%5D)+AND+%22Nuclear+Medicine+and+Biology%22%5BJournal%5D)">Standardized methods for the production of high specific-activity zirconium-89.</a> Nuclear Medicine and Biology. 36 (7), 729-739 (2009).</li>
<li>Larenkov, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Preparation+of+zirconium-89+solutions+for+radiopharmaceutical+purposes%3A+interrelation+between+formulation%2C+radiochemical+purity%2C+stability+and+biodistribution%5BTitle%5D)+AND+%22Molecules%22%5BJournal%5D)">Preparation of zirconium-89 solutions for radiopharmaceutical purposes: interrelation between formulation, radiochemical purity, stability and biodistribution.</a> Molecules. 24 (8), 1534(2019).</li>
<li>Pandey, M. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+new+solid+target+design+for+the+production+of+89Zr+and+radiosynthesis+of+high+molar+activity+%5B89Zr%5DZr-DBN%5BTitle%5D)+AND+%22American+Journal+of+Nuclear+Medicine+and+Molecular+Imaging%22%5BJournal%5D)">A new solid target design for the production of 89Zr and radiosynthesis of high molar activity [89Zr]Zr-DBN.</a> American Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging. 12 (1), 15-24 (2022).</li>
<li>Pandey, M. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Improved+production+and+processing+of+89Zr+using+a+solution+target%5BTitle%5D)+AND+%22Nuclear+Medicine+and+Biology%22%5BJournal%5D)">Improved production and processing of 89Zr using a solution target.</a> Nuclear Medicine and Biology. 43 (1), 97-100 (2016).</li>
<li>Pandey, M. K., Engelbrecht, H. P., Byrne, J. P., Packard, A. B., DeGrado, T. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Production+of+89Zr+via+the+89Y%28p%2Cn%2989Zr+reaction+in+aqueous+solution%3A+effect+of+solution+composition+on+in-target+chemistry%5BTitle%5D)+AND+%22Nuclear+Medicine+and+Biology%22%5BJournal%5D)">Production of 89Zr via the 89Y(p,n)89Zr reaction in aqueous solution: effect of solution composition on in-target chemistry.</a> Nuclear Medicine and Biology. 41 (4), 309-316 (2014).</li>
<li>Bansal, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Novel+89Zr+cell+labeling+approach+for+PET-based+cell+trafficking+studies%5BTitle%5D)+AND+%22EJNMMI+Research%22%5BJournal%5D)">Novel 89Zr cell labeling approach for PET-based cell trafficking studies.</a> EJNMMI Research. 5, 19(2015).</li>
<li>Bansal, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((89Zr%5DZr-DBN+labeled+cardiopoietic+stem+cells+proficient+for+heart+failure%5BTitle%5D)+AND+%22Nuclear+Medicine+and+Biology%22%5BJournal%5D)">89Zr]Zr-DBN labeled cardiopoietic stem cells proficient for heart failure.</a> Nuclear Medicine and Biology. 90-91, 23-30 (2020).</li>
<li>Friberger, I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optimisation+of+the+synthesis+and+cell+labelling+conditions+for+%5B89Zr%5DZr-oxine+and+%5B89Zr%5DZr-DFO-NCS%3A+a+direct+in+vitro+comparison+in+cell+types+with+distinct+therapeutic+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Molecular+Imaging+and+Biology%22%5BJournal%5D)">Optimisation of the synthesis and cell labelling conditions for [89Zr]Zr-oxine and [89Zr]Zr-DFO-NCS: a direct in vitro comparison in cell types with distinct therapeutic applications.</a> Molecular Imaging and Biology. 23 (6), 952-962 (2021).</li>
<li>Lee, S. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Feasibility+of+real-time+in+vivo+89Zr-DFO-labeled+CAR+T-cell+trafficking+using+PET+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+One%22%5BJournal%5D)">Feasibility of real-time in vivo 89Zr-DFO-labeled CAR T-cell trafficking using PET imaging.</a> PLoS One. 15 (1), e0223814(2020).</li>
<li>Nicolas, C. T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hepatocyte+spheroids+as+an+alternative+to+single+cells+for+transplantation+after+ex+vivo+gene+therapy+in+mice+and+pig+models%5BTitle%5D)+AND+%22Surgery%22%5BJournal%5D)">Hepatocyte spheroids as an alternative to single cells for transplantation after ex vivo gene therapy in mice and pig models.</a> Surgery. 164 (3), 473-481 (2018).</li>
<li>Yang, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tracking+and+therapeutic+value+of+human+adipose+tissue-derived+mesenchymal+stem+cell+transplantation+in+reducing+venous+neointimal+hyperplasia+associated+with+arteriovenous+fistula%5BTitle%5D)+AND+%22Radiology%22%5BJournal%5D)">Tracking and therapeutic value of human adipose tissue-derived mesenchymal stem cell transplantation in reducing venous neointimal hyperplasia associated with arteriovenous fistula.</a> Radiology. 279 (2), 513-522 (2016).</li>
<li>Nicolas, C. T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ex+vivo+cell+therapy+by+ectopic+hepatocyte+transplantation+treats+the+porcine+tyrosinemia+model+of+acute+liver+failure%5BTitle%5D)+AND+%22Molecular+Therapy.+Methods+%26+Clinical+Development%22%5BJournal%5D)">Ex vivo cell therapy by ectopic hepatocyte transplantation treats the porcine tyrosinemia model of acute liver failure.</a> Molecular Therapy. Methods & Clinical Development. 18, 738-750 (2020).</li>
