Name: In vivo Near Infrared fluorescência de imagem intravascular (NIRF) Molecular da placa inflamatória, uma Abordagem Multimodal para imagem da Aterosclerose (Vídeo) | JoVE Journal
Uploaded: 2011-08-04T12:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 43 s
Description: Aprenda a utilizar um cateter NIRF para imagem intravascular molecular de placas inflamatórias em coelhos. Este método multimodal combina fluorescência, angiografia e ultrassom para quantificar biologia vascular em tempo real.

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Suporte para este trabalho foi fornecida pelo National Institutes of Health conceder # R01 HL 108229, American Heart Association Scientist Desenvolvimento Grant # 0830352N, Howard Hughes Medical Institute Award de Desenvolvimento de Carreira, Broadview Ventures, o Programa da Comunidade Europeia Quadro (FP7/2007-2013 sob concessão # 235689 acordo), e do MGH William Schreyer Fellowship.

In vivo Modelo Animal: Geração da Aterosclerose Experimental aortoilíaca 1) Linha de Base e Angiografia Denudation Balloon <ol><li> Antes da obtenção de linha de base angiografia e desnudação do balão, uma Nova Zelândia coelho branco é alimentado um colesterol elevado (1%) dieta por uma semana. Este animal é utilizado para a relevância de translação como: 1) os vasos aorto-ilíacas de coelhos são mesmo calibre de artérias coronárias humanas (2,5 3,5 mm) e 2) a hiperlipidemia, o modelo de balão de lesão gera aterosclerose inflamado tendo similares células inflamatórias (macrófagos ) e moléculas (catepsinas) como na aterosclerose humana. </li><li> Após a alimentação de colesterol, o animal é anestesiado com propofol e cetamina. A one-inch incisão cervical mediana ventral é feita usando usando um tamanho de 15 lâmina de bisturi. Usando técnicas de dissecção romba, os músculos debaixo da fáscia no lado direito da traquéia está exposto. O músculo sternocephalicus esquerdo é separado ao longo de sua junção do tecido conjuntivo, ea artéria carótida comum direita é exposta. A artéria é separado do nervo vago. Loops de sutura proximal e distal são colocados sobre a artéria para permitir a retração e oclusão. A 1 a 2mm chanfrado arteriotomia é feita através das quais a 5 (diâmetro externo 1,67 milímetros) Francês bainha vascular é inserido e heparina (1000μ/mL, ~ 150units/kg) é administrado via intra-arterial da bainha. </li><li> Corante de contraste (Ultravist) é então injetada (1 a 2 mL) durante um período de 2 segundos para obter um angiograma controle da aorta distal e ambas as artérias ilíacas. </li><li> As artérias femoral e aorta são, então, ferido por desnudação endotelial. Usando métodos padrão fluoroscopia, um cateter de embolectomia 3FR Fogarty é colocado na artéria femoral distal e inflado com 0,3 a 0,5 cc de contraste (50% contrast/50% salina) ou ar. O cateter é então retirado proximalmente em seu estado inflado uma distância ao longo da ilíaca direita e aorta distal até o take-off da artéria renal. Após a desnudação do balão, a angiografia é repetido para documentar a permeabilidade do vaso. Após a angiografia, todos os cateteres e bainhas são removidos ea artéria carótida proximal direito comum é ligada, o músculo e fáscia são suturada com fio de 4 / 0 absorvível, ea incisão na pele fechada com um 4 / 0 de sutura não absorvível. </li><li> O animal é então autorizado a recuperar com a administração de um antibiótico de dose (cefazolina, 0,5 gramas IM). Medicamentos para a dor, incluindo 0,01 mg / kg IM de buprenorfina (duas vezes por dia, conforme necessário). Os animais são então continuou sobre o colesterol 1% para 4 semanas desnudação pós-balão. Na semana 5, os animais são a transição para dieta de colesterol 0,3%. </li></ol> Imagens Multi-modal integrado de coelho ateromatosas 2 Labeling) de proteoliticamente ativa placa inflamado usando nanosensor injetável; angiografia, ultra-som intravascular (IVUS), e in vivo intravascular NIRF imagem do coelho ateroma <ol><li> Oito semanas após a lesão por balão e 24 horas antes da imagem, o coelho é injetado com intravenosa 500 nmol / kg Prosense/VM110 (PerkinElmer) pela veia da orelha. </li><li> Vinte e quatro horas após a injeção, os animais são anestesiados e acesso arterial é obtida através da artéria carótida comum esquerda (veja o passo 1.2). Intra-arterial de heparina é administrada (150 unidades / kg). Linha de base é obtida como a angiografia acima. </li><li> Um cateter ultra-som intravascular é carregado em um clínica da artéria coronária 0.014 capaz polegadas e inserido na bainha. Usando orientação fluoroscópica, a ponta do fio radiopaco está posicionado distalmente na artéria ilíaca direita. O cateter ultra-som intravascular é então avançado para a artéria ilíaca proximal usando um padrão de técnica monorail clínico. </li><li> A retirada de 100 mm é iniciado e as imagens são gravadas. Reconstrução longitudinal da embarcação é obtida e placa luminal é identificado. </li><li> O cateter NIRF 11,12 é carregado no fio de 0,014 polegadas (monorail do sistema), eo cateter é cuidadosamente inserido na bainha e cabeça de imagens está posicionado distalmente em artéria ilíaca direita. </li><li> Múltiplas pullbacks automatizado (1 mm / seg pullback longitudinal, 30 tiros por minuto) são realizadas e os sinais de fluorescência dentro das zonas de aterosclerose são anotados. As imagens são gravadas e posterior processamento, com escala adequada e janelas com o alcance do sinal é alcançado. </li></ol> Eutanásia 3) e