Name: Tomografia pré-clínica por emissão de pósitrons com moldes animais em conformidade com o corpo para análise automatizada de imagens baseada em nuvem em camundongos (Vídeo) | JoVE Journal
Uploaded: 2024-10-25T14:50:00.000+00:00
Duration: 7 min 45 s
Description: Aprenda a realizar imagem PET in vivo em camundongos usando moldes conformáveis ao corpo e análise automatizada baseada em nuvem. Este método padroniza o posicionamento dos animais e acelera significativamente o processamento de dados.

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<meta charset="utf8"></head><body>Imagem PET e análise de biodistribuição em camundongos usando BCAMs e ferramentas SaaS

<ol><li>Huang, R., Wang, M., Zhu, Y., S Conti, P., Chen, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Development+of+pet+probes+for+cancer+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Curr+Top+Med+Chem%22%5BJournal%5D)">Development of pet probes for cancer imaging.</a> Curr Top Med Chem. 15 (8), 795-819 (2015).</li>
<li>Schwenck, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Advances+in+pet+imaging+of+cancer%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Rev+Cancer%22%5BJournal%5D)">Advances in pet imaging of cancer.</a> Nat Rev Cancer. 23 (7), 474-490 (2023).</li>
<li>Matthews, P. M., Rabiner, E. A., Passchier, J., Gunn, R. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Positron+emission+tomography+molecular+imaging+for+drug+development%5BTitle%5D)+AND+%22Br+J+Clin+Pharmacol%22%5BJournal%5D)">Positron emission tomography molecular imaging for drug development.</a> Br J Clin Pharmacol. 73 (2), 175-186 (2012).</li>
<li>Tavaré, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+effective+immuno-pet+imaging+method+to+monitor+CD8-dependent+responses+to+immunotherapy%5BTitle%5D)+AND+%22Cancer+Res%22%5BJournal%5D)">An effective immuno-pet imaging method to monitor CD8-dependent responses to immunotherapy.</a> Cancer Res. 76 (1), 73-82 (2016).</li>
<li>Maresca, K. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Preclinical+evaluation+of+89ZR-DF-IAB22M2C+PET+as+an+imaging+biomarker+for+the+development+of+the+gucy2c-cd3+bispecific+pf-07062119+as+a+t-cell+engaging+therapy%5BTitle%5D)+AND+%22Mol+Imaging+Biol%22%5BJournal%5D)">Preclinical evaluation of 89ZR-DF-IAB22M2C PET as an imaging biomarker for the development of the gucy2c-cd3 bispecific pf-07062119 as a t-cell engaging therapy.</a> Mol Imaging Biol. 23 (6), 941-951 (2021).</li>
<li>Nisnboym, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Immuno-pet+imaging+of+cd69+visualizes+t-cell+activation+and+predicts+survival+following+immunotherapy+in+murine+glioblastoma%5BTitle%5D)+AND+%22Cancer+Res+Commun%22%5BJournal%5D)">Immuno-pet imaging of cd69 visualizes t-cell activation and predicts survival following immunotherapy in murine glioblastoma.</a> Cancer Res Commun. 3 (7), 1173-1188 (2023).</li>
<li>Lee, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Efficacy+and+imaging-enabled+pharmacodynamic+profiling+of+Kras+g12c+inhibitors+in+xenograft+and+genetically+engineered+mouse+models+of+cancer%5BTitle%5D)+AND+%22Mol+Cancer+Ther%22%5BJournal%5D)">Efficacy and imaging-enabled pharmacodynamic profiling of Kras g12c inhibitors in xenograft and genetically engineered mouse models of cancer.</a> Mol Cancer Ther. 22 (7), 891-900 (2023).</li>
<li>Bollineni, V., Kramer, G., Jansma, E. P., Liu, Y., Oyen, W. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+systematic+review+on+%5B18f%5D+flt-pet+uptake+as+a+measure+of+treatment+response+in+cancer+patients%5BTitle%5D)+AND+%22Eur+J+Cancer%22%5BJournal%5D)">A systematic review on [18f] flt-pet uptake as a measure of treatment response in cancer patients.</a> Eur J Cancer. 55, 81-97 (2016).</li>
<li>Everitt, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Imaging+cellular+proliferation+during+chemo-radiotherapy%3A+A+pilot+study+of+serial+18f-flt+positron+emission+tomography%2Fcomputed+tomography+imaging+for+non-non-small-cell+lung+cancer%5BTitle%5D)+AND+%22Int+J+Radiat+Oncol+Biol+Phys%22%5BJournal%5D)">Imaging cellular proliferation during chemo-radiotherapy: A pilot study of serial 18f-flt positron emission tomography/computed tomography imaging for non-non-small-cell lung cancer.</a> Int J Radiat Oncol Biol Phys. 75 (4), 1098-1104 (2009).</li>