<li>Bansal, A., Sharma, S., Klasen, B., Rosch, F., Pandey, M. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Evaluation+of+different+89Zr-labeled+synthons+for+direct+labeling+and+tracking+of+white+blood+cells+and+stem+cells+in+healthy+athymic+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Scientific+Reports%22%5BJournal%5D)">Evaluation of different 89Zr-labeled synthons for direct labeling and tracking of white blood cells and stem cells in healthy athymic mice.</a> Scientific Reports. 12 (1), 15646(2022).</li>
<li>Behfar, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Guided+cardiopoiesis+enhances+therapeutic+benefit+of+bone+marrow+human+mesenchymal+stem+cells+in+chronic+myocardial+infarction%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+American+College+of+Cardiology%22%5BJournal%5D)">Guided cardiopoiesis enhances therapeutic benefit of bone marrow human mesenchymal stem cells in chronic myocardial infarction.</a> Journal of the American College of Cardiology. 56 (9), 721-734 (2010).</li>
<li>Charoenphun, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((89Zr%5Doxinate4+for+long-term+in+vivo+cell+tracking+by+positron+emission+tomography%5BTitle%5D)+AND+%22European+Journal+of+Nuclear+Medicine+and+Molecular+Imaging%22%5BJournal%5D)">89Zr]oxinate4 for long-term in vivo cell tracking by positron emission tomography.</a> European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging. 42 (2), 278-287 (2015).</li>
<li>Sato, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+vivo+tracking+of+adoptively+transferred+natural+killer+cells+in+rhesus+macaques+using+89zirconium-oxine+cell+labeling+and+PET+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Clinical+Cancer+Research%22%5BJournal%5D)">In vivo tracking of adoptively transferred natural killer cells in rhesus macaques using 89zirconium-oxine cell labeling and PET imaging.</a> Clinical Cancer Research. 26 (11), 2573-2581 (2020).</li>
<li>Volpe, A., Pillarsetty, N. V. K., Lewis, J. S., Ponomarev, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Applications+of+nuclear-based+imaging+in+gene+and+cell+therapy%3A+probe+considerations%5BTitle%5D)+AND+%22Molecular+Therapy+Oncolytics%22%5BJournal%5D)">Applications of nuclear-based imaging in gene and cell therapy: probe considerations.</a> Molecular Therapy Oncolytics. 20, 447-458 (2021).</li>
<li>Fogli, L. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Challenges+and+next+steps+in+the+advancement+of+immunotherapy%3A+summary+of+the+2018+and+2020+National+Cancer+Institute+workshops+on+cell-based+immunotherapy+for+solid+tumors%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+for+Immunotherapy+of+Cancer%22%5BJournal%5D)">Challenges and next steps in the advancement of immunotherapy: summary of the 2018 and 2020 National Cancer Institute workshops on cell-based immunotherapy for solid tumors.</a> Journal for Immunotherapy of Cancer. 9 (7), e003048(2021).</li>
<li>Li, X., Hacker, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Molecular+imaging+in+stem+cell-based+therapies+of+cardiac+diseases%5BTitle%5D)+AND+%22Advanced+Drug+Delivery+Reviews%22%5BJournal%5D)">Molecular imaging in stem cell-based therapies of cardiac diseases.</a> Advanced Drug Delivery Reviews. 120, 71-88 (2017).</li>
<li>Puges, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Retrospective+study+comparing+WBC+scan+and+18F-FDG+PET%2FCT+in+patients+with+suspected+prosthetic+vascular+graft+infection%5BTitle%5D)+AND+%22European+Journal+of+Vascular+and+Endovascular+Surgery%22%5BJournal%5D)">Retrospective study comparing WBC scan and 18F-FDG PET/CT in patients with suspected prosthetic vascular graft infection.</a> European Journal of Vascular and Endovascular Surgery. 57 (6), 876-884 (2019).</li>
<li>Butterfield, L. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dendritic+cells+in+cancer+immunotherapy+clinical+trials%3A+are+we+making+progress%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Immunology%22%5BJournal%5D)">Dendritic cells in cancer immunotherapy clinical trials: are we making progress.</a> Frontiers in Immunology. 4, 454(2013).</li>
<li>de Vries, I. J. M., 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+%22Nature+Biotechnology%22%5BJournal%5D)">Magnetic resonance tracking of dendritic cells in melanoma patients for monitoring of cellular therapy.</a> Nature Biotechnology. 23 (11), 1407-1413 (2005).</li>
<li>Gosmann, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Promise+and+challenges+of+clinical+non-invasive+T-cell+tracking+in+the+era+of+cancer+immunotherapy%5BTitle%5D)+AND+%22EJNMMI+Research%22%5BJournal%5D)">Promise and challenges of clinical non-invasive T-cell tracking in the era of cancer immunotherapy.</a> EJNMMI Research. 12 (1), 5(2022).</li>
</ol>