isolamento de ex vivo de tecido aorto-ilíaca <ol><li> A eutanásia é realizada com 1cc de agente de eutanásia (390mg de sódio solução de pentobarbital sódico fenitoína e 50 mg), injeção, intravenosa única. </li><li> A árvore arterial é perfundido com solução salina 0,9% até a veia cava inferior é claro de sangue. As artérias aorta e ilíaca aterosclerótica são identificadas e dissecadas livre dos tecidos circundantes. Além disso, pequenos pedaços 2 x 2 cm de liver, rins, baço e coração também são obtidos. </li><li> Ex vivo NIRF imagem com o cateter intravascular imagem NIRF pode ser feito nesta fase. O navio é alongado eo cateter NIRF é re-inserido na aorta proximal até que a cabeça de imagem é posicionada na artéria ilíaca direita ou bifurcação. Múltiplas pullbacks automatizados são realizados como descrito acima (ver 2.6). </li></ol> 4) Ex vivo de fluorescência Reflectância Imaging (FRI) da aorta dissecada e artérias ilíacas <ol><li> Tecidos dissecados é colocado em 10-20 cc de soro fisiológico e transportados para análises sex (Imagem Kodak Estação 4000mm Pro, Carestream Health, Inc.). </li><li> Vasos aorta, ilíacas são alongadas para aproximar tempo real comprimentos e as imagens são obtidas em vários comprimentos de onda [luz branca, o canal verde fluorescente (ex 495 nm, empregando 515 nm), Cy5 (ex 565 nm, empregando 670 nm) e Cy7 (ex 650 nm, empregando 760 nm)] canais. Uma série de tempos de exposição são utilizados para cada comprimento de onda (0.1-30s) e imagens adquiridas são exportados como DICOM ou 16 bits TIFF arquivos fora de escala para análises posteriores. Como controles positivos e negativos, os órgãos (fígado, baço, rim e coração) são gravadas em canais similares e tempos de exposição. </li><li> Áreas de sinal aumentado no canal infravermelho próximo (780nm +) são anotadas nas artérias ateroscleróticas. </li></ol> 5) Incorporação de tecido para análise de corte e imuno-histoquímico <ol><li> Áreas de normal (sem lesão tecidual; artéria ilíaca ou seja, à esquerda) e áreas de placa são identificados e pequenos anéis de 5-10 mm de tecido são incorporados em outubro (Temperatura ideal de corte) de mídia. Blocos são armazenadas a -80 C até o corte. </li><li> Técnicas padronizadas para análises de corte e imuno-histoquímica são executadas. Hematoxilina e eosina, Ram-11 e catepsina B coloração são executadas. </li></ol> Análise e Integração de multi-modal Imagens (angiografia, IVUS, NIRF e sex.) 6) Processamento de imagens NIRF e sex. <ol><li> Arquivos DICOM que contém dados de imagem de NIRF e sex (tomadas no canal infravermelho próximo nm 780) pullbacks são processados ​​usando MATLAB e software OsiriX, respectivamente. Janelas adequado para mostrar gama completa de intensidade do sinal é alcançado. Imagens finais são exportados como arquivos TIFF. </li><li> Os arquivos são importados para o software de processamento de imagem padrão (Keynote pode ser usado). As imagens são alinhadas com base em pontos de referência (ou seja, vértebras na angiografia, bifurcação ilíaca, e da artéria renal). Áreas de navio normal e placa são identificados. </li><li> Regiões de interesse (ROI) são manualmente traçado (para tecido normal e áreas de placa) e média intensidades de sinal são adquiridos por meio OsiriX e MATLAB, respectivamente, para ambos os sex e imagens NIRF. Para orientar o rastreio adequado, a imagem longitudinal IVUS do navio é usado e identificação da embarcação normal e placa são facilmente identificados. </li><li> Alvo de fundo (TBR) rácios são calculados para as zonas de placa. </li></ol> Resultados representativos: Após a conclusão do protocolo acima, podemos identificar e caracterizar as áreas de atividade aumentada protease catepsina na placa inflamatória dentro da aorta e vasos ilíacos. Injeção de um nanosensor ativável (Prosense/VM110) nos permite identificar a placa proteoliticamente ativo. Estes aparecem como sinal luminoso ou zonas de intenso quando fotografada usando sex no canal infravermelho próximo (750 nm). O pullbacks NIRF se correlacionam com a intensidade de sinal aumentado em sex e alinhamentos com IVUS que permitem o registo de sinais anatômicos NIRF. TBR placa calculados, obtidos a partir de sex e NIRF foram semelhantes (ver Figura 3: média NIRF TBR 4.2, significa sex TBR 2.9). Análise imuno-histoquímica de placa luminosa confirma presença intensa de RAM-11 e atividade catepsina B em áreas de placa (dados não mostrados). <img alt="Figura 1" src="/files/ftp_upload/2257/2257fig1.jpg"> Figura 1. Esquemática de 2D Cateter NIRF Para ampliar o potencial clínico de uma abordagem 1D sensoriamento NIRF 6, construímos um romance 2-D NIRF cateter para imagens intravascular. 11,12 cateter A custom-built consiste em uma fibra óptica (125 mícron de diâmetro alojada em tubos de polietileno: 2.9F) que ilumina usando uma fonte de excitação 750 nm laser. Luz laser é emitido em um ângulo de 90 graus em relação ao eixo da fibra. O sistema utiliza dois motores automatizados (rotação e translação) para permitir a imagem grau concomitante 360 ​​e recuo longitudinal para a obtenção de imagens 2D verdade. Imagens usadas com permissão da referência 11. <img alt="Figura 2" src="/files/ftp_upload/2257/2257fig2.jpg"> Figura 2. Esquemático demonstrando a ativação da protease mediada do nanosensor, Prosense/VM110. Imagem usada com permissão da referência 10. <img alt="Tabela 1" src="/files/ftp_upload/2257/2257table1.jpg"> Figura 3. In vivo e ex vivo TBRs placa (alvo de relações de fundo)