<li>Rashidian, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Predicting+the+response+to+CTLA-4+blockade+by+longitudinal+non-invasive+monitoring+of+cd8+t+cells%5BTitle%5D)+AND+%22J+Exp+Med%22%5BJournal%5D)">Predicting the response to CTLA-4 blockade by longitudinal non-invasive monitoring of cd8 t cells.</a> J Exp Med. 214 (8), 2243-2255 (2017).</li>
<li>Klose, A. D., Paragas, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Automated+quantification+of+bioluminescence+images%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Commun%22%5BJournal%5D)">Automated quantification of bioluminescence images.</a> Nat Commun. 9 (1), 4262(2018).</li>
<li>Gu, Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Performance+Evaluation+of+G8%2C+a+high-sensitivity+benchtop+preclinical+PET%2FCT+Tomograph%5BTitle%5D)+AND+%22J+Nucl+Med%22%5BJournal%5D)">Performance Evaluation of G8, a high-sensitivity benchtop preclinical PET/CT Tomograph.</a> J Nucl Med. 60 (1), 142-149 (2019).</li>
<li>Bongratz, F., Rickmann, A. -M., Wachinger, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Abdominal+organ+segmentation+via+deep+diffeomorphic+mesh+deformations%5BTitle%5D)+AND+%22Sci+Rep%22%5BJournal%5D)">Abdominal organ segmentation via deep diffeomorphic mesh deformations.</a> Sci Rep. 13 (1), 18270(2023).</li>
<li>Wang, H., Stout, D. B., Chatziioannou, A. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mouse+atlas+registration+with+non-tomographic+imaging+modalities-a+pilot+study+based+on+simulation%5BTitle%5D)+AND+%22Mol+Imaging+Biol%22%5BJournal%5D)">Mouse atlas registration with non-tomographic imaging modalities-a pilot study based on simulation.</a> Mol Imaging Biol. 14, 408-419 (2012).</li>
<li>Montgomery, M. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mouse+lung+automated+segmentation+tool+for+quantifying+lung+tumors+after+micro-computed+tomography%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+One%22%5BJournal%5D)">Mouse lung automated segmentation tool for quantifying lung tumors after micro-computed tomography.</a> PLoS One. 16 (6), e0252950(2021).</li>
<li>Montgomery, M. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Applying+deep+learning+to+segmentation+of+murine+lung+tumors+in+preclinical+micro-computed+tomography%5BTitle%5D)+AND+%22Transl.+Oncol%22%5BJournal%5D)">Applying deep learning to segmentation of murine lung tumors in preclinical micro-computed tomography.</a> Transl. Oncol. 40, 101833(2024).</li>
<li>Van Sluis, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Manual+versus+artificial+intelligence-based+segmentation+as+a+pre-processing+step+in+whole-body+pet+dosimetry+calculations%5BTitle%5D)+AND+%22Mol+Imaging+Biol%22%5BJournal%5D)">Manual versus artificial intelligence-based segmentation as a pre-processing step in whole-body pet dosimetry calculations.</a> Mol Imaging Biol. 25 (2), 435-441 (2023).</li>
<li>Nazari, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Automated+and+robust+organ+segmentation+for+3D-based+internal+dose+calculation%5BTitle%5D)+AND+%22EJNMMI+Res%22%5BJournal%5D)">Automated and robust organ segmentation for 3D-based internal dose calculation.</a> EJNMMI Res. 11, 1-13 (2021).</li>
<li>Goel, S., England, C. G., Chen, F., Cai, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Positron+emission+tomography+and+nanotechnology%3A+A+dynamic+duo+for+cancer+theranostics%5BTitle%5D)+AND+%22Adv+Drug+Deliv+Rev%22%5BJournal%5D)">Positron emission tomography and nanotechnology: A dynamic duo for cancer theranostics.</a> Adv Drug Deliv Rev. 113, 157-176 (2017).</li>
<li>Campbell, D. O., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Preclinical+evaluation+of+an+anti-nectin-4+immunopet+reagent+in+tumor-bearing+mice+and+biodistribution+studies+in+cynomolgus+monkeys%5BTitle%5D)+AND+%22Mol+Imaging+Biol%22%5BJournal%5D)">Preclinical evaluation of an anti-nectin-4 immunopet reagent in tumor-bearing mice and biodistribution studies in cynomolgus monkeys.</a> Mol Imaging Biol. 18, 768-775 (2016).</li>
<li>Bednarz, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Murine-specific+internal+dosimetry+for+preclinical+investigations+of+imaging+and+therapeutic+agents%5BTitle%5D)+AND+%22Health+Phys%22%5BJournal%5D)">Murine-specific internal dosimetry for preclinical investigations of imaging and therapeutic agents.</a> Health Phys. 114 (4), 450-459 (2018).</li>
</ol>

