Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Medicine

L'uso di ultra-alto campo MRI in piccolo roditore modelli di malattia del rene policistico per Published: June 23, 2015 doi: 10.3791/52757

Introduction

La malattia del rene policistico (PKD) comprende un gruppo di malattie monogeniche caratterizzate dallo sviluppo di cisti renali. Tra loro ci sono autosomica dominante rene policistico (ADPKD) e autosomica recessiva rene policistico (ARPKD), che rappresentano i più comuni tipi 1,2. ADPKD, la forma più frequente di malattie ereditarie cistiche renali, si origina da mutazioni nei geni PKD1 o PKD2. Essa è caratterizzata da esordio tardivo, più cisti renali bilaterali, accompagnato da cisti extra-renale variabile, così come anomalie scheletriche cardiovascolari e muscolari. ARPKD, la maggior parte dei neonati che generalmente influenzano e bambini piccoli, è causata da mutazioni in PKHD1 ed è caratterizzata da reni ecogene dilatati e fibrosi epatica congenita 3.

È importante sottolineare che, ADPKD è caratterizzata da eterogeneità, sia al gene (genica) e la mutazione (allelica) livelli, che si traduce in notevoli pla variabilità henotypic. Mutazioni nel gene PKD1 sono associati con grave quadro clinico (numerose cisti, la diagnosi precoce, l'ipertensione, e ematuria), così come la progressione rapida stadio terminale della malattia renale (20 anni prima rispetto ai pazienti con mutazioni PKD2) 4. Malattia grave del fegato policistico (PLD) e anomalie vascolari possono essere associati a mutazioni in entrambi PKD1 e PKD2 5. La maggior parte delle complicanze renali di ADPKD ottengono prevalentemente in conseguenza dell'espansione cisti con infiammazione e fibrosi associata. Sviluppo Cisti inizia in utero e continua attraverso il ciclo di vita del paziente. I reni normalmente mantengono la loro forma reniforme, anche se potevano raggiungere più di 20 volte il volume renale normale. La maggior parte dei pazienti presente distribuzione bilaterale di cisti renali, ma in alcuni casi particolari, cisti possono sviluppare in un modello unilaterale o asimmetrica.

Un importante Challenge per nefrologi seguito i pazienti con ADPKD o terapie attuazione è la storia naturale della malattia. Durante la maggior parte del suo corso, la funzione renale rimane normale e quando la funzione renale inizia a diminuire, la maggior parte dei reni sono stati sostituiti da cisti. Quando le terapie sono implementati in fasi successive, è meno probabile che sia successo in quanto il paziente potrebbe aver già raggiunto un punto di non ritorno nella malattia renale cronica. Al contrario, quando le terapie vengono avviati nelle fasi iniziali, è difficile identificare una risposta basata esclusivamente sulla velocità di filtrazione glomerulare. Di conseguenza, il concetto di volume di rene come marker di progressione della malattia guadagnato l'attenzione.

Il Consorzio per Radiologic Imaging Studi di rene policistico Malattia (CRISP) studio ha dimostrato che nei pazienti affetti da ADPKD l'incremento dei volumi di rene e cisti correla direttamente con deterioramento della funzione renale, sottolineando il potenziale di Volume totale del rene (TKV) come comemarcatore urrogate per la progressione della malattia 6,7. Di conseguenza, TKV è attualmente utilizzato come endpoint primario o secondario in più studi clinici per ADPKD 2,8,9.

Più modelli murini comprese mutazioni spontanee e tecniche di ingegneria genetica hanno fatto luce sulla patogenesi di PKD 10,11. Modelli PKD1 o PKD2 (mutazioni in entrambe le PKD1 o PKD2) sono diventati più popolari, in quanto la malattia umana perfettamente imitare. Inoltre, i modelli di roditori con mutazioni in geni diversi geni PKD1 o PKD2 sono stati utilizzati come una piattaforma sperimentale di chiarire vie di segnalazione correlati alla malattia. Inoltre, molti di questi modelli sono stati utilizzati per testare potenziali terapie. Tuttavia, un fattore limitante in molti studi sui roditori per PKD è spesso la mancanza di metodi non invasivi efficienti per analizzare sequenzialmente i cambiamenti anatomici e funzionali nel rene.

