İnflamatuar Plak Kızılötesi Floresans (NIRF) İntravasküler Moleküler Görüntüleme, Multimodal Yaklaşım civarında in vivo Ateroskleroz Görüntüleme
Summary
Biz, ayrıntılı 2-boyutlu plak biyoloji intravasküler moleküler görüntüleme için yeni bir yakın-kızılötesi floresan (NIRF) kateter<em> In vivo</em>. NIRF kateter varlığı plak hevesli devreye sokulabilir ve hedefli NUR fluorochromes raporlama inflamasyon gibi temel biyolojik süreçlerin oluşturulabiliyor. Kateter klinik mühendislik ve güç gereksinimleri kullanır ve insan koroner arterlerin uygulama için hedeflenen. Aşağıdaki araştırma çalışması bir roman kullanan bir multimodal görüntüleme stratejisi açıklanmıştır<em> In vivo</em> Intravasküler NIRF görüntü kateter ve proteolitik aktif iltihaplı tavşan atheromata inflamatuar plak ölçmek.
Abstract
Yaralanma vasküler yanıt, lipid yüklü içi luminal plak, düz kas hücre proliferasyonu ve damar lümen daralması ilerici birikimi giden damar duvarının içinde makrofajların birikimi ile tetiklenen çok iyi yönetilen bir inflamatuar yanıt. Rüptürü altında yatan akut miyokard infarktüsü vakalarının çoğunluğu eğilimli gibi hassas plakların oluşumu. Karmaşık moleküler ve hücresel inflamatuar kaskad endotel ve düz kas hücreleri, T lenfositler ve makrofajlar ve parakrin etkileri işe yönetti. 1
Ateroskleroz Moleküler görüntüleme, enflamasyon ve diğer biyolojik süreçler in vivo görüntüleme sağlayan önemli bir klinik ve araştırma aracı haline gelmiştir . Son zamanlarda yaşanan bazı örnekler, yüksek riskli plaklar hastalarda tespit ve ateroskleroz pharmacotherapeutics etkilerini değerlendirmek için yeteneğini göstermek 4 moleküler görüntüleme yaklaşımları (özellikle MR ve PET) bir dizi biyolojik yönlerini karotis gibi büyük damarların görüntüsü arterler, koroner arterleri görüntüleme için yetersizdir seçenekleri var. 2 yüksek çözünürlüklü optik görüntüleme stratejileri gelişi, özellikle yakın-kızılötesi floresan (NIRF) devreye sokulabilir floresan problar ile birleştiğinde, gelişmiş hassasiyet ve yeni intravasküler stratejilerinin geliştirilmesi yol açtı insan koroner ateroskleroz biyolojik görüntüleme artırmak için.
Kızılötesi floresan (NIRF) civarında moleküler görüntüleme, optik kontrast madde ya da floresan prob teslim tespit edilebilir NUR penceresinde floresan yayar, fotonların bir kaynak olarak belirli bir bant genişliği (650-900 nm) ile uyarma ışık kullanan uygun bir emisyon filtresi ve yüksek hassasiyet şarj çiftli kamera kullanarak. NUR ışık, görünür ışık aksine, doku içine derinlemesine nüfuz eder, hemoglobin, yağ ve su gibi endojen foton emiciler tarafından belirgin bir şekilde daha az zayıflatılmış ve NUR pencere azalmış otofloresans nedeniyle yüksek hedef-arka oranları sağlar. NUR 'penceresi içinde Görüntüleme in vivo görüntüleme için potansiyel önemli ölçüde artırabilir. 2,5
İnflamatuar sistein proteazlar aktive NIRF probları 10 kullanılarak çalışıldı ve aterogenezde önemli rol oynamaktadır edilmiştir. Ekstraselüler matriks bozulması ile, sistein proteazlar ilerlemesini ve komplikasyonları ateroskleroz 8 önemlisi katkıda bulunur. Özellikle, sistein proteaz, katepsin B, son derece olarak ifade edilir ve, deneysel Fare ve sıçan, tavşan ve insan atheromata makrofajlar ile colocalizes Ayrıca 3,6,7, plaklarda katepsin B aktivitesi önceden 1 açıklanan kullanarak in vivo olarak algılanır. -D ile birlikte birden fazla NUR fluorochromes (VM110/Prosense750, eski / em 750/780nm VisEn Tıp, Woburn, MA) ile derivatized poli-lizin polimer omurgası oluşan bir enjektabl nanosensor ajan intravasküler yakın-kızılötesi floresan teknolojisiyle 6 başlangıçta güçlü bir molekül su verme bu sonuçları 10 Aşağıda NIRF sinyal önemli amplifikasyon katepsin B (plak makrofajlar colocalize bilinen), ayrı fluorochromes sistein proteazlar tarafından enzimatik parçalanma hedef . İntravasküler kullanılan roman 2D intravasküler NIRF kateter NUR floresan sinyal algılama iltihaplı plak katepsin B aktivitesi in vivo algılama geometrik olarak doğru, yüksek çözünürlüklü sağlar.