<ol><li>Andersson, J., Libby, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Adaptive+immunity+and+atherosclerosis%5BTitle%5D)+AND+%22Clin+Immunol%22%5BJournal%5D)">Adaptive immunity and atherosclerosis.</a> Clin Immunol. 134, 33-46 (2010).</li>
<li>Calfon, M. A., Vinegoni, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Intravascular+near-infrared+fluorescence+molecular+imaging+of+atherosclerosis%3A+toward+coronary+arterial+visualization+of+biologically+high-risk+plaques%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Biomedical+Optics%22%5BJournal%5D)">Intravascular near-infrared fluorescence molecular imaging of atherosclerosis: toward coronary arterial visualization of biologically high-risk plaques.</a> Journal of Biomedical Optics. 15, 011107-011107 (2010).</li>
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<li>Jaffer, F. A., Libby, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Molecular+Imaging+of+Cardiovascular+Disease%5BTitle%5D)+AND+%22Circulation%22%5BJournal%5D)">Molecular Imaging of Cardiovascular Disease.</a> Circulation. 116, 1052-1061 (2007).</li>
<li>Jaffer, F. A., Libby, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optical+and+Multimodality+Molecular+Imaging%3A+Insights+Into+Atherosclerosis%5BTitle%5D)+AND+%22Arterioscler+Thromb+Vasc+Biol%22%5BJournal%5D)">Optical and Multimodality Molecular Imaging: Insights Into Atherosclerosis.</a> Arterioscler Thromb Vasc Biol. 29, 1017-1024 (2009).</li>
<li>Jaffer, F. A., Vinegoni, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Real-Time+Catheter+Molecular+Sensing+of+Inflammation+in+Proteolytically+Active+Atherosclerosis%5BTitle%5D)+AND+%22Circulation%22%5BJournal%5D)">Real-Time Catheter Molecular Sensing of Inflammation in Proteolytically Active Atherosclerosis.</a> Circulation. 118, 1802-1809 (2008).</li>
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<li>Razansky, R. N., Rosenthal, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Near-infrared+fluorescence+catheter+system+for+two-dimensional+intravascular+imaging+in+vivo%5BTitle%5D)+AND+%22Optics+Express%22%5BJournal%5D)">Near-infrared fluorescence catheter system for two-dimensional intravascular imaging in vivo.</a> Optics Express. 18, 11372-11381 (2010).</li>
<li>Jaffer, F. A., Calfon, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Two-Dimensional+Intravascular+Near-Infrared+Fluorescence+Molecular+Imaging+of+Inflammation+in+Atherosclerosis+and+Stent-Induced+Vascular+Injury%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+American+College+of+Cardiology%22%5BJournal%5D)">Two-Dimensional Intravascular Near-Infrared Fluorescence Molecular Imaging of Inflammation in Atherosclerosis and Stent-Induced Vascular Injury.</a> Journal of the American College of Cardiology. 57, 2516-2526 (2011).</li>
</ol>