R magneticaesonance (MRI) è la tecnica di imaging attuale gold standard per seguire i pazienti ADPKD, fornire un eccellente contrasto dei tessuti molli e il dettaglio anatomico, e consentendo misure TKV. Anche se la risonanza magnetica è ben definito per l'imaging anatomiche negli animali e nell'uomo più grandi, di imaging piccoli roditori in vivo comporta sfide tecniche supplementari, dove la capacità di acquisire immagini ad alta risoluzione può limitarne l'utilità. Con l'introduzione di ultra-alto campo (UHF) MRI (7-16,4 T) e lo sviluppo di forti pendenze, è ora possibile ottenere una maggiore segnale-rumore rapporti e risoluzione spaziale di immagini MRI con una qualità diagnostica simile a quella ottenute negli uomini. Di conseguenza, l'uso di UHF risonanza magnetica per imaging in vivo di piccoli modelli di roditori per PKD è diventato un potente strumento per i ricercatori.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Prima di avviare qualsiasi procedura con gli animali vivi, protocolli sperimentali dovranno essere approvati dalla cura degli animali e l'uso comitato istituzionale (IACUC).

1. Configurazione Scanner

  1. Prima di iniziare, assicurarsi che il riscaldatore si trova in posizione OFF.
  2. Selezionare il mini gradiente di imaging e 38 millimetri bobina RF e mini supporto imaging.
  3. Nel foro centrale del supporto installare il gruppo a temperatura variabile.

2. Preparazione degli animali

  1. Per gli esperimenti di risonanza magnetica, ottenere l'anestesia ottimali utilizzando isoflurano vaporizzato. Per l'induzione dell'anestesia, mettere animale in una camera di induzione foderato con un tessuto assorbente. Regolare il flussometro del vaporizzatore isoflurano a 2,0-2,5 L / min, e la isoflurano al 3% di ossigeno.
  2. Rimuovere qualsiasi etichetta di metallo o altro oggetto metallico in questa fase. Applicare una pomata veterinario sugli occhi dell'animale per prevenire la secchezza mentre sotto anestesia.
  3. Una volta che l'animaleha raggiunto il piano chirurgico di anestesia (cioè, perdita di recesso reflex a pizzico tep), posizionare l'animale su un supporto con il suo naso inserito in un cono di naso. Impostare il flusso d'aria anestesia nella sonda di 2,0-2,5 ml / min e la concentrazione isoflurano al 1,5-2,0% di ossigeno. Anestesia sarà consegnato attraverso il cono naso durante la procedura. Periodicamente regolare la concentrazione isoflurano a seconda dell'età e del peso dell'animale a mantenere un tasso di respirazione di ~ 40 bpm.
  4. Utilizzare i titolari animali per garantire l'animale al suo posto e impedire il movimento durante l'esperimento MRI. Variare il tipo di supporto animale a seconda della regione del corpo da sottoporre a scansione.
    Nota: i titolari di misura dalla plastica di laboratorio (polipropilene, teflon, polistirolo, policarbonato) possono essere fatte per ospitare specifico esperimento e per adattarsi alle dimensioni degli animali (da topo neonato per 160 g di ratto).
  5. Posizionare il termometro rettale nell'animale per controllare la temperatura del corpo dell'animale. Durante l'experiment, tenere l'animale a 35-37 ° C, in corrente di aria calda. Regolare la temperatura dell'aria (30-38 ° C) e il flusso (1,200-2,000 l / h) sulla base del feedback della temperatura corporea dell'animale.
  6. Collegare un sensore di pressione respiratoria palloncino per addome dell'animale per monitorare la frequenza respiratoria.
  7. Fissare l'animale al centro della bobina RF e posizionare accuratamente la bobina RF con l'animale in MRI scanner.

