O protocolo apresentado descreve um método para a quantificação de neuroinflammation em camundongos dMCAO e sham usando [11C] DPA-713-animal de estimação. TSPO-animal de estimação é a mais amplamente investigada biomarcador de imagens para visualização e medição neuroinflammation na vivo até à data. TSPO expressão é upregulated na glia no cérebro durante a inflamação, permitindo a detecção não-invasiva e quantificação de neuroinflammation. Além disso, é uma técnica altamente traduzível, tornando-se uma ferramenta valiosa na investigação clínica e pré-clínica. Este protocolo e resultados representativos destacam a adequação do uso [11C] DPA-713 PET para detectar e monitorar alterações MPTP em acidente vascular cerebral e outros distúrbios neurológicos na vivo.
Neste estudo, dMCAO cirurgia foi executada utilizando ratos fêmeas de C57BL/6 de 3 meses de idade. Este modelo foi escolhido como dá origem a um infarto altamente reprodutível restringido ao córtex somatossensorial, fornecendo um modelo de isquemia focal permanente com baixa variabilidade em relação aos outros modelos de acidente vascular cerebral (por exemplo, média cerebral arterial método de oclusão (MCAO) filamento)14. Imagem latente do animal de estimação de modelos stroke tem a vantagem de que contém uma região de referência interna no cérebro para cada animal usando ROIs dentro do hemisfério contralateral. Já que haverá alguma inflamação que os resultados da cirurgia sozinha, é importante incluir os ratos que se submeteram à cirurgia de Souza no projeto de estudo, segundo o qual a craniotomia e manipulação das meninges sem oclusão da artéria foi realizada. Craniotomia sozinha pode resultar em perturbações ao tecido neuronal subjacente e introdução de patógenos, levando a respostas imunes independentes de curso20. Alguma inflamação após a cirurgia de Souza, portanto, é esperada e deve ser avaliada em paralelo com dMCAO para excluir a possibilidade de sinal devido a cirurgia sozinha. Para evitar incluindo inflamação resultantes da cirurgia sem traço na análise de coorte de dMCAO, o Sr. imagem latente deve ser realizado para confirmar o desenvolvimento de acidente vascular cerebral bem sucedida cirurgia e infarto. MRI também fornece um quadro de referência estrutural, que é essencial para desenhar com precisão o infarto e ROIs contralaterais. Além disso, o processamento de imagem exata, incluindo registro de imagem e definição do ROI são necessárias para assegurar a quantificação confiável.
Limitações adicionais devem ser mantidas em mente ao trabalhar com C-11 rotulado radiotracers para estudos de PET e autoradiografia. É imperativo considerar a meia-vida curta (20,33 min) de C-11, com seu uso geralmente restringido para institutos com acesso ciclotron no local. Rota de transporte apropriado de radioactividade, administração de dose e tempo-pontos de aquisição devem ser determinados antecipadamente com um plano detalhado pré-preparados de fluxo de trabalho do experimento para que a equipe possa trabalhar rapidamente e eficientemente. O projeto e a configuração deste estudo tem sido descrita para acomodar a imagem latente de 4 ratos simultaneamente para aumentar a saída de dados obtidos ao usar um rastreador de C-11. Se possível, é aconselhável ter todos os mouses canulados e no meio da sua tomografia computadorizada no momento o tracer C-11 chega na instalação de imagens para assegurar o decaimento mínimo radiotracer antes da injeção. Este protocolo passo a passo também melhor é realizado por uma equipe contendo pelo menos 3 pesquisadores para permitir a rápida canulação, medição de dose, injeção do traçador, varredura do animal de estimação e cérebro seccionamento antes significativa de decaimento radioativo. Requer duas pessoas realizar a iniciação da tomografia e injeção de todos os 4 mouses simultaneamente. A razão para a aquisição de PET apenas antes da injeção do começo é garantir que a farmacocinética e dinâmica de distribuição do traçador no sangue e regiões de interesse com precisão e completamente capturados. Muitas etapas podem exigir treinamento vigoroso e prática para garantir o bom funcionamento do experimento. Em particular, este protocolo é dependente de cateterização da veia sucesso cauda de camundongos C57BL/6, que pode ser difícil devido ao cabelo escuro presente em suas caudas e pode tornar-se mais desafiador após acidente vascular cerebral ocorreu ou se o mesmos ratos de imagem em vários pontos de tempo .