Autorzy nie mają konkurencyjnego interesu finansowego, ale są wynalazcami tej technologii (Patent # US20210330823A1).

Poniżej przedstawiono krytyczne kroki w protokole, które wymagają optymalizacji w celu skutecznego znakowania radiokomórkowego. W krokach protokołu 1.2 i 1.3, w zależności od zastosowanej objętości [89Zr]Zr(HPO4)2 lub [89Zr]ZrCl4, należy użyć odpowiedniej objętości (mikrolitrów) zasady; Do neutralizacji [89Zr]Zr(HPO4)2 należy użyć roztworu 1,0 M K2CO3 i roztworu 1,0 M Na2CO3 do neutralizacji...

Terapie komórkami T z wykorzystaniem komórek macierzystych i chimerycznego receptora antygenu (CAR) zyskują na popularności i są aktywnie badane pod kątem leczenia różnych chorób, takich jak niewydolność mięśnia sercowego1,2, zwyrodnienie siatkówki2, zwyrodnienie plamki żółtej2, cukrzyca2, zawał mięśnia sercowego3,4,5, oraz cancers6,7,8,9,10. Spośród dwóch prawdopodobnych podejść terapii komórkami macierzystymi, komórki macierzyste mogą być albo bezpośrednio wszczepione w miejsce choroby w celu wywołania odpowiedzi terapeutycznej, albo powodować zmiany w mikrośrodowisku miejsca chorobowego bez przylegania do miejsca chorobowego w celu zainicjowania pośredniej odpowiedzi terapeutycznej. Pośrednia odpowiedź terapeutyczna może spowodować zmiany w mikrośrodowisku miejsca choroby poprzez uwolnienie czynników, które naprawiłyby lub wyleczyły chorobę5. Te podejścia do terapii komórkami macierzystymi można ocenić za pomocą nieinwazyjnego obrazowania komórek macierzystych znakowanych radioaktywnie. Nieinwazyjne obrazowanie może skorelować wychwyt komórek znakowanych radioaktywnie w miejscu choroby z odpowiedzią terapeutyczną w celu rozszyfrowania bezpośredniej i pośredniej odpowiedzi terapeutycznej.
Dodatkowo, opracowywane są terapie oparte na komórkach odpornościowych do leczenia różnych nowotworów za pomocą CAR T-cell6,7,8,9,10i immunoterapii komórek dendrytycznych11,12. Mechanistycznie, w immunoterapii limfocytami T CAR class=6,7,8,9,10, limfocyty T są zaprojektowane tak, aby wyrażać epitop, który wiąże się z określonym antygenem na guzach, które muszą być leczone. Te zmodyfikowane limfocyty T CAR, po podaniu, wiążą się ze specyficznym antygenem obecnym na komórkach nowotworowych poprzez interakcję epitop-antygen. Po związaniu związane limfocyty T CAR ulegają aktywacji, a następnie proliferują i uwalniają cytokiny, co sygnalizuje układowi odpornościowemu gospodarza atak na guz wykazujący ekspresję specyficznego antygenu. Natomiast w przypadku terapii komórkami dendrytycznymi11,12, komórki dendrytyczne są zaprojektowane tak, aby prezentowały na swojej powierzchni określony antygen nowotworowy. Te zmodyfikowane komórki dendrytyczne, po podaniu, są domem dla węzłów chłonnych i wiążą się z komórkami T w węzłach chłonnych. Limfocyty T, po związaniu się ze specyficznymi antygenami nowotworowymi na podanych komórkach dendrytycznych, ulegają aktywacji/proliferacji i inicjują odpowiedź immunologiczną gospodarza przeciwko nowotworowi wyrażającemu ten specyficzny antygen. W związku z tym ocena transportu podanych limfocytów T CAR do miejsca nowotworu9,10 i naprowadzanie komórek dendrytycznych do węzłów chłonnych11,12 jest możliwe poprzez obrazowanie znakowanych radioaktywnie komórek T CAR i komórek dendrytycznych w celu określenia skuteczności immunoterapii. Co więcej, nieinwazyjny transport komórkowy może pomóc w lepszym zrozumieniu potencjału terapeutycznego, wyjaśnieniu bezpośredniej i pośredniej odpowiedzi terapeutycznej oraz przewidywaniu i monitorowaniu odpowiedzi terapeutycznej zarówno na terapie oparte na komórkach macierzystych, jak i komórkach odpornościowych.