3. MRI Experiment

  1. Tune e abbinare bobina RF prima di iniziare gli esperimenti per minimizzare la potenza RF utilizzato e per massimizzare il rapporto segnale-rumore. Per avviare l'incontro / tuning:
    1. Aprire lo strumento di controllo spettrometro facendo clic sull'icona strumenti.
    2. Nello strumento di controllo spettrometro clic Acquisizione → Wobble. Una finestra Acq / Reco aprirà la visualizzazione della curva di oscillazione.
    3. In alternativa, regolare i condensatori di sintonia e corrispondenza (utilizzando la messa a punto e di corrispondenza bacchette) a piccoli passi fino a quando la potenza RF riflessaè ridotto al minimo. L'obiettivo è quello di vedere una curva con un minimo in corrispondenza dell'asse verticale posizionato a zero sull'asse orizzontale.
    4. Quando la calibrazione della batteria è stato raggiunto con successo, premere il pulsante Stop nella finestra Acq / Reco.
  2. Acquisire le immagini esploratore nei tre piani ortogonali per creare immagini assiali, coronali e sagittali. Usare una sequenza di immagini veloce come Intra Porta veloce basso angolo di tiro (IG-FLASH) per acquisire le immagini da ricognizione 12. Utilizzare le immagini da ricognizione per impostare la geometria corretta per imaging effettivo.
  3. A seconda degli obiettivi specifici di ricerca, selezionare la corretta sequenza di immagini e parametri e avviare la scansione con un semaforo. Questo calibrare canale RF, shim del magnete, impostato frequenza portante in risonanza per l'acqua e regolare il guadagno del ricevitore, il tutto automaticamente.
    1. Per gli studi anatomici e T2 pesate, acquisire in fetta più 2D o in modalità 3D. Per ridurre il tempo per un dato esperimento risoluzione spaziale, mantenere il campo-di-view (FOV) più piccola possibile, ma abbastanza grande per evitare artefatti avvolgenti (2,56-3,2 cm).
  4. Mantenere il ciclo della sequenza selezionata leggermente più corto del ciclo respirazione animale dalla scelta corretta del tempo di ripetizione (TR) e / o il numero di fette. Ciò assicura che i dati vengono raccolti durante il periodo di quiete degli animali.
    1. Ad esempio, per le immagini addominali, mantenere la frequenza respiratoria dell'animale a ~ 30 bpm; che è di circa 2.000 msec per respiro. Utilizzare un Turbo Rapid acquisizione con Enhancement Relax (RARE) Sequenza e acquisire 11-19 fette coronali, con TR / TE 1500/9 msec, fattore RARO 8 e (matrice 256 x 256, FOV 2,56 x 2,56 centimetri, spessore dello strato 0,75 millimetri) .
      Nota: Regolando il TR a 1.500 msec, e mantenendo la frequenza respiratoria dell'animale ~ 30 bpm (2.000 msec per respiro), ci assicuriamo che i dati vengono raccolti durante il periodo di quiete degli animali.
  5. Dopo tutto acquisizione dell'immagine è stata completata, posizionare l'animale digitalizzatasul rilievo riscaldata e monitorare fino ambulatoriale. Dopo il recupero, rispedire l'animale verso la gabbia e monitorati per almeno 1 ora prima di tornare alla struttura degli animali.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

In questo manoscritto, ci proponiamo di mostrare l'utilità di UHF MRI come strumento per la caratterizzazione fenotipica in vivo o il monitoraggio di farmaci in modelli di roditori per PKD e altre malattie renali. Tutti gli esperimenti erano parte di protocolli sperimentali approvati dal IACUC.

In vivo fenotipizzazione di piccoli modelli di roditori per PKD utilizzo UHF MRI:

Tutti gli studi di imaging sono stati eseguiti su animali vivi in anestesia isoflurano, con un Bruker AVANCEIII-700 (16.4 T) verticale foro due multinucleare canali spettrometro, dotate di frigo e accessori micro-imaging per in vivo e in vitro spettroscopia NMR e microscopia.

Addome:

Il principale cambiamento strutturale in PKD è lo sviluppo di cisti e di crescita che sono responsabili della maggior parte delle complicanze renali. La manifestazione extra-renale più comune in ADPKD è la presenza di cisti epatiche e cun essere trovato in fino al 90% degli adulti affetti 13. Utilizzando la risonanza magnetica UHF, è possibile acquisire in alta definizione, le immagini addominali anatomici di piccoli roditori PKD che permettono di valutare in vivo delle cistica fenotipo e renali misurazioni del volume Figura 1A -. D mostra più 2D T2 immagini addominali anatomiche ponderate per diversi modelli di roditori di PKD. Immagini addominali sono state acquisite utilizzando una bobina di volume RF 38 mm. Un MRI titolare compatibile stato usato per posizionare animali verticalmente lungo il campo magnetico. Un sensore pallone è stato utilizzato per monitorare la respirazione. È stata eseguita gating respiratorio. Poi, coronali, sagittali e assiali, immagini ricognizione sono state acquisite al fine di individuare i reni e prescrivere la sua geometria. Un turbo rapida acquisizione con Enhancement Relax (RARE) sequenza, 11-19 fette coronali con TR / TE 1500/9 msec, fattore RARO 8, (matrice 256 x 256, FOV 2,56 x 2,56 centimetri, spessore fetta 0,75 millimetri) è stato utilizzato per raccogliere immagini anatomiche.

