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Medicine

El uso de ultra-alta MRI Field en Modelos pequeño roedor de la enfermedad renal poliquística para Published: June 23, 2015 doi: 10.3791/52757

Introduction

Enfermedad renal poliquística (PKD) incluye un grupo de enfermedades monogénicas que se caracterizan por el desarrollo de quistes renales. Entre ellos se encuentran autosómica dominante enfermedad renal poliquística (PQRAD) y la enfermedad renal poliquística autosómica recesiva (ARPKD), que representan los tipos más comunes 1,2. PQRAD, la forma más frecuente de las enfermedades quísticas renales hereditarias, se origina por mutaciones en los genes PKD1 o PKD2. Se caracteriza por la aparición tardía, múltiples quistes renales bilaterales, acompañado por quistes extrarrenales variables, así como anomalías esqueléticas cardiovasculares y musculares. ARPKD, la mayoría de los recién nacidos comúnmente afectan a niños y jóvenes, es causada por mutaciones en PKHD1 y se caracteriza por los riñones ecogénicos agrandados y la fibrosis hepática congénita 3.

Es importante destacar que la PQRAD se caracteriza por la heterogeneidad, tanto en el gen (génica) y la mutación (alélica) niveles, lo que resulta en p sustancialvariabilidad henotypic. Las mutaciones en el gen PKD1 se asocian con la presentación clínica severa (numerosos quistes, el diagnóstico precoz, la hipertensión y hematuria), así como la rápida progresión a fase terminal de la enfermedad renal (20 años antes que los pacientes con mutaciones PKD2) 4. La enfermedad grave del hígado poliquístico (PLD) y anormalidades vasculares pueden estar asociados con mutaciones en ambos PKD1 y PKD2 5. La mayoría de las complicaciones renales de la PQRAD surgen principalmente como consecuencia de la expansión del quiste junto con la inflamación y la fibrosis asociada. Desarrollo quiste comienza en el útero y continúa a través del curso de la vida del paciente. Los riñones normalmente mantienen su forma reniforme a pesar de que podrían alcanzar más de 20 veces el volumen normal del riñón. La mayoría de los pacientes presentan la distribución bilateral de quistes renales, pero en algunos casos inusuales, quistes pueden desarrollar en un patrón unilateral o asimétrica.

Un challen importantege para nefrólogos siguientes pacientes con PQRAD o la aplicación de terapias es la historia natural de la enfermedad. Durante la mayor parte de su curso, la función renal permanece normal y por el tiempo de la función renal comienza a disminuir, la mayoría de los riñones han sido sustituidos por los quistes. Cuando terapias se aplican en etapas posteriores, es menos probable que tenga éxito ya que el paciente ya puede haber alcanzado un punto de no retorno en la enfermedad renal crónica. En contraste, cuando las terapias se inician en las primeras etapas, es difícil identificar una respuesta basada únicamente en la tasa de filtración glomerular. Como resultado, la noción de volumen de riñón como un marcador de progresión de la enfermedad ganó la atención.

El Consorcio de Estudios por imágenes radiológicas de estudio renal poliquística Enfermedades (CRISP) ha demostrado que en los pacientes con PQRAD el aumento de los volúmenes de los riñones y del quiste se correlaciona directamente con el deterioro de la función renal, lo que subraya el potencial del volumen renal total (TKV) como comomarcador urrogate de 6,7 progresión de la enfermedad. En consecuencia, TKV se utiliza actualmente como punto final primario o secundario en múltiples ensayos clínicos para PQRAD 2,8,9.

Múltiples modelos murinos incluyendo mutaciones espontáneas y la ingeniería genética han arrojado luz sobre la patogénesis de la PKD 10,11. Modelos PKD1 o PKD2 (mutaciones en cualquiera Pkd1 o PKD2) se han convertido en los más populares, ya que las enfermedades humanas perfectamente mímica. Además, los modelos de roedores con mutaciones en genes distintos de los genes PKD1 o PKD2 se han utilizado como una plataforma experimental para elucidar las rutas de señalización relacionadas con la enfermedad. Además, varios de estos modelos se han utilizado para probar posibles terapias. Sin embargo, un factor limitante en muchos estudios de roedores para la PKD es a menudo la falta de métodos no invasivos eficientes para analizar secuencialmente los cambios anatómicos y funcionales en el riñón.