FAJ - ex-consultor, VisEn Médica; honorários, Boston Scientific

Inflamado placas de alto risco ou vulneráveis ​​são provavelmente responsáveis ​​para a maioria dos infartos do miocárdio. A identificação das placas, antes da aparecimento dos sintomas tem importantes implicações clínicas tanto na previsão de resultados e orientar a terapia médica. Convencionais coronária arterial modalidades de imagem, como raio-x angiografia geralmente se concentram na caracterização dos estreitamentos luminais ao invés de iluminar os perfis biológicos subjacentes de alto risco, geralmente não-estenó...

<table><tbody><tr><td>Prosense 750</td><td>Visen Medical</td><td>VM110</td><td>Injeção IV de 500 nmol/kg</td></tr><tr><td>Heparina Sódica</td><td>APP Pharmaceuticals</td><td>401586D</td><td></td></tr><tr><td>Cefazolina</td><td>NovaPlus</td><td>46015683</td><td></td></tr><tr><td>Lidocaína HCL 2%</td><td>Hospira Inc.</td><td>NDC 0409-4277-01</td><td></td></tr><tr><td>Buprenorfina</td><td>Bedford Laboratories</td><td>NDC 55390-100-10</td><td></td></tr><tr><td>Ketamina</td><td>Hospira Inc.</td><td>NDC 0409-2051-05</td><td></td></tr><tr><td>Dieta com Alto Teor de Colesterol 1%</td><td>Research Diets</td><td>C30293</td><td></td></tr><tr><td>Dieta com Alto Teor de Colesterol 0,3%</td><td>Research Diets</td><td>C30255</td><td></td></tr></tbody></table>

in vivo near infrared fluorescência de imagem intravascular (nirf) molecular da placa inflamatória, uma abordagem multimodal para imagem da aterosclerose

In vivo Near Infrared Fluorescence (NIRF) Intravascular Molecular Imaging of Inflammatory Plaque, a Multimodal Approach to Imaging of Atherosclerosis