Zbadano różne metody obrazowania dla transportu komórkowego3,4,9,10,12, w tym obrazowanie optyczne, rezonans magnetyczny (MRI), tomografia emisyjna pojedynczych fotonów (SPECT) i pozytonowa tomografia emisyjna (PET). Każda z tych technik ma swoje zalety i wady. Wśród nich PET jest najbardziej obiecującą metodą ze względu na jej ilościowy charakter i wysoką czułość, które są niezbędne do wiarygodnej kwantyfikacji komórek w transporcie komórkowym opartym na obrazowaniu3,4,9,10.
Radioizotop emitujący pozytony 89Zr, o okresie połowicznego rozpadu 78,4 h, nadaje się do znakowania komórek. Umożliwia obrazowanie PET transportu komórkowego przez ponad 1 tydzień i jest łatwo wytwarzany przez powszechnie dostępne, niskoenergetyczne cyklotrony medyczne13,14,15,16,17. Dodatkowo, odpowiednio funkcjonalizowany chelator p-izotiocyanatobenzylo-desferrioksaminy (DFO-Bn-NCS) jest dostępny na rynku do syntezy znakowanego 89Zr, gotowego do użycia syntonu znakującego komórki, [89Zr]Zr-p-isothiocyanatobenzyl-desferrioxamine, znanego również jako [89Zr]Zr-DBN18,19,20,21,22,23,24,25. Zasada znakowania komórek za pośrednictwem [89Zr]Zr-DBN opiera się na reakcji między pierwszorzędowymi aminami białek błony komórkowej a ugrupowaniem izotiocyjanianu (NCS) [89Zr]Zr-DBN w celu wytworzenia stabilnego kowalencyjnego wiązania tiomocznikowego.
[89Zr]Opublikowano znakowanie i obrazowanie komórek oparte na Zr-DBN w celu śledzenia różnych komórek, w tym komórek macierzystych18,23,25, komórki dendrytyczne18, kardiopoietyczne komórki macierzyste19, dziesiętne komórki zrębowe20, makrofagi pochodzące ze szpiku kostnego20, komórki jednojądrzaste krwi obwodowej20, Jurkat/CAR T-cells21, hepatocyty22,24, oraz białe krwinki25. Poniższy protokół przedstawia krok po kroku metody przygotowania i znakowania radioaktywnego komórek za pomocą [89Zr]Zr-DBN i opisuje zmiany, które mogą być wymagane w protokole znakowania radioaktywnego dla określonego typu komórki. Dla większej jasności przedstawiona tutaj metoda znakowania radioaktywnego komórek jest podzielona na cztery sekcje. Pierwsza sekcja dotyczy otrzymywania [89Zr]Zr-DBN poprzez chelatację 89Zr przez DFO-Bn-NCS. W drugiej sekcji opisano przygotowanie biokompatybilnego preparatu [89Zr]Zr-DBN, który może być łatwo stosowany do znakowania radioizotopowego komórek. W trzeciej sekcji omówiono etapy niezbędne do wstępnego kondycjonowania komórek do znakowania radioizotopem. Wstępne kondycjonowanie komórek polega na myciu komórek solą fizjologiczną buforowaną fosforanami bez białek (PBS) i buforowanym przez HEPES zrównoważonym roztworem soli Hanksa (H-HBSS) w celu usunięcia białek zewnętrznych, które mogą zakłócać lub konkurować z reakcją [89Zr]Zr-DBN z aminami pierwszorzędowymi obecnymi na białkach powierzchni komórki podczas znakowania radioaktywnego. Ostatnia sekcja zawiera kroki związane z faktycznym znakowaniem radioizotopowym komórek i analizą kontroli jakości.