R magnéticaimágenes esonance (RM) es la técnica de imagen actual estándar de oro para el seguimiento de pacientes con PQRAD, que proporciona un excelente contraste de tejidos blandos y detalles anatómicos, y permitiendo mediciones TKV. A pesar de que la RM está bien establecido para obtener imágenes anatómicas en los animales y los seres humanos más grandes, pequeños roedores de imágenes in vivo implica desafíos técnicos adicionales, en los que la capacidad de adquirir imágenes de alta resolución puede limitar su utilidad. Con la introducción de Ultra-alta de campo (UHF) MRI (7-16,4 T) y el desarrollo de gradientes fuertes, ahora es posible para lograr una mayor relación señal a ruido y la resolución espacial de las imágenes de resonancia magnética con una calidad de diagnóstico similares a la obtenido en los seres humanos. En consecuencia, el uso de UHF MRI para formación de imágenes in vivo de pequeños modelos de roedores para la PKD se ha convertido en una herramienta poderosa para los investigadores.

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Protocol

Antes de iniciar cualquier procedimiento con animales vivos, los protocolos experimentales deben ser aprobados por el cuidado de los animales y el uso comité institucional (IACUC).

1. Configuración del escáner

  1. Antes de empezar, asegúrese de que el calentador esté en la posición OFF.
  2. Seleccione el Mini gradiente de imágenes y bobina de RF 38 mm y mini titular de imágenes.
  3. En el orificio central del soporte de instalar el conjunto de temperatura variable.

2. Preparación de los animales

  1. Para los experimentos de resonancia magnética, lograr óptimos usando anestesia isoflurano vaporizado. Para la inducción de la anestesia, colocar los animales en una cámara de inducción forrada con un papel absorbente. Ajuste el medidor de flujo del vaporizador de isoflurano a 2,0-2,5 L / min, y el isoflurano al 3% en oxígeno.
  2. Retire cualquier etiqueta de metal u otro objeto metálico en esta etapa. Aplique un ungüento veterinario en los ojos de los animales para evitar la sequedad mientras que bajo anestesia.
  3. Una vez que el animalha alcanzado el plano quirúrgico de anestesia (es decir, la pérdida de la retirada reflejo de pizca dedo del pie), coloque el animal en un soporte con su nariz insertada en un cono de la nariz. Ajuste el flujo de aire anestesia en la sonda a 2,0-2,5 ml / min y la concentración de isoflurano a 1,5-2,0% en oxígeno. La anestesia se entregará a través del cono de la nariz durante el procedimiento. Periódicamente ajustar la concentración de isoflurano dependiendo de la edad y el peso del animal para mantener una tasa de respiración de ~ 40 lpm.
  4. Utilice los titulares de animales para asegurar que el animal en su lugar y evitar el movimiento durante el experimento de resonancia magnética. Variar el tipo de soporte de los animales en función de la zona del cuerpo que va a escanear.
    Nota: Los titulares personalizados de plásticos de laboratorio (polipropileno, teflón, poliestireno, policarbonato) se pueden hacer para acomodar experimento específico y para ajustarse al tamaño de los animales (de ratón recién nacido a 160 g rata).
  5. Coloque el termómetro rectal en el animal para supervisar la temperatura corporal del animal. Durante la experiment, mantener al animal a 35-37 ° C, utilizando una corriente de aire caliente. Ajuste de temperatura del aire (30-38 ° C) y el flujo (1.200-2.000 L / hr) basado en la retroalimentación de la temperatura corporal del animal.
  6. Conecte un sensor de presión respiratoria globo al abdomen del animal para controlar la tasa de respiración.
  7. Asegure el animal en el centro de la bobina de RF y coloque cuidadosamente la bobina de RF con el animal en la RM escáner.

