Posicionamento adequado e a contenção de um membro posterior de ratos para concentrado de alta resolução de imagem de osso usando Microarquitetura na Vivo Microtomografia computadorizada
22 de novembro de 2017
Este papel instrui os usuários de scanners de microtomografia computadorizada (µCT) na vivo como anestesiar, corretamente, posicionar e restringir o membro posterior de um rato para o mínimo movimento durante a geração de imagens de alta resolução da tíbia. O resultado é imagens de alta qualidade que podem ser processadas para quantificar com precisão a microarquitetura óssea.
O objetivo geral deste procedimento é posicionar e conter adequadamente um membro posterior de rato para a aquisição de imagens focadas de alta resolução da microarquitetura óssea da tíbia proximal e do fêmur distal usando microtomografia computadorizada In Vivo. Este método pode ajudar a responder a perguntas-chave sobre a aquisição de imagens In Vivo por micro CT e fornece orientação para o posicionamento e contenção adequados do membro posterior. A principal vantagem desse procedimento é que imagens altamente consistentes podem ser adquiridas e usadas para quantificação das alterações da microarquitetura óssea que ocorrem durante estudos longitudinais.
Coloque o rato em decúbito dorsal em uma cama de scanner de fibra de carbono. Depois de confirmar o nível adequado de sedação por falta de resposta ao beliscão do dedo do pé, aplique lubrificação oftálmica nos olhos do animal. Prenda o pé em um tubo de espuma maleável com os dedos dos pés estendendo-se para fora de uma extremidade e aplique cera dental para segurar o pé firmemente dentro da espuma, tomando cuidado para que a espuma não se estenda sobre a região de interesse.
Feche bem o tubo com fita adesiva e insira a espuma no tubo. Confirme um ajuste firme entre a espuma e o tubo e deslize o tubo na base do scanner de raios-x. Estenda o membro posterior até que a perna esteja esticada.
Confirmando a falta de extensão excessiva palpando a posição da articulação do joelho e puxando o membro posterior oposto e a cauda em direção ao tronco. Estendendo o membro posterior para longe do tronco até que a perna esteja esticada, certifique-se de que o raio-x passe por todas as regiões do osso em um padrão o mais semelhante possível. Em seguida, seque o lado adesivo de vários pedaços de fita adesiva e use a fita modificada para prender o membro posterior e a cauda não estendidos, de modo que permaneçam fora do campo de visão de varredura.
Em seguida, prenda os quadris, ombros, cabeça e nariz na cama de digitalização. Embrulhe o animal em envoltório veterinário para limitar a perda de calor e faça uma imagem do animal por microtomografia computadorizada usando os parâmetros experimentais apropriados de acordo com os protocolos padrão. Quando todas as imagens tiverem sido adquiridas, permita que o animal se recupere em uma gaiola individual parcialmente aquecida com monitoramento até a decúbito total.
O posicionamento adequado do membro posterior do rato envolve a perna totalmente estendida e todo o pé e tornozelo sendo contidos em espuma, resultando em uma imagem adquirida de qualidade suficiente para análise da microarquitetura trabecular e cortical. O posicionamento e a contenção insuficientes do membro posterior podem resultar em imagens com artefatos de movimento, enquanto uma cauda que não é totalmente removida do campo de visão de varredura interferirá na atenuação de raios-x pelas amostras de varredura e alterará as medições de densidade mineral da medula óssea e do tecido. Uma vez dominado, este procedimento pode ser realizado corretamente em 5 a 10 minutos.
Ao realizar este procedimento, é importante estar sempre ciente da taxa de respiração, nível de sedação e quantidade de exposição à radiação do rato. Este procedimento pode ser alterado e usado para avaliar outros locais esqueléticos, como o fêmur distal e as vértebras da madeira. Além disso, este procedimento pode ser modificado e usado para outras espécies de roedores, como camundongos.
Depois de assistir a este vídeo, você deve ter uma boa compreensão de como posicionar e conter adequadamente o membro posterior do rato, para o foco e imagens consistentes de alta resolução da microarquitetura óssea da tíbia proximal.
Visão Geral
Este artigo fornece um protocolo detalhado para anestesiar, posicionar e imobilizar o membro posterior de uma rata para obtenção de imagens de alta resolução da microarquitetura óssea utilizando microtomografia computadorizada in vivo (µCT). A execução adequada deste método garante imagens de alta qualidade, apropriadas para quantificar alterações na estrutura óssea.
Componentes Principais do Estudo
Área da Ciência
- Neurociência
- Imagem óssea
- Tomografia computadorizada micro
Contexto
- As técnicas de imagem in vivo são fundamentais para o estudo da microarquitetura óssea.
- O posicionamento preciso e a imobilização do indivíduo são essenciais para obter imagens de alta qualidade.
- Este método pode ser adaptado para diferentes sítios esqueléticos e espécies de roedores.
- Artifatos provocados por movimento podem afetar significativamente a qualidade da imagem e a precisão dos dados.
Objetivo do Estudo
- Fornecer um protocolo padronizado para a aquisição de imagens da microarquitetura óssea de ratos.
- Minimizar o movimento durante a aquisição de imagens para obter melhor qualidade dos dados.
- Facilitar estudos longitudinais sobre alterações ósseas.
Métodos Utilizados
- Posicionar o rato em posição supina sobre a maca do scanner.
- Utilizar lubrificante oftálmico e tubos de espuma para contenção dos pés.
- Imobilizar a pata traseira e a cauda para evitar interferência durante a aquisição de imagens.
- Monitorar o estado do animal durante todo o procedimento.
Resultados Principais
- Foram obtidas imagens de alta qualidade da tíbia proximal e do fêmur distal.
