Imagem não invasivo e Análise de Isquemia Cerebral em Ratos de Vida Usando Positron Emission Tomography com ¹⁸ F-FDG

O objetivo geral deste projeto colaborativo é obter imagens de mudanças na distribuição cerebral de uma sonda de glicose radioativa em ratos antes e depois do AVC. Isso é feito iniciando a isquemia cerebral em ratos usando um procedimento de oclusão da artéria cerebral média. O próximo passo é injetar o radiotraçador de glicose Fluor desoxi e coletar imagens de tomografia por emissão de pósitrons.

A etapa final é analisar os dados usando um modelo de volume cerebral de interesse que é anatomicamente co-registrado com o cérebro do rato. Em última análise, imagens de animais de estimação de ratos submetidos a isquemia cerebral podem ser usadas para medir diferenças regionais na captação cerebral de sondas de rádio como a glicose Fluor desoxi durante estudos longitudinais de progressão da doença. A principal vantagem dessa técnica sobre os métodos existentes, como necropsia e histologia, é que a imagem do animal de estimação não é invasiva e pode ser usada de forma longitudinal e estudar tratamentos e progressão linear do AVC.

Geralmente, os indivíduos novos neste método terão dificuldade em estabelecer o modelo de AVC animal. O uso de pontos anatômicos como as artérias carótidas interna e externa facilitará muito o procedimento. A demonstração visual deste método é fundamental para realizar a análise VOI que é habilitada pela fusão do Atlas do modelo cerebral PMOD com os dados cerebrais do animal de estimação do espécime em estudo.

O cirurgião deve vestir luvas limpas e estéreis após preparar a área e usar instrumentos estéreis. Para este estudo, use ratos spro dolly machos pesando entre 220 e 270 gramas e comece obtendo um PET pré-operatório e uma tomografia computadorizada. Para fornecer uma linha de base para a captação de F 18 FDG, ratos anestesiados com 2,5% de flúor usando um cone nasal.

Em seguida, coloque o animal em decúbito dorsal em uma almofada de aquecimento, certifique-se de que o animal esteja totalmente anestesiado com uma pitada na pata. Em seguida, bata nas pernas dianteiras. Em seguida, raspe a superfície dorsal do pescoço do animal e prepare a área raspada com etanol a 70%, seguido de solução de iodopovidona a 10%.

Agora, usando uma tesoura, faça uma incisão de dois a 2,5 centímetros 0,5 centímetros à direita e paralela à traqueia. Em seguida, usando a dissecção romba, localize a artéria carótida e use afastadores para ajudar a visualizar o vaso Uma vez identificado, coloque um micro grampo na artéria carótida comum. Em seguida, localize o primeiro ponto de ramificação, que será a artéria carótida externa ou ECA, bem como a artéria carótida interna ou ACI cauterizam ramos menores ligados à carótida externa, como a artéria occipital.

Em seguida, ligue o ECA próximo ao ramo para a artéria tireóide com uma sutura de seda de quatro a zero, fornecendo comprimento extra para permitir que os hemostáticos mantenham a sutura no lugar. Para pinçar as suturas com os hemostáticos, puxe o caule ECA e ele ficará paralelo à carótida comum. Agora cauterize o ECA acima da sutura.

Em seguida, localize o ICA e use outro micro grampo para ocluir essa artéria. Em seguida, faça um pequeno orifício no ECA usando uma pequena tesoura de mola. Insira o ocluído e amarre uma sutura ao redor dele para evitar o fluxo sanguíneo.

Agora, remova o micro grampo na carótida interna e avance o oclusão até sentir a resistência. Certifique-se de que o ocluído avance para a carótida interna e não para a artéria tego palatina. Em seguida, remova o micro grampo da carótida comum e corte qualquer excesso de oclusor ou sutura.

Em seguida, use clipes de nove milímetros para fechar a incisão na pele. Retire o animal da anestesia e deixe-o acordar. Em seguida, realize uma tomografia computadorizada 1,5 horas após o procedimento de AVC após duas horas.

Novamente, anestesie totalmente o rato com isof flúor e remova os clipes da ferida. Em seguida, localize a extremidade do ocluído e remova-o da artéria cerebral média, puxando-o suavemente até que a ponta branca do ocluído entre em contato com as suturas. No entanto, não o puxe totalmente para fora, pois isso causará sangramento.