A resposta vascular a lesão é uma resposta bem orquestrada inflamatório desencadeado pelo acúmulo de macrófagos na parede dos vasos, levando a um acúmulo de lipídios-laden placa intra-luminal, a proliferação de células musculares lisas e estreitamento progressivo da luz do vaso. A formação de tais placas vulneráveis ​​propensos a ruptura subjacente à maioria dos casos de infarto agudo do miocárdio. A cascata molecular e celular inflamatória complexa é orquestrado pelo recrutamento de linfócitos T e macrófagos e seus efeitos parácrinos em células endoteliais e musculares lisas 1. A imagem molecular na aterosclerose tem evoluído para uma importante ferramenta clínica e de pesquisa que permite visualização em vivo de inflamação e outros processos biológicos. Diversos exemplos recentes demonstram a capacidade de detectar placas de alto risco nos pacientes e avaliar os efeitos da farmacoterapia na aterosclerose. 4 Enquanto uma série de abordagens de imagem molecular (em especial de ressonância magnética e PET) podem aspectos biológicos imagem de grandes vasos como a carótida artérias, existem opções escassas para geração de imagens das artérias coronárias. 2 O advento de alta resolução estratégias de imagem óptica, de fluorescência do infravermelho próximo particular (NIRF), juntamente com ativável sondas fluorescentes, têm maior sensibilidade e levou ao desenvolvimento de novas estratégias intravascular para melhorar a imagem biológica de aterosclerose coronária humana. Infravermelho próximo de fluorescência (NIRF) imagem molecular utiliza luz de excitação com uma largura de banda definida (650-900 nm) como fonte de fótons que, quando entregues a um agente de contraste óptico ou sonda fluorescente, emite fluorescência na janela NIR que pode ser detectado utilizando um filtro de emissão adequadas e uma alta sensibilidade da câmera charge-coupled. Em oposição à luz visível, luz NIR penetra profundamente no tecido, é marcadamente menos atenuada pela absorção de fótons de lipídeos endógenos como a hemoglobina, e água, e permite alta-alvo para background-razões, devido à reduzida autofluorescência na janela NIR. Imagem dentro de &quot;janela&quot; do NIR pode melhorar substancialmente o potencial de imagem em vivo. 2,5 Cisteína proteases inflamatórios têm sido bem estudada usando sondas ativável NIRF 10, e desempenham um papel importante na aterogênese. Via degradação da matriz extracelular, proteases de cisteína contribuem de forma importante para a progressão e as complicações da aterosclerose 8. Em particular, a protease cisteína, catepsina B, é altamente expressa e colocalizes com macrófagos em camundongos experimental, coelho, e ateromatosas humana. 3,6,7 Além disso, a atividade catepsina B em placas podem ser detectados in vivo utilizando um descrito anteriormente um -D intravascular tecnologia do infravermelho próximo de fluorescência 6, em conjunto com um agente injetável nanosensor que consiste de uma espinha dorsal do polímero poli-lisina derivatizado com fluorocromos múltiplas NIR (VM110/Prosense750, ex / em 750/780nm, VisEn Medical, Woburn, MA) que resulta na extinção intramolecular forte no início. 10 Após alvo clivagem enzimática de proteases de cisteína, como catepsina B (conhecido por colocalize com os macrófagos da placa), a fluorocromos distintos, resultando em amplificação substancial do sinal NIRF. Detecção intravascular de NIR sinal de fluorescência pelo romance 2D utilizado cateter intravascular NIRF agora permite alta resolução, geometricamente precisos na detecção in vivo de atividade catepsina B na placa inflamado. In vivo de imagem molecular da aterosclerose utilizando cateter-baseado 2D NIRF de imagem, em oposição a uma prévia 1 D-abordagem espectroscópicas, 6 é um romance e promissora ferramenta que utiliza a atividade protease aumentada em macrófagos ricos em placa para detectar a inflamação vascular 11,12. O protocolo de pesquisa a seguir descreve o uso de um cateter intravascular NIRF 2-dimensional para a imagem e caracterizar a estrutura da placa utilizando os principais aspectos da biologia placa. É uma plataforma traduzíveis que, quando integradas com as actuais tecnologias de imagem clínica, incluindo angiografia e ultra-som intravascular (IVUS), oferece uma única e nova técnica de imagem molecular multimodal integrado que distingue ateromatosas inflamatórias, e permite a detecção de sinais intravascular NIRF em humanos porte artérias coronárias .

Detalhamos um novo infravermelho próximo de fluorescência cateter (NIRF) para 2-dimensional imagem intravascular molecular da biologia placa<em&gt; In vivo</em&gt;. O cateter NIRF pode visualizar os principais processos biológicos, tais como inflamação, informando sobre a presença de placa-avid fluorocromos ativável e orientada NIR. O cateter utiliza requisitos clínicos de engenharia e energia e é direcionada para aplicação em artérias coronárias humanas. A pesquisa a seguir descreve uma estratégia de imagem multimodal que utiliza um romance<em&gt; In vivo</em&gt; Cateter intravascular NIRF para a imagem e quantificar placa inflamatória no ateromatosas coelho proteoliticamente ativa inflamado.

In vivo Near Infrared fluorescência de imagem intravascular (NIRF) Molecular da placa inflamatória, uma Abordagem Multimodal para imagem da Aterosclerose

A resposta vascular à lesão é uma resposta inflamatória bem coordenada, desencadeada pelo acúmulo de macrófagos na parede do vaso, levando...