<table><tbody><tr><td>Acetonitryl</td><td>Thermo Fisher Scientific, Inc., Waltham, MA, USA</td><td>A996-4</td><td></td></tr><tr><td>Alpha Minimum Essential Medium</td><td>Thermo Fisher Scientific, Inc., Waltham, MA, Stany</td><td>Zjednoczone 12571063</td><td></td></tr><tr><td>Kolumna anionowymienna</td><td>Macherey-Nagel, Inc., D&uuml; ren, Niemcy</td><td>731876</td><td>Chromafix 30-PS-HCO3&nbsp; Wkład SPE 45 mg</td></tr><tr><td>Stożkowe probówki wirówkowe (15 ml)</td><td>Corning Inc., Glendale, AZ, USA</td><td>352096</td><td>Falcon 15 ml stożkowe probówki wirówkowe z polipropylenu (PP) o wysokiej czystości</td></tr><tr><td>Komórki dendrytyczne</td><td>Kolekcja kultur typu amerykańskiego, Manassas, Wirginia, USA</td><td>CRL-11904</td><td></td></tr><tr><td>DFO-BN-NCS</td><td>Macrocyclics, Inc., Plano, TX, USA</td><td>B-705</td><td>p-SCN-BN-Deferoxamine</td></tr><tr><td>DMSO</td><td>Sigma-Aldrich, Inc., St. Louis, MO</td><td>276855</td><td></td></tr><tr><td>Kalibrator dawki</td><td>Mirion Technologies (Capintec), Inc., Florham Park, NJ, USA</td><td>5130-3234</td><td>Kalibrator dawki CRC-55tR&nbsp;</td></tr><tr><td>Dulbecco' s zmodyfikowany Orzeł" s średni&nbsp;</td><td>The American Type Culture Collection, Manassas, VA, USA</td><td>30-2002</td><td></td></tr><tr><td>Płodowa surowica bydlęca (FBS)</td><td>The American Type Culture Collection, Manassas, VA, USA</td><td>30-2020</td><td></td></tr><tr><td>Zbilansowany roztwór soli Hanksa (HBSS)</td><td>Thermo Fisher Scientific, Inc., Waltham, MA, USA</td><td>14025092</td> Do przygotowania kwasu solnego <td>H-HBSS</td></tr><tr><td>(klasa na bazie metali śladowych)</td><td>Thermo Fisher Scientific, Inc., Waltham, MA, USA</td><td>A508P212</td><td></td></tr><tr><td>Komórki czerniaka</td><td>Amerykańska kolekcja kultur typowych, Manassas, Wirginia, USA</td><td>CRL-6475</td><td></td></tr><tr><td>Metanol</td><td>Sigma-Aldrich, Inc., St. Louis, MO</td><td>34860</td><td></td></tr><tr><td>Probówka do mikrowirówek</td><td>Eppendorf, Hamburg, Niemcy</td><td>30108442</td><td>Probówka do mikrowirówek białkowych LoBind</td></tr><tr><td>Mysz GM-CSF</td><td>R& D Systems, Inc., Minneapolis, MN USA</td><td>415-ML-010</td><td></td></tr><tr><td>Penicylina/Streptomycyna</td><td>Thermo Fisher Scientific, Inc., Waltham, MA, USA</td><td>15140-122</td><td></td></tr><tr><td>Sól fizjologiczna buforowana fosforanami bez Ca2+ i Mg2+</td><td>Thermo Fisher Scientific, Inc., Waltham, MA, USA</td><td>10010023</td><td>Do mycia komórek</td></tr><tr><td>Saline</td><td>Covidien LLC, Mansfield, MA, USA</td><td>1020</td><td>0,9% sterylny roztwór soli fizjologicznej</td></tr><tr><td>&nbsp;</td><td>Eppendorf, Hamburg, Niemcy</td><td>T1317</td><td>Thermomixer</td></tr><tr><td>Żel krzemionkowy-rad-TLC arkusz papieru&nbsp;</td><td>Agilent Technologies Inc., Santa Clara, Kalifornia, Stany Zjednoczone</td><td>SGI0001</td><td>iTLC-SG</td></tr></tbody></table>