Complicanze cardiovascolari rimangono un problema importante nei pazienti con ADPKD, associata ad un aumento della morbilità e della mortalità 14,15. MRI sperimentale e clinica consente una valutazione accurata e riproducibile della struttura e funzione cardiaca 16-18. MRI possiede alta risoluzione spaziale e temporale, consentendo la visualizzazione e l'analisi delle piccole dimensioni, veloce battito roditore cardiaca ottimale. Per questo motivo, è possibile utilizzare UHF risonanza magnetica per acquisire immagini cardiache per calcolare il volume telediastolico (EDV), volume telesistolico (ESV) e massa miocardica da Cines assi breve sequenza che coprono l'intera cuore in diversi modelli di roditori di PKD. figura 2 mostra le immagini di risonanza magnetica del miocardio mouse. Immagini cine cardiache sono acquisite utilizzando Intra gate-veloce a basso angolo di tiro (ig-FLASH) Sequenza 19 (11 fette asse corto, TR / TE 3,5 / 1,45 ms, ripetizione 100, matrice 256 x 256, FOV 2,56 x 2,56 centimetri, sllo spessore del ghiaccio 1 mm).

Cervello:

Molti ciliopatie sono stati associati con malformazioni cerebrali tra gli altri difetti. Negli ultimi anni, MRI è diventato il gold standard per l'imaging non invasivo del cervello. A differenza di studi istologici, risonanza magnetica offre la rilevazione di alterazioni anatomiche senza artefatti di preparazione che interferiscono con l'esame normale. Usiamo UHF risonanza magnetica per valutare il fenotipo cerebrale di più modelli di topi per PKD, o altri geni modificatori correlati alla malattia. La figura 3 mostra le immagini anatomiche del cervello di topo. Le immagini sono state acquisite utilizzando una sequenza RARA turbo, 11-13 sezioni assiali e coronali 25-29 fette con TR / TE 1500/9 msec, fattore RARO 8, (matrice 256 x 256, FOV 2,56 x 2,56 centimetri, fetta di spessore 0,75 millimetri) .

In MRI vivo di embrioni di topo all'interno dell'utero materno:

La possibilità di raccogliere informazioni in vivo su numero di embrioni, viabillità, stadio di sviluppo, oltre a valutare le differenze fenotipiche degli embrioni, è di importanza soprattutto quando esplorare l'effetto di inattivare vie di segnalazione specifici in combinazione con PKD1 o PKD2 mutazioni specifiche. Eseguendo in vivo MRI di femmine gravide, è possibile rilevare letalità embrionale e valutare per le anomalie fenotipiche e, quando presenti, determinare in quale fase embrionale si sono verificati. La Figura 4 mostra un esempio che informazioni dettagliate embrionali possono essere ottenute da donne in gravidanza che utilizzano in vivo UHF MRI. Immagini addominali sono state acquisite come descritto in precedenza per gli animali non gravide. Isoflurane può essere utilizzato con sicurezza nei roditori in gravidanza e l'anestesia è raggiunto come in animali non gravidi 20. Di giorno embrionale 13 (E13), è possibile identificare molte caratteristiche anatomiche come l'gemme degli arti, mesencefalo, telencefalo e il cuore. Da E14-15 le metanefro possono essere evidenziate, appaiono ing come struttura ovoidale (1-1,5 mm di lunghezza) con midollare e un componente corticale 21.

In progressione della malattia vivo o monitoraggio del trattamento di piccoli modelli di roditori per PKD utilizzo UHF MRI:

Oltre a fornire un eccellente dettaglio anatomico, UHF risonanza magnetica permette misurazioni TKV in modelli di roditori per PKD. Come nei pazienti, TKV può essere utilizzato per monitorare la progressione della malattia o valutare gli interventi di droga prima di un cambio di funzione renale può essere percepito. Inoltre, la possibilità di immaginare roditori neonatale fornisce un importante punto di ingresso per gli studi di risonanza magnetica in cui in utero vengono eseguiti gli interventi. La Figura 5 mostra multiple 2D T2 immagini addominali anatomiche ponderate per uno studio sui ratti PCK che ha usato TKV come end-point. Immagini addominali state acquisite come precedentemente descritto.