Neste procedimento, utiliza-se um novo cateter de fluorescência no infravermelho próximo ou cateter NIRF para obter imagens bidimensionais da biologia vascular intra-arterial e monitorar processos biológicos, incluindo aterosclerose, inflamação e angiogênese. Primeiro, gera-se um modelo experimental de aterosclerose na aorta e nas ilíacas de um coelho branco da Nova Zelândia no momento apropriado. Um Nanossensor Ativador NIRF é injetado para marcar uma placa inflamada.24 horas depois, é necessária uma angiografia arterial coregistrada, ultrassonografia intravascular e fluorescência intravascular no infravermelho próximo in vivo e ex vivo. Imagens de coelho, uma Roma, são exigidas. Em seguida, a aorta e as artérias ilíacas são dissecadas para realizar a imagem de reflexão de fluorescência ex vivo e análise imuno-histoquímica da placa inflamatória.Os resultados finais mostram sinais quantificáveis que se correlacionam a uma placa aterosclerótica inflamatória. Este método pode ajudar a responder perguntas fundamentais na área de imagem molecular, como a detecção in vivo e em tempo real de inflamação e placas, marcadores-chave de placas vulneráveis ou precursores do infarto agudo do miocárdio. As implicações desta técnica estendem-se para a terapia da aterosclerose, pois permitem a detecção em tempo real in vivo da inflamação, o que pode se traduzir em terapias específicas para o alvo e para o paciente, reduzindo a inflamação na área humana.A aterosclerose coronariana humana é fundamental para prevenir o temido infarto agudo do miocárdio. Embora este método possa fornecer informações sobre a aterosclerose coronariana, ele também pode ser aplicado a outros sistemas, incluindo a doença vascular periférica, por exemplo, para caracterizar lesões nas artérias carótidas, aorta, ilíacas ou femorais, responsáveis pela doença vascular periférica. Após a dessintegração pós-balão e o estabelecimento do modelo de aterosclerose, os animais são mantidos com uma dieta contendo 1% de colesterol por quatro semanas, e na quinta semana, os animais são transferidos para uma dieta contendo 0,3% de colesterol.Oito semanas após a lesão por balão e 24 horas antes da imagem, o coelho é injetado intravenosamente por uma veia da orelha para marcar placas inflamadas proativas utilizando o nanossensor injetável ProSense 750 VM 110 uma vez que 24 horas tenham se passado. Os animais são preparados para a cirurgia com a depilação da área cirúrgica e, em seguida, desinfetados cuidadosamente com iodo-povidona a 10%. Em seguida, os animais são anestesiados e o eixo arterial é obtido pela artéria carótida comum direita. Para facilitar a imagem do tecido, é administrada heparina intra-arterial e é obtida uma angiografia basal.Um cateter IVUS é carregado em um fio guia clínico de artéria coronária de 0,014 polegadas e inserido na bainha com orientação fluoroscópica. A ponta do fio com transmissor de rádio é posicionada distalmente na artéria ilíaca direita. É iniciado um recuo de 100 milímetros, abrangendo a bifurcação ilíaca da AORTA até as artérias renais, e as imagens são registradas.Obtém-se a reconstrução longitudinal do vaso e identifica-se a placa luminal. Em seguida, utiliza-se um recuo de 100 milímetros para cobrir todo o comprimento da aorta. As reconstruções longitudinais são geradas a partir da série de imagens axiais bidimensionais utilizando o software de programação MATLAB.O cateter NIRF é carregado sobre o fio-guia. O cateter é inserido cuidadosamente na bainha e a cabeça de imagem é posicionada distalmente na artéria ilíaca esquerda, realizando-se múltiplos recuos automatizados do cateter NIRF. Os sinais fluorescentes dentro das zonas de aterosclerose são observados.Essas imagens são registradas e posteriormente processadas usando o software MATLAB, com escalonamento e janelamento apropriados com base na faixa de sinal obtida. Em seguida, o animal é eutanasiado e o tecido aortoilíaco é isolado ex vivo. A aorta aterosclerótica e as artérias ilíacas são identificadas e dissecadas separando-as dos tecidos circundantes.Além disso, são obtidos pequenos fragmentos de dois por dois centímetros de fígado, rim, baço e coração. Após isolamento, a árvore arterial é perfundida com solução salina normal até que a veia cava inferior esteja livre de sangue. Após a conclusão da NIRF ex vivo, o tecido ilíaco da AORTA dissecado é colocado em 10 a 20 centímetros cúbicos de solução salina normal e transportado para análise de imagem por