- Resultados de imagem consistentes foram alcançados com o posicionamento adequado do membro.
- A redução de artefatos de movimento levou à melhoria na quantificação da microarquitetura óssea.
- O procedimento pode ser concluído de forma eficiente em 5 a 10 minutos.
Conclusões
- O posicionamento adequado dos membros é essencial para resultados satisfatórios de imagem.
- Este protocolo pode ser adaptado para diversos sítios esqueléticos e espécies de roedores.
- É fundamental prestar atenção ao bem-estar animal durante o procedimento.
Perguntas Frequentes
Relevância Executiva para a Indústria
Na pesquisa pré-clínica óssea, a imagem in vivo consistente é essencial para a avaliação longitudinal de intervenções terapêuticas na integridade esquelética. O posicionamento e contenção adequados do membro posterior de rato garantem qualidade reprodutível das imagens de micro-TC, reduzindo a variabilidade nas medidas do osso trabecular e cortical ao longo dos pontos temporais. Esse rigor metodológico apoia a quantificação confiável das alterações na microarquitetura óssea, impactando diretamente as decisões de avanço ou interrupção na avaliação de candidatos osteoanabólicos ou anti-reabsortivos em estágios iniciais.
Aplicações Estratégicas em P&D de Biotecnologia e Farmacêutica
Descoberta Inicial e Validação de Alvos
- Valor Científico: Permite a investigação de fenótipos esqueléticos ao fornecer dados consistentes de linha de base e de microarquitetura óssea longitudinal para estudos de validação de alvos.
- Valor Operacional: Reduz a variabilidade entre indivíduos por meio de imagens repetidas do mesmo animal, diminuindo o tamanho dos grupos necessários para potência estatística em estudos pré-clínicos de eficácia.
Desenvolvimento de Triagem e Ensaios
- Valor Científico: Gera saídas quantitativas e de alta resolução (por exemplo, espessura trabecular, fração de volume ósseo) adequadas para a padronização de ensaios em cascatas de triagem focadas em ossos.
- Valor Operacional: Estabelece um fluxo de trabalho reprodutível de preparação de amostras que minimiza artefatos de movimento, aumentando a robustez e a produtividade em telas fenotípicas baseadas em imagem.
Pesquisa Translacional e Pré-clínica
- Valor Científico: Apoia a modelagem de sistemas relevantes para doenças ao permitir o rastreamento preciso de alterações estruturais ósseas em resposta a manipulações farmacológicas ou genéticas ao longo do tempo.
- Valor Operacional: Facilita a continuidade translacional ao fornecer biomarcadores derivados de imagens que conectam descobertas do estudo com avaliações pré-clínicas de segurança e eficácia.
Integração de Pipeline e Fluxo de Trabalho
Este protocolo de posicionamento da extremidade inferior integra-se ao fluxo de descoberta ao garantir leituras de imagem confiáveis que orientam a validação de alvos, a otimização de compostos promissores e decisões sobre o avanço pré-clínico no desenvolvimento de terapias direcionadas ao osso.
- Biologia da Descoberta: Apoia a verificação de hipóteses ao permitir a visualização consistente de alterações na microarquitetura óssea após a modulação do alvo.
- Triagem: Fornece saídas de imagem quantitativas prontas para ensaios, permitindo a comparação dos efeitos de compostos sobre parâmetros esqueléticos.
- Análises: Oferece medições padronizadas e reprodutíveis (por exemplo, densidade mineral óssea, número trabecular) essenciais para análise estatística e comparabilidade entre estudos.
- Pesquisa Translacional: Permite o monitoramento longitudinal das respostas esqueléticas, apoiando decisões de avanço com ajuste de risco com base em dados mecanicistas e fenotípicos.
- Reutilização Corporativa: Representa um método padronizado e adaptável de preparação para imagem, aplicável entre espécies de roedores e sítios esqueléticos, promovendo a reutilização da plataforma em programas de pesquisa óssea.
Impacto Operacional e Empresarial
- Valor Científico: Aumenta a confiança preditiva na avaliação de fenótipos esqueléticos ao minimizar a variabilidade técnica e artefatos de movimento em estudos longitudinais de imagem.
- Valor Operacional: Melhora a reprodutibilidade e escalabilidade por meio de um procedimento de contenção rápido (5-10 minutos) e bem definido, que reduz o uso de animais e as taxas de repetição de imagens.
- Valor Estratégico: Aprimora a tomada de decisões de avançar/não avançar ao fornecer dados confiáveis sobre a microarquitetura óssea que reduzem os riscos na progressão de candidatos que afetam a homeostase óssea.
- Impacto no Portfólio: Permite a priorização baseada em risco de compostos que modulam o osso, por meio de desfechos de imagem consistentes e quantificáveis que apoiam a classificação objetiva de eficácia.
Considerações sobre a Implementação
- Exige experiência em anestesia e monitoramento de roedores para garantir sedação adequada sem comprometer os parâmetros fisiológicos.
- Depende do acesso a sistemas de micro-TC in vivo e camas de scanner compatíveis de fibra de carbono para aquisição ideal de imagens.
- Necessita padronização entre as equipes quanto à preparação dos tubos de espuma, aplicação de cera odontológica e técnicas de extensão dos membros, para assegurar consistência entre operadores.
- Deve levar em conta a variabilidade entre animais no metabolismo da isoflurano ao ajustar os níveis de sedação em diferentes linhagens e tamanhos corporais.
- Limita-se a sítios esqueléticos externos acessíveis por meio da extensão dos membros posteriores; não é adequado para imagens axiais ou cranianas sem adaptação do protocolo.