<table><tbody><tr><td>[18F]FDG</td><td>PETNet Solutions, Culver City, CA</td><td>NA</td><td>Radiotraçador usado para imagens PET</td></tr><tr><td>agulha de 27 G&nbsp;</td><td>Becton, Dickinson and Company, San Diego, CA</td><td>305136</td><td>Usado para injeção de células&nbsp;</td></tr><tr><td>app.invivo.ax/login</td><td>Invivo Analytics, Seattle, WA</td><td>NA</td><td>Página da Web de software como serviço</td></tr> Corpo <tr><td>em conformidade com moldes de animais</td><td>Invivo Analytics, Seattle,</td><td>WA NA</td><td>BCAMs com faixa de peso de 18 a 26 g</td></tr><tr><td>Calibrador de dose; CRC-55tw</td><td>Capintec, Florham Park, NJ</td><td>CRC-55tw</td><td>Medição de doses radioativas</td></tr><tr><td>G8 PET/CT scanner</td><td>Sofie Biosciences/Xodus Imaging, Torrence, CA</td><td>NA</td><td>Scanner de bancada com doca de carga</td></tr><tr><td>G8-Docking station</td><td>Sofie Biosciences/Xodus Imaging, Torrence, CA</td><td>NA</td><td>Estação de acoplamento para preparação</td></tr><tr><td>Modelo de molde de implantação</td><td>Invivo Analytics, Seattle, WA</td><td>NA</td><td>Modelo para implantação tumoral ideal</td></tr><tr><td>Pomada lubrificante para os olhos</td><td>BAUSCH & LOMB, Ontário, Canadá</td><td>Lubrificante noturno para os olhos Soothe para</td><td>camundongos</td></tr><tr><td>Shuttle G8 modificado</td><td>Invivo Analytics, Seattle, WA</td><td>NA</td><td>Shuttle para acomodação BCAM</td></tr><tr><td>Anestesia com camundongo Caixa de indução</td><td>Patterson Scientific, Waukesha, WI</td><td>78933388</td><td>Usado para anestesiar um mouse</td></tr><tr><td>PRE-Clip</td><td>Invivo Analytics, Seattle, WA</td><td>NA</td><td>Adaptador BCAM para conexão</td></tr> <tr><td>de anestesiaAquecedor de slides Premiere</td><td>LabScientific, Danvers, MA</td><td>XH-2001</td><td>Aquecedor de temperatura ajustável usado para dilatação da veia caudal e indução de anestesia</td></tr><tr><td>Seringa (1 mL)</td> <td>Becton, Dickinson and Company, San Diego, CA</td><td>309659</td><td>Usado para injeção de células&nbsp;</td></tr><tr><td>Plataforma de injeção de veia caudal&nbsp;</td><td>Braintree Scientific, Pembroke, MA</td><td>IL-300</td><td>Limitador usado para administrar injeções intravenosas.&nbsp;</td></tr><tr><td>Software Vivoqaunt</td><td>Invicro, Needham, MA</td><td>NA</td><td>Software usado para segmentação manual</td></tr></tbody></table>

tomografia pré-clínica por emissão de pósitrons com moldes animais em conformidade com o corpo para análise automatizada de imagens baseada em nuvem em camundongos

Preclinical Positron Emission Tomography with Body Conforming Animal Molds for Cloud-Based Automated Image Analysis in Mice