Ateroskleroz gibi önceden 1-D spektroskopik yaklaşımın aksine kateter tabanlı 2B NIRF görüntüleme, in vivo moleküler görüntüleme, 6 yeni ve umut verici bir araç vasküler inflamasyon tespit makrofaj zengin plak proteaz aktivitesi artar kullanır. 11,12 Aşağıdaki araştırma protokolü görüntü NIRF 2-boyutlu bir intravasküler kateter kullanımı açıklanır ve plak biyoloji temel yönlerini kullanarak plak yapısını karakterize. Bu, anjiyografi ve intravasküler ultrason (IVUS) da dahil olmak üzere mevcut klinik görüntüleme teknolojileri ile entegre bir çevrilebilir platform inflamatuar atheromata ayıran benzersiz ve yeni bir entegre multimodal moleküler görüntüleme tekniği sunuyor ve insan ölçekli koroner arterlerde intravasküler NIRF sinyallerin algılanmasını sağlar. .
Protocol
Discussion
Iltihaplı yüksek riskli ya da hassas plak, miyokard enfarktüsü çoğunluğu için muhtemelen sorumludur. Semptomların başlamasından önce bu plakların tanımlama sonuçlarını tahmin etmek ve tıbbi tedavinin yönlendirilmesinde önemli klinik hem de etkileri vardır. X-ray anjiyografi gibi konvansiyonel koroner arter görüntüleme yöntemleri genellikle luminal daralma karakterizasyonu ziyade, yüksek riskli non-stenotik lezyonlar genellikle altta yatan biyolojik profilleri aydınlatıcı odaklanmak. İntrava…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Bu iş için destek Ulusal Sağlık hibe Enstitüleri tarafından sağlanan # R01 HL 108.229, Amerikan Kalp Derneği Scientist Kalkınma Hibe # 0830352N, Howard Hughes Tıp Enstitüsü Kariyer Geliştirme Ödülü, Broadview Ventures, Avrupa Topluluğunun Yedinci Çerçeve Programı (hibe altında FP7/2007-2013 anlaşma # 235.689) ve MGH William Schreyer Bursu.
Materials
| Material Name | Type | Company | Catalogue Number | Comment |
|---|---|---|---|---|
| Prosense 750 | Visen Medical | VM110 | 500 nmol/kg IV injection | |
| Heparin Sodium | APP Pharmaceuticals | 401586D | ||
| Cephazolin | NovaPlus | 46015683 | ||
| Lidocaine HCL 2% | Hospira | NDC 0409-4277-01 | ||
| Buprenorphine | Bedford Laboratories | NDC 55390-100-10 | ||
| Ketamine | Hospira | NDC 0409-2051-05 | ||
| High Cholesterol Diet 1% | Research Diets | C30293 | ||
| HIgh Cholesterol Diet 0.3% | Research Diets | C30255 |
References
- Andersson, J., Libby, P. Adaptive immunity and atherosclerosis. Clin Immunol. 134, 33-46 (2010).
- Calfon, M. A., Vinegoni, C. Intravascular near-infrared fluorescence molecular imaging of atherosclerosis: toward coronary arterial visualization of biologically high-risk plaques. Journal of Biomedical Optics. 15, 011107-011107 (2010).
- Chen, J., Tung, C. -. H. In Vivo Imaging of Proteolytic Activity in Atherosclerosis. Circulation. 105, 2766-2771 (2002).
- Jaffer, F. A., Libby, P. Molecular Imaging of Cardiovascular Disease. Circulation. 116, 1052-1061 (2007).
- Jaffer, F. A., Libby, P. Optical and Multimodality Molecular Imaging: Insights Into Atherosclerosis. Arterioscler Thromb Vasc Biol. 29, 1017-1024 (2009).
- Jaffer, F. A., Vinegoni, C. Real-Time Catheter Molecular Sensing of Inflammation in Proteolytically Active Atherosclerosis. Circulation. 118, 1802-1809 (2008).
- Kim, D. -. E., Kim, J. -. Y. Protease Imaging of Human Atheromata Captures Molecular Information of Atherosclerosis, Complementing Anatomic Imaging. Arterioscler Thromb Vasc Biol. 30, 449-456 (2010).
- Libby, P. Inflammation in atherosclerosis. Nature. 420, 868-874 (2002).
- Naghavi, M., Libby, P. From Vulnerable Plaque to Vulnerable Patient: A Call for New Definitions and Risk Assessment Strategies: Part I. Circulation. 108, 1664-1672 (2003).
- Weissleder, R., Tung, C. -. H. In vivo imaging of tumors with protease-activated near-infrared fluorescent probes. Nat Biotech. 17, 375-375 (1999).
- Razansky, R. N., Rosenthal, A. Near-infrared fluorescence catheter system for two-dimensional intravascular imaging in vivo. Optics Express. 18, 11372-11381 (2010).
- Jaffer, F. A., Calfon, M. A. Two-Dimensional Intravascular Near-Infrared Fluorescence Molecular Imaging of Inflammation in Atherosclerosis and Stent-Induced Vascular Injury. Journal of the American College of Cardiology. 57, 2516-2526 (2011).