obrazowanie transportu komórek za pomocą pozytonowej tomografii emisyjnej: metoda znakowania radioaktywnego komórek

Positron Emission Tomography Imaging of Cell Trafficking: A Method of Cell Radiolabeling

Terapie komórkami T z wykorzystaniem komórek macierzystych i chimerycznych receptorów antygenowych (CAR) stają się obiecującymi terapiami dla regeneracji narządów i immunoterapii różnych nowotworów. Pomimo znacznego postępu w tych dziedzinach, wciąż pozostaje wiele do nauczenia się, aby lepiej zrozumieć farmakokinetykę i farmakodynamikę podawanych komórek terapeutycznych w żywym systemie. Do nieinwazyjnego śledzenia in vivo komórek za pomocą pozytonowej tomografii emisyjnej (PET) opracowano nową metodę radioznakowania komórek za pośrednictwem [89Zr]Zr-p-izotiocyanatobenzylo-desferrioksaminy ([89Zr]Zr-DBN) przy użyciu 89Zr (t1/2 78,4 h). Niniejszy protokół opisuje [89Zr]Zr-DBN, gotowy do użycia, znakowany radioaktywnie synton do bezpośredniego znakowania radioaktywnego różnych komórek, w tym mezenchymalnych komórek macierzystych, kardiopoetycznych komórek macierzystych kierowanych przez linię, hepatocytów regenerujących wątrobę, białych krwinek, komórek czerniaka i komórek dendrytycznych. Opracowana metodologia umożliwia nieinwazyjne obrazowanie PET transportu komórkowego przez okres do 7 dni po podaniu bez wpływu na charakter lub funkcję komórek znakowanych radioaktywnie. Dodatkowo, protokół ten opisuje krokową metodę radiosyntezy [89Zr]Zr-DBN, biokompatybilnego preparatu [89Zr]Zr-DBN, przygotowania komórek do znakowania radioaktywnego, a na końcu znakowania radioaktywnego komórek za pomocą [89Zr]Zr-DBN, w tym wszystkich skomplikowanych szczegółów potrzebnych do pomyślnego znakowania radioaktywnego komórek.

Reprezentatywne wyniki przedstawione w niniejszym manuskrypcie zostały zestawione z wcześniejszych badań nad syntezą [89Zr]Zr-DBN oraz radioznakowaniem komórek18,19,22,23,24,25. W skrócie, 89Zr może zostać z powodzeniem kompleksowany z DFO-Bn-NCS w czasie ~30-60 min w temperaturze 25-37 °C przy użyciu 7,...