3. MRI Experimento

  1. Tune y coincide con la bobina de RF antes de comenzar los experimentos para minimizar la potencia de RF utilizado y la relación señal-ruido para maximizar. Para iniciar el juego / tuning:
    1. Abra la herramienta de control espectrómetro haciendo clic en el icono de herramientas.
    2. En la herramienta de control espectrómetro clic Adquisición → Wobble. Una ventana Acq / Reco se abrirá mostrando la curva de oscilación.
    3. Alternativamente ajustar la afinación y que coinciden con los condensadores (utilizando la afinación y su adecuación a las barras) en pequeños pasos hasta que la potencia RF reflejadase reduce al mínimo. El objetivo es ver una curva con un mínimo en el eje vertical colocado en cero en el eje horizontal.
    4. Cuando la calibración de la bobina se ha logrado con éxito, pulse el botón Detener en la ventana Acq / Reco.
  2. Adquirir imágenes de scouts en los tres planos ortogonales para crear imágenes axiales, coronales y sagitales. Utilice una secuencia de imágenes rápido como Intra Puerta Shot ángulo bajo Rápido (IG-FLASH) para adquirir las imágenes de scouts 12. Utilice las imágenes de scouts para establecer la geometría adecuada para la proyección de imagen real.
  3. En función de los objetivos específicos de investigación, seleccione secuencia de imagen adecuada y los parámetros e iniciar el análisis con un semáforo. Esto calibrar canal de RF, calzar el imán, ajuste la frecuencia portadora de resonancia para el agua y ajustar la ganancia del receptor, todo automáticamente.
    1. Para los estudios anatómicos y T2 imágenes ponderadas, adquirir en el modo 3D rebanada de múltiples 2D o. Para acortar el tiempo de experimento para una resolución espacial dado, mantener el campo-de-visión (FOV) lo más pequeña posible, pero lo suficientemente grande como para evitar artefactos envolventes (2,56 a 3,2 cm).
  4. Mantenga el ciclo de la secuencia seleccionada ligeramente más corto que el ciclo de la respiración animal mediante la selección apropiada de tiempo de repetición (TR) y / o el número de rebanadas. Esto asegura que los datos se recogen durante período de silencio animales.
    1. Por ejemplo, para las imágenes abdominales, mantenga la frecuencia respiratoria del animal en ~ 30 lpm; es decir alrededor de 2.000 mseg por respiración. Use un Turbo rápida adquisición de Mejora Relajación secuencia (RARE) y adquirir 11-19 cortes coronales, con TR / TE 1500/9 ms, el factor RARO 8 y (matriz de 256 x 256, FOV 2,56 x 2,56 cm, grosor de corte de 0,75 mm) .
      Nota: Al ajustar el TR a 1500 ms, y mantener la frecuencia respiratoria del animal ~ 30 lpm (2000 ms por la respiración), nos aseguramos de que los datos se recogen durante el período de calma animales.
  5. Después de todo adquisición de la imagen se ha completado, coloque el animal escaneadaen el cojín de calefacción y monitorear hasta ambulatoria. Después de la recuperación, devolver el animal a la jaula y monitoreado por lo menos durante 1 hora antes de volver a la instalación de animales.

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Representative Results

En este manuscrito, nuestro objetivo es mostrar la utilidad de UHF RM como una herramienta para la caracterización fenotípica en vivo o un control de drogas en modelos de roedores de PKD y otras enfermedades renales. Todos los experimentos fueron parte de los protocolos experimentales aprobados por la IACUC.

En fenotipo vivo de pequeños modelos de roedores para PKD usando UHF MRI:

Todos los estudios de imagen se realizaron en animales vivos bajo anestesia isoflurano, con un Bruker AVANCEIII-700 (16,4 t) vertical llevaba dos espectrómetro multinuclear canal, equipadas con mini y accesorios micro-imágenes para in vivo e in vitro espectroscopía de RMN y microscopia.