reflexão de fluorescência ou FRI.A aorta e os vasos ilíacos são alongados para aproximar os comprimentos em tempo real, e as imagens são obtidas em múltiplos comprimentos de onda utilizando um sistema comercialmente disponível de imagem por reflexão de fluorescência equipado com filtros multicanal; uma série de tempos de exposição é utilizada para cada comprimento de onda e adquirida. As imagens são exportadas como arquivos DICOM para análises adicionais como controles positivos e negativos. Órgãos específicos, como fígado, baço, rim e coração, são imageados nos mesmos canais e tempos de exposição.Quaisquer áreas com sinal fluorescente aumentado no canal do infravermelho próximo são observadas em artérias ateroscleróticas. O sinal aumentado correlaciona-se com áreas de placa aumentada, sinal de catepsina B e macrófagos da placa, marcadores de inflamação que delimitam placas vulneráveis de alto risco. As áreas de tecido normal não lesionado, como a artéria ilíaca esquerda, e as áreas de placa são identificadas, sendo pequenos anéis de tecido de cinco a 10 milímetros embutidos em meio de temperatura de corte ideal (OCT) até o momento do uso.Para o corte, os blocos são armazenados a menos 80 graus Celsius utilizando técnicas padrão de corte e análise imunohistoquímica. São realizadas colorações com hematoxilina e eosina e coloração com RAM 11. Arquivos DICOM são utilizados para processar os dados de imagem de NIRF e FRI, obtidos na faixa do infravermelho próximo.Os canais de 750 nanômetros e os pullbacks são processados usando os softwares MATLAB e OIC, respectivamente. Ajusta-se adequadamente a janela para exibir toda a faixa de intensidade do sinal. As imagens finais são exportadas como arquivos TIFF.Os arquivos são importados para a análise de imagem padrão. O software e as imagens são alinhados com base em pontos de referência, como as vértebras, a bifurcação ilíaca e a artéria renal. No angiograma, são identificadas áreas de vaso normal e placa. As regiões de interesse ou ROI são delineadas manualmente para o tecido normal e áreas de placa para orientar o rastreamento adequado. A imagem IVUS longitudinal do vaso é utilizada, e a identificação do vaso normal e da placa é facilmente realizada. As intensidades médias do sinal são obtidas usando MATLAB e oix, respectivamente, para as imagens FRI e NIRF.Por fim, são calculadas as razões de fundo ou razões TBR para as zonas da placa. Para calcular a TBR, o sinal médio da ROI da área da placa é dividido pelo sinal da ROI do ruído de fundo. Após a conclusão do protocolo acima, podemos identificar e caracterizar áreas de atividade aumentada da protease kassin ou de moléculas inflamatórias na placa inflamatória dentro dos vasos aórticos e ilíacos após injeção de um nanossensor ativável.O sensor pró-senso VM 110 permite identificar a placa com atividade proteolítica ativa. Estas aparecem como zonas brilhantes ou de alta intensidade de sinal ao serem visualizadas por imagem de FRI no canal do infravermelho próximo. Os recuos NIRF correlacionam-se com o aumento da intensidade do sinal por FRI e alinhamentos com IVUS, o que permite o registro anatômico dos sinais NIRF calculados e os valores de tbr da placa obtidos por FRI e NIRF com análises imunohistoquímicas semelhantes da placa brilhante, confirmando a presença intensa da atividade RAM 11 nas áreas da placa. Uma vez dominada, esta técnica pode ser realizada em cerca de duas a quatro horas, se realizada corretamente.Ao realizar este procedimento, é importante lembrar-se de ter cuidado com a janelagem consistente e com a aquisição de imagens, bem como com o alinhamento adequado com a angiografia. O ultrassom intravascular e a FRI são essenciais para a interpretação correta dos dados após seu desenvolvimento. Essa técnica abriu caminho para que pesquisadores na área de imagem molecular explorassem a aterosclerose em vasos coronarianos humanizados.Após assistir a este vídeo, você deverá ter uma boa compreensão de como utilizar uma estratégia de imagem multimodal que emprega este novo cateter intravascular in vivo para imagens e quantificação de placas inflamatórias em ateroma inflamado com atividade proteolítica ativa. Não se esqueça de que trabalhar com instrumentos cirúrgicos e fluidos corporais, como sangue, pode ser perigoso, e precauções, como técnicas cirúrgicas cuidadosas e equipamentos de segurança pessoal, tais como luvas e máscaras, devem sempre ser adotadas durante a realização deste procedimento.