Przedstawiono tutaj protokół znakowania radioizotopowego komórek za pomocą radioizotopu pozytonowej tomografii emisyjnej (PET), 89Zr (t1/2 78.4 h), przy użyciu gotowego do użycia syntonu radioznakującego, [89Zr]Zr-p-isothiocyanatobenzyl-desferrioxamine ([89Zr]Zr-DBN). Znakowanie radioizotopowane komórek za pomocą [89Zr]Zr-DBN umożliwia nieinwazyjne śledzenie i obrazowanie podanych komórek znakowanych radioaktywnie w organizmie za pomocą PET przez okres do 7 dni po podaniu.

Obrazowanie transportu komórek za pomocą pozytonowej tomografii emisyjnej: metoda znakowania radioaktywnego komórek

Stem cell and chimeric antigen receptor (CAR) T-cell therapies are emerging as promising therapeutics for organ regeneration and as immunotherapy for ...

Protokół ten opisuje krokową metodę znakowania radioaktywnego komórek i cyrkonu-89-DBN oraz jego nieinwazyjne śledzenie przez PET. Technika ta zapewnia również niezawodną i stabilną metodę znakowania radioaktywnego komórek poprzez kowalencyjną koniugację cyrkonu-89-DBN z podstawowymi środkami białek powierzchniowych komórki. Lekarze i naukowcy zajmujący się terapiami komórkowymi w chorobach neurologicznych i różnych nowotworach uznają ten protokół za kluczowy w zrozumieniu farmakokinetyki terapii komórkowych za pomocą nieinwazyjnego obrazowania PET.Szczegółowy protokół zawiera wskazówki dla nowych użytkowników, aby nauczyć się i przyjąć tę technikę znakowania radioaktywnego. Dodatkowe węzły uwzględnione w krytycznych krokach pomogą w rozwiązywaniu problemów dla nowego użytkownika. Na początek przygotuj kolumnę z około 100 miligramami żywicy hydroksaminowej i aktywuj ją, przemywając kolumnę ośmioma mililitrami czystego bezwodnego acetonitrylu, a następnie przepłucz pięcioma do sześciu mililitrami powietrza.Przepuścić dwa mililitry 0,5 normalnego kwasu solnego do kolumny. Po przejściu dodatkowego płukania pięcioma do sześciu mililitrów powietrza, powoli załaduj roztwór zawierający za

positron-emission-tomography-imaging-cell-trafficking-method-cell

Research

JoVE Journal

Cancer Research

Badania nad rakiem

W tym filmie demonstrujemy wewnątrzkomórkowe znakowanie radiokomórkowe komórek pomocniczych T za pomocą radioaktywnych przeciwciał monoklonalnych sprzężonych z izotopami do nieinwazyjnego obrazowania pozytonowej tomografii emisyjnej.

Znakowanie mysich limfocytów T Helper za pomocą znakowanych radioaktywnie przeciwciał monoklonalnych

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

Podczas gdy transport białek na powierzchni komórki jest stosunkowo łatwy do zbadania, wizualizacja transportu białek wewnątrzkomórkowych jest znacznie trudniejsza. Tutaj używamy konstruktów zawierających fotoaktywowany GFP i demonstrujemy metodę dokładnego śledzenia białka prekursorowego amyloidu z aparatu Golgiego do dalszych przedziałów i śledzenia jego klirensu.

Obrazowanie wewnątrzkomórkowego transportu APP za pomocą fotoaktywowalnego GFP

Fosfoinozydy to lipidy sygnalizacyjne, których względna obfitość szybko zmienia się w odpowiedzi na różne bodźce. W artykule opisano metodę pomiaru obfitości fosfoinozytydów poprzez metaboliczne znakowanie komórek 3 H-mio-inozytolem, a następnie ekstrakcję i deacylację. Wyekstrahowane glicero-inozytydy są następnie rozdzielane za pomocą wysokosprawnej chromatografii cieczowej i oznaczane ilościowo przez scyntylację przepływową.