Abdomen:

El principal cambio estructural en PKD es el desarrollo y el crecimiento de quistes que son responsables de la mayoría de las complicaciones renales. La manifestación extra-renal más común en la PQRAD es la presencia de quistes hepáticos y cuna pueden encontrar hasta en el 90% de los adultos afectados 13. Uso de UHF MRI, es posible adquirir de alta definición, imágenes abdominales anatómicas de pequeños roedores PKD que permiten para la evaluación in vivo de las mediciones de volumen fenotipo y renales quísticas Figura 1A -. D muestra 2D T2 múltiples imágenes abdominales anatómicas ponderadas para diferentes modelos de roedores de PKD. Imágenes abdominales fueron adquiridos utilizando una bobina volumen RF 38 mm. Se utilizó un MRI soporte compatible para colocar animales verticalmente a lo largo del campo magnético. Un sensor de globo se utiliza para supervisar la respiración. Se realizó gating respiratorio. Luego, sagital y axial, coronal imágenes scouts fueron adquiridas con el fin de localizar a los riñones y prescribir su geometría. Un turbo rápida adquisición de Mejora Relajación (RARE) secuencia, 11-19 cortes coronales con TR / TE 1500/9 ms, el factor RARO 8, (matriz de 256 x 256, FOV 2,56 x 2,56 cm, grosor de corte 0,75 mm) se utilizó para recoger imágenes anatómicas.

Complicaciones cardiovasculares siguen siendo un problema importante en los pacientes con PQRAD, asociado con un aumento de la morbilidad y la mortalidad 14,15. RM experimental y clínica permite una evaluación precisa y reproducible de la estructura y función cardíaca 16-18. RM posee una alta resolución temporal y espacial, lo que permite la visualización y el análisis de la, de rápido latido del corazón de roedores de pequeño tamaño óptimo. Por esta razón, es factible utilizar UHF resonancia magnética para obtener imágenes cardíacas para calcular el volumen diastólico final (EDV), el volumen telesistólico (VTS), así como la masa miocárdica desde Cines eje corto secuenciales que cubren todo el corazón en varios modelos de roedores de PKD. La Figura 2 muestra las imágenes de resonancia magnética del miocardio ratón. Imágenes de cine cardíacos se adquieren utilizando Intra puerta-Fast ángulo bajo-Shot (ig-FLASH) Secuencia 19 (11 rebanadas eje corto, TR / TE 3,5 / 1,45 ms, la repetición 100, matriz de 256 x 256, FOV 2,56 x 2,56 cm, slel espesor del hielo 1 mm).

Cerebro:

Muchos ciliopatías han sido asociados con malformaciones cerebrales entre otros defectos. En los últimos años, MRI ha convertido en el estándar de oro para la formación de imágenes no invasiva del cerebro. A diferencia de los estudios histológicos, la RM ofrece detección de cambios anatómicos y sin artefactos de preparación que interfieren con el examen normal. Utilizamos UHF resonancia magnética para evaluar el fenotipo cerebro de múltiples modelos de ratones para la PKD, u otros genes modificadores relacionados con la enfermedad. La Figura 3 muestra imágenes anatómicas del cerebro de ratón. Las imágenes fueron adquiridas mediante una secuencia RARE turbo, 11-13 cortes axiales y coronales 25-29 rebanadas con TR / TE 1500/9 ms, factor RARO 8, (matriz de 256 x 256, FOV 2,56 x 2,56 cm, rebanada de espesor 0,75 mm) .