Por fim, substitua os clipes da ferida. Em seguida, retire o animal da anestesia e permita que o animal desperte. Em seguida, escaneie o animal novamente, 24 horas após a reperfusão.

Quantificar o dano ao tecido cerebral devido a lesão por acidente vascular cerebral. Como mencionado anteriormente, o animal deve ser escaneado antes de induzir o AVC. Em seguida, 1,5 horas após o AVC e, finalmente, 26 horas após o AVC.

Para quantificar o dano ao tecido cerebral devido a lesão por acidente vascular cerebral antes da imagem, anestesiar o rato sob 2,5% de gás flúor em uma câmara de anestesia. Em seguida, injete aproximadamente 500 micro curies de fluoro desoxiglicose na veia da cauda. Deixe o rato se recuperar após uma hora.

Em seguida, reanestize para obter imagens. Coloque o rato anestesiado em uma cama de rato padrão com um cone de nariz para anestesia com flúor ISO. Meça a distância em milímetros entre o nariz do rato e a borda da cama e registre-a como o deslocamento horizontal.

Em seguida, coloque o animal no scanner e prepare-o para o estudo, incluindo a injeção de peso do animal de deslocamento horizontal, hora e data da dose composta. Em seguida, clique no botão iniciar estudo para iniciar a verificação e reconstruir os dados assim que a verificação for adquirida. Realize a análise de imagem descrita aqui usando o software de análise PMOD em conjunto com o atlas cerebral W Schiffer.

Comece navegando até a guia de co-registro manual na parte superior da tela. Em seguida, selecione a guia de fatiamento. Em seguida, use o retângulo branco aberto para girar os micro PET scans e o retângulo branco preenchido.

Para mover os micro exames de PET, alinhe os dois exames localizando pontos de referência como as glândulas duras e as características cerebrais superior e traseira, que podem ser usadas para combinar o micro exame de PET com o modelo do cérebro. Em seguida, ajuste o micro PET scan até que ele se alinhe com o atlas cerebral. Se necessário, gire o micro PET scan 180 graus na visão coronal e eleve significativamente a varredura na visão sagital junto com as outras pequenas alterações de orientação.

Em seguida, navegue na guia de fusão em tela cheia. Selecione a fonte A no canto superior direito da tela. Em seguida, navegue até o atlas de modelo.

Na parte inferior da página, selecione rato no menu suspenso. Opcionalmente, retorne à guia de co-registro manual, onde o atlas deve aparecer sobreposto a um atlas cerebral. O atlas pode ser usado para ajudar a alinhar o micro PET scan e o atlas cerebral após o alinhamento.

Retorne à guia de fusão em tela cheia. Um modelo aparecerá no cérebro indicando quais seções do cérebro serão medidas para as estatísticas de VOI. Agora selecione a fonte B no canto superior direito da tela.

Em seguida, selecione o botão Estatísticas de VOI. Salve a planilha exibida selecionando salvar e, em seguida, salvar no sistema de arquivos. Digite o arquivo desejado no campo de nome do arquivo.

A próxima análise de imagem pode ser realizada usando esses dados para visualizar dados, criar sequências de imagens usando o software de imagem vol view. Consulte o manuscrito que acompanha este vídeo para obter detalhes sobre as etapas de análise e visualização. Dados de imagem representativos para tomografias computadorizadas de PET e raios-x são mostrados aqui para um rato nos pontos de tempo de 24 horas pré e 24 horas pós-reperfusão em 24 horas, houve um declínio dramático na captação de glicose para o hemisfério ipsilateral, sugerindo dano tecidual generalizado devido ao acidente vascular cerebral isquêmico induzido.

As setas brancas indicam a localização da diminuição da captação de FDG devido a danos por AVC. Aqui vemos os dados FDG PET de um rato 24 horas após a fusão com o atlas de modelo cerebral VOI. Para análise, as cores hachuradas indicam os vois separados do atlas do modelo cerebral.

Finalmente, aqui vemos as proporções de sinal de PET FDG do hemisfério direito para o esquerdo e unidades de captação padrão de cada região do Atlas do cérebro de rato W Schiffer relatado para exames feitos antes do evento de AVC isquêmico, 1,5 horas e 24 horas após a reperfusão. Depois de assistir a este vídeo, você deve ter uma sólida compreensão de como estabelecer um modelo de isquemia cerebral em ratos, bem como realizar imagens FDG PET dos animais e utilizar um atlas de modelo cerebral para realizar uma análise rigorosa de VOI dos dados.