Outra consideração para a imagem latente de PET inclui gravação cuidadosa das medições de atividade dose e residual radiotracer, incluindo o tempo exato de medição. Isto é essencial para a correção de decaimento exata da dose injetada no momento da verificação e é usado para obter uma medição precisa da captação do traçador (i.e., % ID/g) para cada ROI. É imperativo saber a quantidade exata de radioatividade que estava presente em cada rato no momento da verificação para garantir a análise de imagem exata. Portanto, é aconselhável para sincronizar os relógios no scanner e calibrador de dose para evitar o erro quando utilizando isótopos de curta duração, tais como C-11.
Quantificação de imagem exata PET também pode ser limitada pela precisão do scanner e set-up. Portanto, para garantir a exata quantificação das imagens de PET/CT, é importante realizar verificações de controle de qualidade para o CT e PET componentes do scanner. Verificações de controle de qualidade do CT incluem condicionado fonte de raio-x, claro/escuro e centro do conjunto das calibrações. Estas calibrações medem e correto para o ruído do sistema e deve ser realizado antes da aquisição, conforme recomendado pelo fabricante do scanner. Calibrações também devem ser executadas para o scanner PET. Isso normalmente envolve a digitalização um scan "fantasma padrão / animal de estimação", que contém uma concentração conhecida de radioactividade. Ao preparar o padrão, é melhor usar o mesmo radioisótopo utilizado no estudo, uma dose comparável àquela administrados a um único rato em um volume semelhante ao corpo de um rato e a mesma aquisição parâmetros como animal de imagem. Uma seringa de 20 mL, cheia de radiotracer diluído em água é usada para o padrão no presente protocolo, com os resultados de imagem PET subsequentes usados para calcular um fator de correção baseado sobre a dose real medida pelo detector de calibração. A relação de correção pode ser aplicada a dados adquiridos na experiência para garantir a exata quantificação da captação do traçador em regiões de interesse em imagens de PET. Isto esclarece a gama de positron o radionuclídeo, além de considerar qualquer atividade de fundo presente no dia da verificação. Como o calibrador de dose é parte integrante da geração deste fator de correção, é imperativo que este equipamento também é calibrado regularmente de acordo com as orientações do fabricante.
Quando conduzindo ex vivo autoradiografia é importante escolher um ponto de tempo ideal para eutanásia após a injeção, para garantir o sinal-para-fundo elevado numa região ou regiões de interesse. Injeção de pós trinta minutos foi escolhido por autoradiografia de DPA-713 [11C] usando dados adquiridos durante a dinâmica imagem latente PET -ou seja, o na vivo TAC dinâmico como um guia, enquanto também considerando a curta meia-vida de C-11 e o tempo envolveu a seção e expor o tecido cerebral após a extração. Considerando isso, autoradiografia de DPA-713 [11C] deve ser realizada em uma coorte separada de ratos para permitir a injeção de uma dose maior de DPA-713 [11C] e a 30 minutos tempo-ponto para perfusão e eutanásia sob anestesia. Executar um pequeno na vivo estudo piloto PET com um 3-4 ratos antes da realização de ex vivo autoradiografia vai ser útil para determinar o ponto de tempo ideal para autoradiografia. Uma consideração adicional para ex vivo autoradiografia é se recuperar os ratos após a injeção ou mantê-los anestesiada até eutanásia. Mantendo-os anestesiados imita as condições da digitalização e garante a cinética de distribuição ou excreção radiotracer não sejam alteradas pela recuperação. Além disso, isso impede que um estresse adicional nos ratos, evitando a recuperação e posterior indução. Finalmente, uma adição útil para o protocolo ex vivo seria para avaliar os danos regionais nas fatias de cérebro usado por autoradiografia através de imuno-histoquímica coloração (após decaimento radioativo) para gerar uma imagem de alta resolução da localização do infarto e volume.
Como existem limitações com a utilização de um marcador de C-11 com base, este protocolo pode ser facilmente modificado para uso com um F-18 (Half-Life de min 109,77) baseado TSPO tracer, que pode ser mais aplicável aos locais sem um ciclotron no local. Além disso, este protocolo descreve o uso de uma configuração de imagem de 4-mouse. Embora este método de alta taxa de transferência é ideal ao usar um rastreador de C-11, esse protocolo também pode ser modificado para aqueles que utilizam o único rato camas de imagem. Um planejamento cuidadoso e consistente formação nas técnicas descritas neste protocolo vai levar para a geração de uma riqueza de dados usando [11C] DPA-713, que pode ser facilmente aplicado para sondar o papel de neuroinflammation na manifestação da doença e progressão em outros roedores modelos de doenças neurológicas. Além disso, esta técnica pode ser usada para avaliar a resposta na vivo à terapêutica immunomodulatory direcionada a microglia/macrófagos.