Znakowanie radioaktywne i oznaczanie ilościowe poziomów komórkowych fosfoinozytydów za pomocą wysokosprawnej chromatografii cieczowej sprzężonej z przepływem

Po przygotowaniu zmodyfikowanego 64Cu przeciwciała monoklonalnego wiążącego się z transgenicznym receptorem mysich limfocytów T, limfocyty T są znakowane radioaktywnie in vivo, analizowane pod kątem żywotności, funkcjonalności, stabilności znakowania i apoptozy, a następnie adoptycyjnie przenoszone do myszy z reakcją nadwrażliwości typu opóźnionego w drogach oddechowych do nieinwazyjnego obrazowania za pomocą pozytonowej tomografii emisyjnej/tomografii komputerowej (PET/CT).

Znakowanie mysich limfocytów za pomocą receptora przeciwciał Cu 64w celu transportu komórek in vivo za pomocą PET / CT

Znakowanie domeny zewnątrzkomórkowej białka błonowego za pomocą wrażliwego na pH fluoroforu, superekliptycznej pHluoryny (SEP), pozwala na określenie subkomórkowej lokalizacji, ekspresji i transportu. Obrazowanie białek znakowanych SEP za pomocą mikroskopii fluorescencyjnej z całkowitym wewnętrznym odbiciem (TIRFM) umożliwia ilościowe określenie poziomów białek w obwodowej ER i błonie plazmatycznej.

Wykorzystanie receptorów znakowanych pHluoryną do monitorowania lokalizacji subkomórkowej i transportu

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

Ten protokół opisuje metodologię nieinwazyjnego śledzenia limfocytów T genetycznie zmodyfikowanych do ekspresji chimerycznych receptorów antygenowych in vivo za pomocą klinicznie dostępnej platformy.

Dynamiczne obrazowanie limfocytów T z chimerycznym receptorem antygenowym za pomocą pozytonowej tomografii emisyjnej [18F] tetrafluoroboranu / tomografii komputerowej

Ten artykuł szczegółowo opisuje metodologię znakowania radioaktywnego przeciwciała monoklonalnego anty-CD19 specyficznego dla człowieka i jak go używać do ilościowego oznaczania limfocytów B w ośrodkowym układzie nerwowym i tkankach obwodowych mysiego modelu stwardnienia rozsianego przy użyciu obrazowania in vivo PET, zliczania gamma ex vivo i metod autoradiograficznych.

Obrazowanie limfocytów B CD19 + w eksperymentalnym mysim modelu autoimmunologicznego zapalenia mózgu i rdzenia przy użyciu pozytonowej tomografii emisyjnej

Ten artykuł opisuje radiosyntezę, formułowanie, kontrolę jakości nowej sondy znakowanej radioaktywnie (tj. nanoniki NM-02 znakowanej 68Ga) oraz jej zastosowanie do obrazowania PET/CT małych zwierząt w modelu ksenoprzeszczepu.

Radiosynteza, kontrola jakości i obrazowanie pozytonowej tomografii emisyjnej małych zwierząt 68nanocząsteczek znakowanych Ga

Ten protokół przedstawia szczegółową procedurę przygotowania czterech radioznaczników węgla-11 za pomocą "metody pętlowej" [11C]metylacji. Opisujemy procedurę syntezy [11C]ER-176, z danymi dla trzech dodatkowych radioznaczników: [11C]MRB, [11C]mHED i [11C]PiB. Metoda pętlowa zapewnia wydajną syntezę ze zwiększoną wydajnością radiochemiczną w porównaniu z tradycyjną metylacją naczynia reakcyjnego [11C].

Zwiększenie wydajności i wydajności znakowania radioligandów węgla-11 w badaniach klinicznych z wykorzystaniem metody pętli

Poznaj metodę radiomarkowania komórek zirkoniem-89-DBN do nieinwazyjnego śledzenia za pomocą PET. Technika ta umożliwia badanie farmakokinetyki terapii komórkowych w chorobach neurologicznych i nowotworach.

Obrazowanie transportu komórek za pomocą pozytonowej tomografii emisyjnej: metoda znakowania radioaktywnego komórek

Przeglądaj więcej filmów