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Há uma grande necessidade de identificar aterosclerose não-invasiva, e aqui buscamos demonstrar como FDG-PET/TC pode ser usado para detectar e quantificar a atividade da placa aterosclerótica e inflamação vascular.

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Fonte: Kim, D. E., et al. Imagem fluorescente combinada de infravermelho próximo e microtomografia computadorizada para visualização direta de tromboêmbolos cerebrais. J. Vis. Exp. (2016)Este vídeo demonstra imagens fluorescentes de infravermelho próximo (NIRF) para visualizar trombos no tecido cerebral excisado marcado com uma sonda específica para fibrina. A luz infravermelha próxima excita a sonda, fazendo com que o trombo fique fluorescente, permitindo a visualização de trombos de alto...

Visualização de trombos cerebrais de camundongos usando imagens de fluorescência no infravermelho próximo

Aqui descrevemos uma técnica experimental de microscopia de fluorescência intravital para visualizar heterotípicos plaquetas neutrófilos interações sobre o endotélio ativado durante a inflamação vascular e formação de trombos em camundongos vivos. Esta tecnologia microscópico será valiosa para estudar o mecanismo molecular da doença vascular e para testar agentes farmacológicos, em condições fisiopatológicas.

Imagens em tempo real de heterotípica plaquetas neutrófilos Interações sobre o endotélio ativado durante a inflamação vascular e formação de trombos em camundongos vivos

Descreve-se um sistema (Maroi) para in vivo quantificação de um marcador fluorescente entregue por saposina C (SAPC)-dioleoylphosphatidylserine (DOPS) nanovesículas multi-ângulo de rotação de imagem óptica. Utilizando modelos de ratinho de cancro e artrite, é mostrado como a análise da curva de sinal Maroi pode ser utilizado para o mapeamento preciso e caracterização biológica de processos de doença.

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tecnologia de microondas permite a síntese extremamente rápida de nanopartículas de óxido de ferro para a caracterização placa de aterosclerose. O uso de um aminobifosfonado no lado externo da nanopartícula fornece uma acumulação rápida na área aterosclerótica.

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A calcificação vascular é um importante preditor e contribuinte para doenças cardiovasculares humanas. Este protocolo descreve métodos para induzir calcificação de células musculares lisas vasculares primárias cultivadas e para quantificar a calcificação e a carga de macrófagos em aortas de animais usando imagens de fluorescência no infravermelho próximo.

Calcificação das células do músculo vascular liso e de imagem da aorta calcificação e inflamação

Este protocolo descreve a aplicação de tomografia combinada fluorescente no infravermelho próximo (NIRF) e imagiologia de micro-computadorizada (microCT) para visualizar tromboêmbolos cerebral. Esta técnica permite a quantificação da carga de trombo e evolução. A técnica de imagem NIRF visualiza fluorescente etiquetado trombo no cérebro extirpado, enquanto que a técnica microCT visualiza trombo no interior de animais vivos usando ouro-nanopartículas.

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O presente protocolo descreve uma operação detalhada de imagem de fluorescência NIR-II em tempo real de um rato usando um dispositivo de imagem óptica NIR-II.

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Aqui, descrevemos um protocolo para usar imagens de ultrassom quadridimensionais in vivo e imagens de espectrometria de massa ex vivo para avaliar alterações biomecânicas e biomoleculares no sistema cardiovascular murino. Esta técnica é aplicada para analisar o remodelamento cardíaco no infarto do miocárdio induzido cirurgicamente e alterações vasculares em animais idosos.

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Aqui, apresentamos protocolos otimizados de limpeza de tecido para obter imagens da aorta murina em três dimensões (3D). Delineamos procedimentos de última geração para imunocoloração, limpeza óptica e imagem com a intenção de definir a proximidade anatômica do sistema nervoso periférico com placas ateroscleróticas e a adventícia na aterosclerose.

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Aprenda a utilizar um cateter NIRF para imagem intravascular molecular de placas inflamatórias em coelhos. Este método multimodal combina fluorescência, angiografia e ultrassom para quantificar biologia vascular em tempo real.

In vivo Near Infrared fluorescência de imagem intravascular (NIRF) Molecular da placa inflamatória, uma Abordagem Multimodal para imagem da Aterosclerose (Vídeo) | JoVE Journal

In vivo Near Infrared fluorescência de imagem intravascular (NIRF) Molecular da placa inflamatória, uma Abordagem Multimodal para imagem da Aterosclerose

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