En la resonancia magnética in vivo de embriones de ratón en el interior del útero materno:

La posibilidad de reunir información en vivo sobre el número de embriones, viabildad, etapa de desarrollo, así como evaluar las diferencias fenotípicas de los embriones, es de importancia especialmente cuando se explora el efecto de inactivación de las vías de señalización específicos en combinación con mutaciones específicas PKD1 o PKD2. Mediante la realización de resonancia magnética in vivo de hembras embarazadas, es posible detectar la letalidad embrionaria y evaluar para detectar anomalías fenotípicas, y cuando está presente, determinar en qué etapa embrionaria se produjeron. La Figura 4 muestra un ejemplo de que la información embrionario detallada puede obtenerse a partir de hembras embarazadas utilizando in vivo UHF MRI. Imágenes abdominales se adquirieron como se describe anteriormente para los animales no embarazadas. El isoflurano puede ser utilizado con seguridad en roedores embarazadas y la anestesia se logra como en animales no embarazadas 20. Por el día embrionario 13 (E13), es posible identificar muchas características anatómicas tales como la yemas de las extremidades, el mesencéfalo, telencéfalo y el corazón. De E14-15 el metanefros se pueden señalar, aparecerá ing como una estructura ovoide (1-1,5 mm de longitud) con una medular y un componente cortical 21.

En progresión de la enfermedad vivo o un control de tratamiento de pequeños modelos de roedores para PKD usando UHF MRI:

Además de ofrecer un excelente detalle anatómico, UHF MRI permite mediciones TKV en modelos de roedores para PKD. Como en los pacientes, TKV se puede utilizar para controlar la progresión de la enfermedad o evaluar intervenciones farmacológicas antes de un cambio en la función renal puede ser percibido. Además, la posibilidad de formación de imágenes roedores neonatales proporciona un punto de entrada importante para los estudios de resonancia magnética en la que en el útero se realizan intervenciones. La Figura 5 muestra 2D T2 múltiples imágenes abdominales anatómicas ponderadas para un estudio en ratas PCK que utiliza TKV como punto final. Imágenes abdominales se adquirieron como se describe anteriormente.

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Figura 1:. Anatómico imágenes de resonancia magnética del abdomen coronales para diferentes modelos de roedores de PKD (A) 19 meses del ratón Pkd1 RC / RC que muestran la sustitución casi total de tejido renal por los quistes (flechas), que imitan los cambios típicos en la PQRAD, (B) de 4 meses PKD2 - / WS25 ratón mostrando quistes renales bilaterales (flechas) y el restante parénquima renal y quistes hepáticos (flecha cabezas), (C) de 4 meses PKHD1 LSL / lsl ratón mostrando fibrosis hepática y no hay quistes renales, y (D) 21 días de edad ratas PCK muestra múltiples quistes renales bilaterales (flechas) predominantemente en la región córtico-medular y médula externa, y leve dilatación de la vía biliar. Imágenes muestran un buen detalle anatómico para la caracterización fenotípica, con la resolución en el plano de 100 micras / píxel y grosor de corte de 750 micras. Notala diferencia entre los riñones poliquísticos (A, B y D) en comparación con los riñones que aparecen normales (C). Las barras de escala:. 10 mm Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figura 2
Figura 2: morfología y la función cardíaca. (A) Imagen anatómica del corazón de ratón de eje corto, secuencia ig-FLASH. (B) Esquema del borde endocárdico al final de la diástole (rojo) permite calcular el volumen diastólico final (EDV) para cada sector. El mismo procedimiento se puede realizar para el volumen telesistólico (VTS). Además, el volumen de infarto (rojo-azul) se puede calcular para cada rebanada de eje corto, imágenes de cine 22. (C Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figura 3
Figura 3:. De imagen anatómica del cerebro de ratón con UHF MRI (A) y (B) axial, (C) y (D) las imágenes coronales del cerebro en un modelo de ratón PQRAD, adquirida en secuencia turbo-RARE ponderado 2D T2. La resolución de la imagen en el plano de 100 micras / píxel y grosor de corte de 750 micras permite analizar anatomía cerebral. En (B) y (D) las flechas blancas señalan cys aracnoideosts que se encuentran en la zona del cuarto ventrículo. Las barras de escala:. 10 mm Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figura 4
Figura 4:.. En el útero de formación de imágenes de embriones de ratón E14 T2 ponderado imágenes turbo-RARE adquiridos en el plano coronal materna (A) y (B) plano axial materna A muestra 4 embriones diferentes 1-4 y B de embrión de 1 y 4, y un embrión adicional que no se ve en A. Inserciones superiores, imágenes ampliadas de embriones 1, la pantalla del embrión sagital plano A, colocado con la cabeza apuntando hacia arriba-derecha, de espaldas a la izquierda, y el plano coronal del embrión B. La resolución de la imagen en el plano de un 100 m / pixel permite la identificación de muchas características anatómicas tales como la yemas de las extremidades, el mesencéfalo, telencéfalo, el corazón y el hígado. Barras de escala de imagen:. 10 mm Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figura 5
Figura 5: anatómicas. Coronales imágenes de resonancia magnética del abdomen en un estudio en ratas PCK (A - C) representan el grupo control (tratados con solución salina). Las imágenes fueron adquiridas a partir del mismo animal en p3, p10 y p21. (D - F) representan el grupo de tratamiento (1-desamino-8-D-arginina vasopresina tratada). Las imágenes fueron adquiridas del mismo animal a la misma edad que el control. Las barras de escala: 10 mm.p_upload / 52757 / 52757fig5highres.jpg "target =" _ blank "> Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