Uma vez carregados, os dados do PET podem ser visualizados no site do SaaS como um painel de imagens coronais, sagitais e transversais sobrepostas com as ROIs de órgãos selecionados que são ditadas pelo OPM (Figura 3A). Não apenas o software pode carregar imagens individuais, mas vários camundongos de um grupo ou de um estudo inteiro podem ser visualizados de uma só vez como uma única imagem recolhida. Nessa janela de análise, há opções para personalizar as cores do ROI, a intensidade da barra de escala e outros parâmetros comuns. Depois que as métricas analíticas ideais são selecionadas, o SaaS gera um gráfico de barras de biodistribuição para download dos órgãos selecionados (Figura 3B).
Para avaliar o desempenho da plataforma SaaS baseada em OPM, os resultados da análise automatizada foram comparados com aqueles que foram derivados por um analista de imagem experiente como padrão-ouro. A regressão linear de ajuste foi realizada nos valores de captação de [18F]FDG do cérebro, coração, rim (direito) e baço. É importante observar que a plataforma oferece uma lista abrangente de órgãos para os usuários selecionarem, incluindo esqueleto, cérebro, bexiga, coração, rins (direito e esquerdo), fígado, baço, pulmões e músculos quadríceps (direito e esquerdo). Os quatro órgãos acima foram selecionados neste estudo apenas para fins ilustrativos. Além disso, devido ao tamanho, forma e profundidade/localização variáveis dos tumores implantados, o tumor não está incluído como um órgão no OPM e, portanto, excluído desta análise comparativa. Conforme mostrado na Figura 4, a análise automatizada e a análise manual produziram resultados gerais consistentes, com o cérebro mostrando a maior correlação (r2 = 0,8466). Isso é esperado devido ao grande tamanho do órgão e à posição altamente constante do cérebro dentro do crânio. O rim direito e o coração também apresentaram valores razoáveis de r2 de 0,6874 e 0,4849, respectivamente. Em contraste, a análise de correlação para o baço gerou um valor de r2 de 0,3922, que é o mais baixo entre os órgãos testados. Isso não é surpreendente, pois o baço está aninhado no pâncreas e nos tecidos adiposos que não possuem morfologia definida e presumem a mesma densidade de tecidos moles na TC. O baço é, portanto, difícil de segmentar manualmente, e o MPO pode apresentar um meio mais preciso para demarcar esse órgão (ou seja, superar o padrão-ouro). A inclinação e o intercepto Y dessas análises de correlação também são mostrados na Figura 4. Consistente com os valores de r2 , o cérebro teve uma inclinação mais próxima de 1 (ou seja, uma correlação perfeita entre OPM e resultados manuais) e o menor intercepto Y (ou seja, viés sistêmico mínimo), enquanto os outros órgãos mostraram maior e variável desvio de uma correlação perfeita.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67370/67370fig01.jpg"> 
Figura 1: BCAM e implante tumoral guiado por molde. (A) O pré-clipe (1) é fixado à peça inferior de um molde BCAM (2) com uma linha de anestesia conectada (3). Isso serve como base de implantação do tumor. (B) Um camundongo com o local do implante alvo raspado (neste caso, o ombro direito) é colocado na base sob anestesia antes da injeção de células. (C) Modelo de implantação de tumor (4) com recortes pré-definidos para orientar a colocação da inoculação de células tumorais. (D) Fazer uma marca de referência temporária antes da injeção de células com o molde do molde colocado no lado dorsal do camundongo. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67370/67370fig01large.jpg" target="_blank">Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67370/67370fig02.jpg"> 
Figura 2: Posicionando um mouse em um BCAM. (A) Vista superior - Coloque um mouse confortavelmente em um BCAM de tamanho apropriado (5). (B) Vista lateral - A fita é usada para prender as patas traseiras às plataformas (6). A cauda é presa com fita adesiva à plataforma da cauda (7) diretamente abaixo do mouse. (C) O camundongo, no BCAM, é inserido no ônibus de imagem (8). (D) Mouse, BCAM e shuttle estão conectados a uma estação de acoplamento para anestesia (9). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67370/67370fig02large.jpg" target="_blank">Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67370/67370fig03.jpg"> 
Figura 3: Imagens representativas e saída de dados conforme visualizadas e analisadas pela ferramenta SaaS, respectivamente. (A) Imagens representativas conforme visualizadas no site SaaS. Vistas coronal, sagital e transversal da imagem PET/CT sobrepostas com ROIs de órgãos selecionadas do Mapa de Probabilidade de Órgãos (OPM). Rosa: cérebro; vermelho: coração; azul escuro: pulmão; salmão: fígado; laranja: rim (direita). O tumor não é definido pelo OPM. (B) Um gráfico representativo para download gerado a partir da análise automatizada. Uma lista dos órgãos selecionados pode ser vista no painel superior esquerdo. Os dados aqui são relatados em %ID/mL. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67370/67370fig03large.jpg" target="_blank">Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67370/67370fig04.jpg"> 
Figura 4: Análise de regressão linear comparando os valores de captação de [18F]FDG do órgão derivados da análise manual e do fluxo de trabalho de automação baseado em OPM. Foram utilizadas dez tomografias por emissão de pósitrons (PET/CT) de camundongos fêmeas C57BL/6. r2 valores, linhas de confiança de 95%, inclinação e interceptos Y são exibidos no gráfico para cada órgão indicado. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67370/67370fig04large.jpg" target="_blank">Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a>

Tomografia pré-clínica por emissão de pósitrons com moldes animais em conformidade com o corpo para análise automatizada de imagens baseada em nuvem em camundongos

Positron Emission Tomography (PET) is a molecular imaging modality that can be used to investigate a multitude of pharmacological questions, such as ...

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