res.jpg "width =" 467 "/>
Figura 1:. Anatomica coronale immagini MRI addominali per diversi modelli di roditori di PKD (A) 19 mesi del mouse PKD1 RC / RC mostrando quasi completa sostituzione del tessuto renale da cisti (frecce), che mimano i cambiamenti tipici in ADPKD, (B) 4 mesi PKD2 - Mouse / ws25 mostrando cisti renali bilaterali (frecce) e restante parenchima renale e cisti epatiche (punte di freccia), (C) 4 mesi Pkhd1 LSL / mouse LSL mostrando fibrosi epatica e non cisti renali, e (D) 21 giorni PCK ratto mostrando più cisti renali bilaterali (frecce) prevalentemente presso la regione cortico e midollare esterna, e lieve dilatazione del dotto biliare. Le immagini mostrano buoni dettagli anatomici per la caratterizzazione fenotipica, con risoluzione in-piano di 100 micron / pixel e spessore dello strato di 750 micron. Notela differenza tra i reni policistico (A, B e D) rispetto ai reni appaiono normali (C). Bar Scala:. 10 millimetri Clicca qui per vedere una versione più grande di questa figura.

Figura 2
Figura 2: morfologia e funzione cardiaca. (A) immagine anatomica del cuore del mouse da asse corto, sequenza ig-FLASH. (B) Delineando di bordo endocardico a telediastole (rosso) permette di calcolare il volume telediastolico (EDV) per ogni sezione. La stessa procedura può essere fatto per il volume telesistolico (ESV). Inoltre, il volume del miocardio (rosso-blu) può essere calcolato per ogni fetta da asse corto, le immagini cine 22. (C Clicca qui per vedere una versione più grande di questa figura.

Figura 3
Figura 3:. Imaging anatomico di cervello di topo con UHF MRI (A) e (B) assiale, (C) e (D) immagini coronali del cervello in un modello di topo ADPKD, acquisite in sequenza turbo-RARE ponderata 2D T2. La risoluzione dell'immagine nel piano di 100 micron / pixel e uno spessore dello strato di 750 micron permette di analizzare anatomia del cervello. In (B) e (D) le frecce bianche indicano cis aracnoideats trovati nella zona del quarto ventricolo. Bar Scala:. 10 millimetri Clicca qui per vedere una versione più grande di questa figura.

Figura 4
Figura 4:.. In utero imaging E14 embrioni di topo T2 pesate turbo-RARE acquisite nel piano materno coronale (A) e (B) piano assiale materna A mostra 4 diverse embrioni 1-4 e B embrione 1 e 4, e un embrione supplementare non visto in A. Inserti superiori, le immagini ingrandite da embrione 1, esposizione di embrione piano sagittale A, posizionata con la testa rivolta verso l'alto a destra, le spalle a sinistra, e il piano coronale dell'embrione B. La risoluzione dell'immagine in piano di un 100 micron / pixel consente l'identificazione di molte caratteristiche anatomiche, come la gemme degli arti, mesencefalo, telencefalo, cuore e fegato. Bar Scala immagine:. 10 millimetri Clicca qui per vedere una versione più grande di questa figura.

Figura 5
Figura 5:. Anatomiche coronali immagini MRI addominali in uno studio PCK topo (A - C) rappresentano il gruppo di controllo (soluzione salina trattata). Le immagini sono state acquisite dallo stesso animale a p3, p10 e p21. (D - F) rappresentano il gruppo di trattamento (1-deamino-8-D-arginina vasopressina trattati). Le immagini sono state acquisite dallo stesso animale alla stessa età come il controllo. Bar Scala: 10 mm.p_upload / 52757 / 52757fig5highres.jpg "target =" _ blank "> Clicca qui per vedere una versione più grande di questa figura.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Questo manoscritto mostra la possibilità di utilizzare la risonanza magnetica UHF come strumento per la caratterizzazione fenotipica in vivo o il monitoraggio di farmaci in modelli di roditori per PKD.

Descriviamo esperimenti fatti a 16,4 T con una vasta foro Avance III alta risoluzione spettrometro NMR dotata di accessori di imaging micro e mini. Lo spettrometro è stato guidato dal software di acquisizione ed elaborazione TopSpin2.0PV controllato da Paravision 5.1 software di imaging. Poiché le dimensioni roditore varia in studi longitudinali, abbiamo usato i mini accessori di imaging con 38 millimetri bobina RF e mini supporto imaging. Per il controllo della temperatura degli animali che abbiamo usato a risoluzione standard ad alta v ariabile t emperatura u nit (VTU BVT 3000 digitale) guidata da TopSpin 2.0. Il flusso d'aria alimentato dal fondo della sonda passa sopra il riscaldatore e poi dalla termocoppia che è posizionato immediatamente sotto il roditore anestetizzato. La termocoppiacontrolla il livello di potenza del riscaldatore continuo mutamento esso, per mantenere la temperatura dell'aria impostazione desiderata.