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Discussion

Este manuscrito muestra la viabilidad del uso de UHF MRI como herramienta para la caracterización fenotípica in vivo o un control de drogas en modelos de roedores para la PKD.

Se describe experimentos realizados en 16,4 T con un amplio orificio Avance III alta resolución espectrómetro de RMN equipado con accesorios de micro y mini imagen. El espectrómetro fue impulsado por el software de adquisición y procesamiento TopSpin2.0PV controlado por Paravision 5.1 software de imágenes. Debido a que el tamaño de los roedores varía en estudios longitudinales, utilizamos los mini accesorios de imagen con bobina de RF 38 mm y mini titular de imágenes. Para el control de la temperatura de los animales se utilizó estándar alta resolución v ariable t emperatura u nit (VTU BVT 3000 digital) guiado por TopSpin 2.0. La corriente de aire alimentado desde la parte inferior de la sonda pasa por encima del calentador y luego por el termopar que se coloca inmediatamente por debajo del roedor anestesiado. El termoparcontrola el nivel de potencia del calentador continuamente cambiante que, para mantener la temperatura del aire en el ajuste deseado.

Una de las principales ventajas de utilizar UHF MRI para la caracterización fenotípica de modelos de roedores de PKD es la posibilidad para la adquisición de imágenes en vivo, permitiendo así que para los estudios longitudinales realizados en el mismo animal. Ventajas de los estudios longitudinales incluyen los costos de la cría y la variabilidad de los datos, así como el análisis de la progresión o regresión fenotipo disminuyeron en modelos con beneficio penetrance.Another incompleta de la RM frente a la histología convencional es que las imágenes de RM presentan una anatomía más realista sin el encogimiento y la distorsión inherente en cortes histológicos. Además, MRI permite una reconstrucción 3D de las imágenes.

Además de ofrecer un excelente detalle anatómico, la RM permite mediciones in vivo TKV. TKV se puede utilizar para controlar la progresión de la enfermedad con el tiempo, y entre asnos drogasintervenciones antes de que ocurra un cambio en la función renal. Por otra parte, la posibilidad de obtener imágenes roedores neonatales proporciona un punto de entrada importante para los estudios en los que se realizan en el útero intervenciones.

A pesar de sus grandes ventajas, las imágenes en vivo de modelos de roedores para la PKD es todavía un reto. Esto es especialmente cierto para los ratones y ratas neonatales debido a su pequeño tamaño y mayor respiratoria y la frecuencia cardíaca en comparación con los seres humanos. El uso de UHF MRI y los gradientes fuertes permite mayores relaciones de señal a ruido y las imágenes mejor resueltos espacialmente, todavía MRI es muy sensible al movimiento, y los artefactos de movimiento puede disminuir significativamente resolución de la imagen, la reducción de los beneficios de la técnica. Esto es particularmente importante para obtener imágenes abdominal que es de gran interés en PKD. Apnea exploraciones, como adquirió en los seres humanos, no son factibles sin la inserción de un tubo endotraqueal (ET). La posibilidad de controlar un animal anestesiado dede las vías respiratorias con un ET es ventajoso en el caso de un paro cardíaco o respiratorio; sin embargo, la intubación de un roedor requiere altos conocimientos técnicos y es difícil de dominar. Entrega de la anestesia por inhalación como por isoflurano cara máscara es fácil y es la opción de elección para la mayoría de los procedimientos de resonancia magnética 23. Sin embargo, la posibilidad de hipoxia / asfixia debe considerarse si el animal no está colocado correctamente, mientras que bajo anestesia, y no hay control de la vía aérea en el caso de una emergencia. Por lo tanto, un control cuidadoso de la tasa de respiración de los animales y las secuencias dirigidas respiratorias se vuelven muy importantes. Además, el logro de la anestesia y animal posicionamiento óptimo es esencial para la adquisición de imágenes de alta resolución en un escáner. En cuanto a todos los estudios de animales vivos, especialmente cuando se utiliza la enfermedad, los animales recién nacidos o de edad avanzada, es fundamental para controlar los parámetros vitales del animal y mantener un estado fisiológico estable durante el procedimiento, para garantizar la salud de los animales yel éxito a largo plazo.

A pesar de sus dificultades, se han logrado avances considerables con UHF MRI permitiendo información fenotípica detallada en pequeños modelos de roedores de PKD y convertirse en una herramienta poderosa para el fenotipo in vivo y monitoreo de drogas. En las imágenes útero de embriones en desarrollo permiten la caracterización inicial de la fenotipo asociado con una mutación genética y puede identificar casos de embriones no viables. In vivo MRI es crítico para lograr el máximo beneficio de modelos de roedores de PKD (o cualquier otro sistema modelo de roedor) y debe ser considerada en cualquier diseño experimental.

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Materials

Name Company Catalog Number Comments
AVANCEIII-700 (16.4 T) Bruker BH067206 Wide-bore two channel multinuclear spectrometer equipped with mini and micro-imaging accessories for in vivo small rodent imaging
TopSpin2.0PV Bruker H9088TA2 Spectrometer processing software
Paravision 5.1 Bruker T10314L5 Imaging sofware
VTU BVT 3000 digital Bruker W1101095 Temperature controller

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References

  1. Torres, V. E., Harris, P. C. Autosomal dominant polycystic kidney disease: the last 3 years. Kidney Int. 76, 149-168 (2009).
  2. Chapman, A. B., et al. Kidney volume and functional outcomes in autosomal dominant polycystic kidney disease. Clinical journal of the American Society of Nephrology : CJASN. 7, 479-486 (2012).
  3. Torres, V. E., Harris, P. C. Polycystic kidney disease: genes, proteins, animal models, disease mechanisms and therapeutic opportunities. J Intern Med. 261, 17-31 (2007).
  4. Hateboer, N., et al. Comparison of phenotypes of polycystic kidney disease types 1 and 2 European PKD1-PKD2 Study Group. Lancet. 353, 103-107 (1999).
  5. Rossetti, S., et al. Association of mutation position in polycystic kidney disease 1 (PKD1) gene and development of a vascular phenotype. Lancet. 361, 2196-2201 (2003).
  6. Chapman, A. B., et al. Renal structure in early autosomal-dominant polycystic kidney disease (ADPKD): The Consortium for Radiologic Imaging Studies of Polycystic Kidney Disease (CRISP) cohort. Kidney international. 64, 1035-1045 (2003).
  7. Grantham, J. J., et al. Volume progression in polycystic kidney disease. N Engl J Med. 354, 2122-2130 (2006).
  8. Schrier, R. W., et al. Blood Pressure in Early Autosomal Dominant Polycystic Kidney Disease. The New England journal of medicine. , (2014).
  9. Torres, V. E., et al. Angiotensin Blockade in Late Autosomal Dominant Polycystic Kidney Disease. The New England journal of medicine. , (2014).
  10. Wilson, P. D. Mouse models of polycystic kidney disease. Curr Top Dev Biol. 84, 311-350 (2008).
  11. Happe, H., Peters, D. J. Translational research in ADPKD: lessons from animal models. Nature reviews. Nephrology. , (2014).
  12. Frahm, J., Haase, A., Matthaei, D. Rapid NMR imaging of dynamic processes using the FLASH technique. Magnetic resonance in medicine : official journal of the Society of Magnetic Resonance in Medicine / Society of Magnetic Resonance in Medicine. 3, 321-327 (1986).
  13. Bae, K. T., et al. Magnetic resonance imaging evaluation of hepatic cysts in early autosomal-dominant polycystic kidney disease: the Consortium for Radiologic Imaging Studies of Polycystic Kidney Disease cohort. Clin J Am Soc Nephrol. 1, 64-69 (2006).
  14. Hossack, K. F., Leddy, C. L., Johnson, A. M., Schrier, R. W., Gabow, P. A. Echocardiographic findings in autosomal dominant polycystic kidney disease. N Engl J Med. 319, 907-912 (1988).
  15. Lumiaho, A., et al. Mitral valve prolapse and mitral regurgitation are common in patients with polycystic kidney disease type 1. American journal of kidney diseases : the official journal of the National Kidney Foundation. 38, 1208-1216 (2001).
  16. Vallee, J. P., Ivancevic, M. K., Nguyen, D., Morel, D. R., Jaconi, M. Current status of cardiac MRI in small animals. Magma. 17, 149-156 (2004).
  17. Epstein, F. H. MR in mouse models of cardiac disease. NMR Biomed. 20, 238-255 (2007).
  18. Bloomgarden, D. C., et al. Global cardiac function using fast breath-hold MRI: validation of new acquisition and analysis techniques. Magnetic resonance in medicine : official journal of the Society of Magnetic Resonance in Medicine / Society of Magnetic Resonance in Medicine. 37, 683-692 (1997).
  19. Larson, A. C., et al. Self-gated cardiac cine MRI. Magnetic resonance in medicine : official journal of the Society of Magnetic Resonance in Medicine / Society of Magnetic Resonance in Medicine. 51, 93-102 (2004).
  20. Smith, J. C., Corbin, T. J., McCabe, J. G., Bolon, B. Isoflurane with morphine is a suitable anaesthetic regimen for embryo transfer in the production of transgenic rats. Laboratory animals. 38, 38-43 (2004).
  21. Ahrens, E. T., Srinivas, M., Capuano, S., Simhan, H. N., Schatten, G. P. Magnetic resonance imaging of embryonic and fetal development in model systems. Methods Mol Med. 124, 87-101 (2006).
  22. Zhou, R., Pickup, S., Glickson, J. D., Scott, C. H., Ferrari, V. A. Assessment of global and regional myocardial function in the mouse using cine and tagged MRI. Magnetic resonance in medicine : official journal of the Society of Magnetic Resonance in Medicine / Society of Magnetic Resonance in Medicine. 49, 760-764 (2003).
  23. Stimpfel, T. M., Gershey, E. L. Selecting anesthetic agents for human safety and animal recovery surgery. FASEB journal : official publication of the Federation of American Societies for Experimental Biology. 5, 2099-2104 (1991).

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Irazabal, M. V., Mishra, P. K.,More

Irazabal, M. V., Mishra, P. K., Torres, V. E., Macura, S. I. Use of Ultra-high Field MRI in Small Rodent Models of Polycystic Kidney Disease for In Vivo Phenotyping and Drug Monitoring. J. Vis. Exp. (100), e52757, doi:10.3791/52757 (2015).

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