Visualização e Quantificação de Tecidos Adiposos Marrons e Bege em Camundongos usando [^18F]FDG Micro-PET/MR Imaging

A imagem PET/MR permite medições qualitativas e quantitativas nesses adipócitos marrons e beges metabolicamente ativos em animais vivos para que a atividade desses chamados adipócitos termogênicos possa ser medida de forma funcional. A principal vantagem dessa técnica é que permite a aquisição e combinação de tomografias pet e ressonância magnética sobre o mesmo assunto, possibilitando assim a aquisição precisa e simultânea de adipócitos termogênicos em diferentes depósitos do pequeno animal. Este método pode ser facilmente transferido para qualquer sistema pré-clínico ou modificado em um formato de alto rendimento por imagens simultâneas de múltiplos camundongos, aumentando assim o poder estatístico dos dados de imagem a um custo e tempo reduzidos.

Para colher o tecido adiposo marrom interscapular, coloque um rato C57 Black 6 de 8 semanas anestraado em uma almofada de aquecimento e faça uma incisão de 2 centímetros ao longo da linha média dorsal. Remova as almofadas iBAT da região interescapular. Depois que o sangramento parar, use clipes de aço inoxidável de 7 milímetros para fechar a incisão.

Quando todo o iBAT for coletado, abriga os ratos em uma unidade de terapia intensiva por 14 dias. Administre 5 miligramas por quilograma de Meloxicam nos camundongos por seis dias e remova os clipes assim que a ferida estiver cicatrizada. Para permitir varreduras automatizadas sequenciais pet/mr antes da sessão de imagem, defina o nível de discriminação para 400 a 600 kiloelectron-volts, o modo de confiança para 1-3, o tempo de digitalização para 20 minutos e o isótopo do estudo para F-18 para definir o fluxo de trabalho para aquisição de PET.

Para adquirir ressonância magnética ponderada em T1 para correção de atenuação, defina os parâmetros Gradient Echo-3D. Para adquirir ressonância magnética ponderada em T2 como referência anatômica, defina os parâmetros Echo 2D de giro rápido. Para permitir a reconstrução das imagens PET, use o algoritmo Tera-Tomo 3D com o modo de coincidência definido para 1-3 e com a decadência, tempo de indagável, atenuação aleatória e correções de dispersão definidas para criar imagens com um tamanho geral de voxel de 0,3 milímetros cúbicos.

Um dia antes do início do estudo de imagem para verificar a precisão da quantitação PET, coloque o EPI apropriado e encha uma seringa de 5 mililitros com F18-FDG conforme recomendado pelo fabricante. Use um calibrador de dose para registrar a atividade da seringa e observar o tempo da medição. No software, use o ROI de Elipse Interpolada para desenhar um volume de interesse na imagem reconstruída da seringa e comparar a atividade recuperada com o valor medido usando o calibrador de dose.

No dia do experimento de imagem, use fórceps para colocar cuidadosamente o frasco de estoque 18F-FDG atrás de um escudo de mesa de bloco L e diluir uma alíquota de radioisótopo em 100 a 150 microlitres de soro fisiológico estéril para uma concentração total de atividade de 200 a 250 microcuries. Desenhe a solução 18F-FDG em uma seringa de 1 mililitro equipada com uma agulha e meça a radioatividade com o calibrador de dose como demonstrado. Registo o peso do mouse a ser imageado antes de injetar a solução 18F-FDG em uma veia traseira.

Tome nota do tempo de injeção e da radioatividade residual da seringa para permitir a correção da decadência. Em seguida, coloque o rato de volta em sua gaiola por 60 minutos. Para calcular a atividade injetada 18F-FDG, subtraia a atividade na seringa antes da injeção da atividade medida após a injeção.

No final do período de absorção do radioisótopos, ligue o aquecedor de ar para o leito do mouse do scanner micro-PET/MR. Coloque o mouse injetado por FDG anestesiado em uma almofada respiratória na cama do scanner e realize uma visão de batedor para determinar a posição do mouse. Ajuste a posição do leito do rato de modo que todo o corpo possa ser observado, garantindo que o centro do campo de visão da ressonância magnética coincida com o centro do corpo.

Em PET Acquisition, selecione Scan Range na Aquisição Anterior para usar a posição de exibição do scout e clique em Preparar para mover o leito animal de MR para PET. Selecione OK para iniciar a varredura PET. Registo da dose de injeção e tempo medido antes e depois da administração 18F-FDG no Editor Radiofarmacêutico e digite o peso do mouse no menu Informações de Assunto.

Uma vez concluída a varredura PET, selecione Preparar para mover para imagens mr e concluir todas as aquisições de MR na janela da lista de estudo. Selecione OK para iniciar as varreduras de Mr. Após todo o fluxo de trabalho ter sido concluído, avalie brevemente a qualidade das imagens de MR adquiridas no software pós-processamento e clique em Casa para mover a cama do mouse de MR para a posição original.

Quando todos os ratos tiverem sido imagens, para reconstruir os dados no menu Raw Scan, selecione a Aquisição PET para carregar a varredura PET concluída e selecione a aquisição de MR ponderada por T1 para permitir que um mapa de material seja criado. Em seguida, use o algoritmo Tera-Tomo 3D para reconstruir os dados como demonstrado. A remoção do iBAT antes do tratamento a frio altera a atividade do iWAT, como indicado pelo notável aumento na absorção 18F-FDG observada no iWAT por imagens micro-PET/MR.

Além disso, os adipócitos multiloculares, que são caracteristicamente observados no tecido adiposo bege, são mais pronunciados no iWAT de camundongos após a remoção do iBAT em comparação com a morfologia adipócito observada no iWAT de animais operados por vergonha. Ratos tratados a frio e operados por vergonha demonstram uma absorção acentuadamente elevada de 18F-FDG no iBAT. Camundongos com seu iBAT removido antes do tratamento frio mostram a maior absorção de 18F-FDG no iWAT.

De fato, a exposição ao frio causa um aumento de sete vezes na absorção de 18F-FDG no iBAT de camundongos operados por vergonha, enquanto a remoção do iBAT nos camundongos induzidos a frio resulta em um aumento de oito vezes na absorção de 18F-FDG em comparação com camundongos termo neutros, nos quais apenas um aumento de duas vezes modesto é observado. Ao tentar este procedimento, colocar cada rato em uma mesma posição para cada aquisição pet/mrI é importante para melhorar a visualização e quantificação de adipócitos marrons e bege em diferentes regiões. Usando este método e juntamente com outros métodos de ressonância magnética, como a difusão com imagem ou termometria, mais insights sobre a distribuição espacial e prevalência de adipócitos marrons e beges em camundongos podem começar, o que pode potencialmente ser traduzido em humanos.

Este método permite que os pesquisadores estudem a função desses adipócitos castanhos e beges termogênicos. Portanto, são especialmente poderosos quando estudam as vias termogênicas não clínicas em que esses marcadores clássicos não são alterados ou regulados.