Uno dei principali vantaggi di utilizzare UHF MRI per la caratterizzazione fenotipica di modelli roditori PKD è la possibilità per l'acquisizione di immagini in vivo, consentendo così studi longitudinali effettuati nello stesso animale. Vantaggi di studi longitudinali comprendono i costi di allevamento e della variabilità dei dati, così come l'analisi di progressione fenotipo o la regressione diminuiti nei modelli con incompleta beneficio penetrance.Another della RM vs istologia convenzionale è che le immagini RM presentano un'anatomia più realistico, senza il ritiro e la distorsione intrinseca in sezioni istologiche. Inoltre, la RM consente la ricostruzione 3D delle immagini.

Oltre a fornire un eccellente dettaglio anatomico, la RM consente misurazioni in vivo TKV. TKV può essere utilizzato per monitorare la progressione della malattia nel tempo, e tra asini drogaconvenzioni prima di un cambiamento nella funzione renale si verifica. Inoltre, la possibilità di immaginare roditori neonatale fornisce un importante punto di ingresso per gli studi in cui vengono effettuate in utero interventi.

Nonostante i suoi grandi vantaggi, imaging in vivo di modelli di roditori per PKD è ancora impegnativo. Ciò è particolarmente vero per i topi e ratti neonati a causa delle loro piccole dimensioni e superiori respiratoria e frequenze cardiache rispetto agli esseri umani. L'uso di UHF RM e pendenze più forti consente elevati rapporti segnale-rumore e le immagini meglio risolte spazialmente, ma la risonanza magnetica è molto sensibile al movimento, e artefatti da movimento può ridurre in modo significativo la risoluzione delle immagini, riducendo i vantaggi della tecnica. Ciò è particolarmente importante per l'imaging addominale che è di grande interesse in PKD. Breath scansioni della stretta, come ha acquisito negli esseri umani, non sono realizzabili senza l'inserimento di un tubo endotracheale (ET). La possibilità di controllare un animale anestetizzato diairway con ET è vantaggioso in caso di arresto cardiaco o respiratorio; tuttavia, l'intubazione di un roditore richiede elevate competenze tecniche ed è difficile da padroneggiare. Consegna di anestesia inalanti, come isoflurano da maschera facciale è facile ed è l'opzione di scelta per la maggior parte delle procedure MRI 23. Tuttavia, la possibilità di ipossia / asfissia deve considerare se l'animale non è correttamente posizionato mentre sotto anestesia, e non vi è alcun controllo delle vie aeree in caso di emergenza. Quindi, un attento monitoraggio della frequenza respiratoria dell'animale e sequenze mirate respiratorie diventano molto importanti. Inoltre, ottenendo un posizionamento ottimale anestesia e animale è essenziale per l'acquisizione di immagini ad alta risoluzione su uno scanner. Come per tutti gli studi sugli animali vivi, soprattutto quando si utilizza la malattia, gli animali neonati o anziani, è fondamentale per monitorare i parametri vitali degli animali e mantenere uno stato fisiologico stabile nel corso del procedimento, per garantire la salute degli animali eil successo a lungo termine.

Nonostante le sfide, sono stati compiuti notevoli progressi UHF MRI consentendo informazioni fenotipiche dettagliate in piccoli modelli di roditori di PKD e diventare un potente strumento per fenotipizzazione in vivo e monitoraggio dei farmaci. Nelle immagini in utero di embrioni in via di sviluppo consentono di caratterizzazione precoce del fenotipo associata con una mutazione genetica e in grado di identificare i casi di embrioni non vitali. in vivo RM è fondamentale per ottenere il massimo beneficio dai modelli di roditori di PKD (o qualsiasi altro sistema modello di roditore) e deve essere considerato in alcun disegno sperimentale.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

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

DOWNLOAD MATERIALS LIST

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).

Tags

Medicina emissione 100 risonanza magnetica (MRI) ultra-alto campo (UHF) MRI roditore fenotipo rene cisti malattia del rene policistico (PKD) autosomica dominante malattia del rene policistico (ADPKD) autosomica recessiva rene policistico malattia (ARPKD) progressione gli interventi Total Volume Rene (TKV).
L&#39;uso di ultra-alto campo MRI in piccolo roditore modelli di malattia del rene policistico per<em&gt; In Vivo</em&gt; Fenotipizzazione and Drug Monitoring
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

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).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter