في فيفو تتبع من تطوير وذمة والأمراض الوعائية الوعائية في نموذج من الملاريا الدماغية التجريبية باستخدام التصوير بالرنين المغناطيسي

Medicine

Your institution must subscribe to JoVE's Medicine section to access this content.

Fill out the form below to receive a free trial or learn more about access:

 

Cite this Article

Copy Citation | Download Citations

Hoffmann, A., Helluy, X., Fischer, M., Mueller, A. K., Heiland, S., Pham, M., Bendszus, M., Pfeil, J. In Vivo Tracking of Edema Development and Microvascular Pathology in a Model of Experimental Cerebral Malaria Using Magnetic Resonance Imaging. J. Vis. Exp. (124), e55334, doi:10.3791/55334 (2017).

Please note that all translations are automatically generated.

Click here for the english version. For other languages click here.

Abstract

Introduction

والملاريا مشكلة صحية عالمية كبيرة. 1 تتميز الملاريا الشديدة جزئيا بالاشتراك الدماغي وغالبا ما تكون عاملا نذيريا ضعيفا. وتشترك الشلل الدماغي في الأطفال الذين تقل أعمارهم عن خمس سنوات في المناطق التي تنتقل فيها الإصابة بالملاريا، وتمثل السبب الرئيسي للوفاة المرتبطة بالملاريا في تلك الفئة العمرية. 1 في حين أن العلاج العدواني يمكن أن يكون المنقذة للحياة، والكشف عن الملاريا الدماغية، وخاصة في المراحل المبكرة، يمكن أن يكون صعبا. وتشمل العمليات المرضية التي تنطوي على الملاريا الدماغية اضطراب الأوعية الدموية الدقيقة وذمة دماغية، والتي يمكن أن تؤدي إلى تورم شديد في المخ. في هذه المقالة، نقدم التصوير بالرنين المغناطيسي (مري) البروتوكول الذي يسمح كله الدماغ في الجسم الحي التصوير من الملاريا المخية التجريبية (إسم). وقد تم استخدام أساليب التصوير ذات الدقة العالية في الدماغ بأكمله على نطاق واسع في هذا المرض، على الرغم من أن القليل من المعروف عن كيفية بدء إسم في وسطالجهاز العصبي أو ما آليات محددة تؤدي إلى المرض. في التصوير بالرنين المغناطيسي الجسم الحي ، التي تغطي الدماغ كله، يمثل أداة بحثية هامة للحصول على فهم أفضل لعلم الأمراض إسم. التصوير بالرنين المغناطيسي قادر على تقييم تورم الدماغ الدماغية العالمية، والتي تم الاعتراف بها مؤخرا لتكون مؤشرا هاما للوفاة ليس فقط في إسم، ولكن أيضا في الملاريا الدماغية البشرية. 2 ، 3 يحدث تورم شديد في الدماغ في المرض القاتل ويمثل واحدة من العديد من الميزات المرضية بين نماذج إسم والأمراض البشرية، وهو المرض الذي يتميز كل من التغيرات الالتهابية والأوعية الدموية الدقيقة. 4

يمكن أن يسببها إسم في الفئران سبا أو C57BL من خلال العدوى مع الفطرية بلاسموديوم بيرغي أنكا. 5 بداية من إسم يحدث عادة بين أيام 6 و 10 بعد العدوى ويؤدي إلى المناسب، وترنح، وضيق في الجهاز التنفسي، والغيبوبة، مما يؤدي إلى الرابمعرف الموت. 4 السريع غيبوبة الفئران والسلوك مقياس (رمكبس) هو نتيجة مفيدة لتقييم الأعراض السريرية لل إسم. وهو يتألف من 10 المعلمات، وسجل كل من 0 إلى 2، مع أقصى درجة ممكنة من 20. 6 في الآونة الأخيرة، أظهرنا اتفاق جيد بين شدة درجات رمكبس في الفئران إسم والتغيرات المرضية التي أظهرها التصوير بالرنين المغناطيسي. 7 في هذا البروتوكول، ونحن تصف إسم تحريض في الفئران وفي الجسم الحي التصوير بالرنين المغناطيسي من الفئران مع إسم.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

أجريت جميع التجارب على الحيوانات المذكورة في هذه المقالة وفقا لاتحاد جمعيات علوم الحيوان المختبرية (فيلاسا) الفئة B وجمعية العلوم الحيوانية المختبرية (غف-سولاس) المبادئ التوجيهية القياسية والتي تمت الموافقة عليها من قبل السلطات الألمانية المحلية في كارلسروه (ريجيرونسبراسيديوم كارلسروه ، ألمانيا). يرجى ملاحظة أن مستوى بيوسافيتي 2 ينطبق على البعوض و بلاسموديوم بيرغي أنكا سبوروزويت العمل.

1. العدوى

  1. تصيب البعوض أنوفيلس ستيفنسي مع بلاسموديوم بيرغي أنكا عن طريق إطعامهم لمدة 15 دقيقة على الماوس غاميتوسيتيميك. الحفاظ على البعوض المصابة في 80٪ الرطوبة و 21 درجة مئوية.
  2. جمع البعوض الإناث من القفص 17 إلى 22 يوما بعد وجبة الدم. وضعها على الجليد لتخدير لهم.
  3. باستخدام ملقط، وضع ثلاثة إلى أربعة البعوض على شريحة زجاجية مغطاة قطرة من المتوسطة رمي الباردة. وضع الشريحة تحت المجهر.
  4. <لي> باستخدام ملقط، تمتد بعناية البعوض بين الرأس والجسم. عزل الغدة اللعابية باستخدام حقنة وإبرة. كرر هذا الإجراء مع البعوض المتبقية.
  5. جمع الغدد اللعابية من الشريحة الزجاجية عن طريق مص لهم حتى مع ماصة الزجاج وجمعها في أنبوب الطرد المركزي 1.5 مل.
    ملاحظة: اعتمادا على معدلات العدوى، وعادة ما يمكن الحصول على 8،000 إلى 15،000 البثور المعدية في الغدة اللعابية.
  6. لمدة 3 دقائق تقريبا، تحطيم الغدد اللعابية المعزولة داخل أنبوب الطرد المركزي مع عصا صغيرة من البلاستيك لعزل البثور من أنسجة الغدة اللعابية.
  7. أجهزة الطرد المركزي لمدة 3 دقائق في 1000 x ج و 4 درجة مئوية لتنقية سبوروزويتس من الأنسجة المتبقية.
  8. ماصة طاف، الذي يحتوي على سبوروزويتس (سفز)، إلى أنبوب الطرد المركزي الجديد وعد سبوروزويتس المنقى في عدادة الكريات نيوباور.
  9. ضبط تركيز سبوروزويتس المنقى إلى 10،000 / مل بإضافة فأوزفات مخزنة المالحة.
  10. حقن ما مجموعه 1000 سبوروزويتس (0.1 مل) في الأوردة الذيل من C57BL الفئران / 6 الفئران لبدء العدوى. لتسهيل الحقن، ووضع C57BL / 6 الفئران في ضبط النفس ووضع ذيول في الدافئة (حوالي 37 درجة مئوية) المياه للمساعدة في التصور من الأوردة الذيل.
    ملاحظة: الحقن في حد ذاته هو إجراء قصير التي يمكن أن يؤديها في غضون ثوان قليلة.
  11. مرة واحدة يوميا، والتحقق من الطفيليات مرحلة الدم على مسحات الدم من يوم 3 فصاعدا بعد الإصابة سفز.
    ملاحظة: رصد تطفل الدم سبق تصور في مقالة جوف من قبل مولر وآخرون. 8
  12. تقييم الفئران مرة واحدة يوميا مع غيبوبة الفئران السريع وسلوك مقياس (رمكبس) النتيجة، بدءا من اليوم 5 بعد حقن سبوروزويت.
    ملاحظة: تم نشر وصف مفصل لهذا الإجراء، بما في ذلك عرض فيديو، من قبل كارول وآخرون. 6
  13. تقييموالفئران مع التصوير بالرنين المغناطيسي وفقا لنتيجة رمكبس والمسألة البحثية التي يتعين معالجتها. 6

2. إعداد التصوير بالرنين المغناطيسي

  1. أداء التصوير بالرنين المغناطيسي على 9.4T الماسح الضوئي الحيوانات الصغيرة باستخدام مرنان حجم لنقل الترددات الراديوية و 4 قناة على مراحل مجموعة لفائف استقبال السطح. بدوره على حمام المياه التي تسيطر عليها درجة الحرارة إلى 42 درجة مئوية من أجل الحفاظ على درجة حرارة الجسم من الماوس.
  2. تخدير التخدير في غرفة باستخدام 2٪ إيسوفلوران والهواء المضغوط حتى الماوس لم يعد يتفاعل مع قرصة أخمص قدميه. الحفاظ على التخدير في 1-1.5٪.
  3. وضع قسطرة الوريد الذيل في الوريد ذيل الماوس. ضع الماوس على التصوير بالرنين المغنطيسي عن طريق وضعه عرضة ومع عودة مثقوبة على سرير الحيوان مجهزة هيدلوك وشريط الأسنان لتقليل حركة الرأس. الحرص على عدم تصويب العمود الفقري العنقي من الماوس.
  4. ربط نظام حقن وكيل النقيض إلى القسطرة الوريد الذيل. استخدام نظام حقن مخصص مملوءة حقنة غ-دتبا (0.3 مليمول / كلغ) أو استخدام أنابيب بي متصلة حقنة غ-دتبا (0.3 مليمول / كلغ) حقنة.
  5. تطبيق مرهم العين ديكسبانتينول لكلا العينين. وضع ملف رئيس استقبال 4-قناة على مراحل صفيف رئيس على رأس الماوس. وضع وسادة التنفس على الجزء الخلفي من الفأرة وتوصيله إلى جهاز مراقبة التنفس.

3. بروتوكول التصوير

ملاحظة: اختر متواليات التصوير من البروتوكول المدرجة أدناه وفقا لأسئلة البحث التي سيتم تناولها. جميع المعلمات المدرجة صالحة للبرمجيات التصوير بالرنين المغناطيسي ولكن قد تحتاج إلى تعديل إذا تم استخدام برامج أخرى.

  1. تبدأ من خلال إجراء المسح المترجمة للتأكد من أن الدماغ الماوس هو في إيزوسنتر من المغناطيس.
  2. لتقييم نوعي وذمة فاسوجينيك، واستخدام 3D T2 المرجحة التصوير عن طريق اختيار تسلسل نادر متعددة شريحة.
    1. أدخل الصفحة التالية(2)، زمن صدى = 22 مللي ثانية، قرار متناح = 0.1 مم، مجال الرؤية = 20 × 10 × 12 مم 3 ؛ ماتريكس = 200 x 100 x 120، فليب أنغل = 90-180 °؛ (تدور صدى)، ونادرا عامل = 8. بدء تسلسل وانتظر 10 دقيقة 48 ثانية للحصول على الصور الخام.
  3. لتقييم كميا وذمة فاسوجينيك أداء T2 ريلاكسوميتري عن طريق اختيار شريحة متعددة، متعددة تسلسل صدى تدور.
    1. استخدم المعلمات التالية: زمن التكرار = 3.100 مللي ثانية، زمن صدى = 8-136 مللي ثانية في الزيادات من 8 مس، عدد الشرائح = 17، سمك شريحة = 0.7 مم، في دقة الطائرة = 0.116 مم × 0.116 مم، مجال الرؤية 20 x 20 مم 2 ، ماتريكس = 172 x 172، زاوية الوجه = 90-180 درجة؛ (تدور الصدى). بدء تسلسل وانتظر 8 دقيقة 53 ثانية لاكتساب الصور الخام.
  4. لتقييم كميا وذمة المنشأ على حد سواء وذمة سامة للخلايا، وتنفيذ التصوير المرجح الانتشار / نشر واضح كوففيسينت (أدك) عن طريق تحديد تسلسل انتشار إبي تدور صدى.
    1. استخدم المعلمات التالية: زمن التكرار = 3.400 مللي ثانية، زمن صدى = 20 مللي ثانية، سمك شريحة = 0.7 مم، عدد الشرائح = 17، عدد الاتجاهات المحسسة للانتشار = 30، b القيمة = 1.500 s / مم 2 ، δ = 3 مس ، Δ = 9 مللي ثانية، عامل تسريع فورييه الجزئي = 1.51، مجال الرؤية = 12 × 15 مم 2 ، مصفوفة = 96 × 128، دقة في الطائرة = 0.125 مم × 0.117 مم، زاوية الوجه = 90-180 درجة، و عدد شرائح التشبع (السهمي) = 1. بدء تسلسل وانتظر 7 دقيقة 56 ثانية حتى يتم الحصول على الصور الخام.
  5. لتقييم ميكرويمهاجيس، استخدم 3D T2 * الوزن التصوير. حدد تسلسل فلاش تعويض تدفق.
    1. أدخل المعلمات التالية في برنامج التصوير بالرنين المغناطيسي: زمن التكرار = 2.000 مللي ثانية، وقت صدى = مس 22، قرار متناح 0.08 مم، مجال الرؤية = 32 × 15 × 8 مم 3 ، حجم المصفوفة = 400 × 188 × 100، و fزاوية الشفاه = 12 درجة. بدء تسلسل وانتظر 15 دقيقة 40 ثانية للحصول على الصور الخام.
  6. لتقييم المباح الشرايين، واستخدام الوقت من تصوير الأوعية الطيران عن طريق اختيار تسلسل فلاش 3D.
    1. استخدم المعلمات التالية في برنامج التصوير بالرنين المغناطيسي: زمن التكرار = مس 16، زمن صدى = 3،5 مس، سماكة شريحة = 0،07 مم، دقة في المستوي = 0،104 x 0،104 مم، مجال الرؤية = 20 x 20 x 10 مم 3 ، مصفوفة = 192 × 192 × 142، وزاوية الوجه = 15 درجة. بدء تسلسل وانتظر 7 دقيقة 16 ثانية حتى يتم الحصول على الصور.
  7. لتقييم الدم في الدماغ الحاجز تعطيل، استخدم 3D T1 المرجحة التصوير قبل وبعد حقن وكيل النقيض من 0.3 مليمول / كغ. حدد تسلسل فلاش مدلل الترددات الراديوية مع إثارة الترددات الراديوية العالمية.
    1. استخدم معلمات التسلسل التالية في برنامج التصوير بالرنين المغناطيسي: زمن التكرار = 5 مللي ثانية، زمن صدى = 1،9 مس، قياس متناح = 0،156 مم، مجال الرؤية 20 x 18،7× 18.7 مم 3 ، مصفوفة 128 × 120 × 120 و زاوية الوجه = 8.5 °؛. بدء تسلسل وانتظر 1 دقيقة 14S حتى يتم الحصول على الصور.

4. معالجة الصور وتحليلها

  1. لتحليل الدم في الدماغ الحاجز التعطيل وطرح 3D غير المحسنة T1 المرجحة الصور من الصور المحسنة T1 المرجحة مع أداة حسابية أو صورة أداة حاسبة في إيماجيج. تقييم الصور الطرح لزيادة إشارة، والذي يتوافق مع عرقلة الدم في الدماغ الحاجز. 9
  2. لتحليل حجم الدماغ، واستخدام الأصلي T1 3D أو 3D T2 المرجحة مجموعات البيانات. ترسيم الدماغ من لمبة الشم إلى المخيخ باستخدام محرر تجزئة. 10
  3. الوذمة فاسوجينيك
    1. معالجة البيانات T2 ريلاكسوميتري مع برنامج التصوير بالرنين المغناطيسي أو استخدام غير المربوطة أقل مربعات تناسب الإجراء. 11 عملية مرجحة نشر البيانات للحصول على خرائط أدك باستخدام التصوير بالرنين المغناطيسي أريكةتوار أو فدت الأدوات (انظر المواد الجدول ).
    2. مناطق مكان الفائدة يدويا في مختلف المناطق التشريحية.
      ملاحظة: موضع التلقائي من المناطق ذات الاهتمام قد تسجل بشكل غير صحيح بسبب تورم كبير في الدماغ. يتم الحصول على T2 مرات وقيم أدك من المناطق التشريحية المختارة في هذا الشكل.
  4. لتحليل حجم ميكرويموريهاج، تحديد ميكرويمورهاجيس، والتي تظهر كما بويضة، بؤر مظلمة على T2 * مجموعات البيانات ذات الوزن، وذلك باستخدام محرر تجزئة.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

في C57BL / 6 الفئران، يمكن ملاحظة الأعراض السريرية الأولى من إسم بين أيام 6 و 10 بعد الإصابة ب P. بيرغي أنكا سبوروزويتس. إسم يتطور في 60-80٪ من الفئران المصابة وسرعان ما يتقدم إلى الغيبوبة والموت في غضون 24 إلى 48 ساعة. في المقابل، الفئران التي لا تتطور إسم يموت بعد الأسبوع الثاني بعد العدوى من فقر الدم الشديد بسبب فرط باراسيت الدم. 12

في التصوير بالرنين المغناطيسي، وأقرب علامات إسم تكون مرئية في لمبة الشم، الذي ينتمي إلى نظام الشم من الفأر ويقع في الجزء منقاري من الدماغ. 7 ، 13 زيادة في اختلال حاجز الدم في الدماغ (ينظر إليه على النقيض من الصور T1 المرجحة) وزيادة السوائل (زيادة إشارة T2 على الصور T2 المرجحة، T2 ريلاكسوميتري، والتصوير المرجح الوزن نشر) تشير وذمة فاسوجينيك في وقت مبكرفي لمبة الشم الذي هو موجود بالفعل في مرض خفيف (رمكبس يسجل 20-16) ويبدأ في الانتشار مع شدة المرض يزيد. تساعد الصور إشارة T1 النسبية للكشف عن خفية الدم في الدماغ حاجز تعطيل ( الشكل 1 ). الدم في الدماغ الحاجز تعطل والتقدم وذمة وعائية المنشأ بطريقة محددة. هذه التغيرات المرضية انتشرت على طول مجرى المهاجرة الهجرة، وهو طريق هجرة للخلايا العصبية، نحو الدماغ، والتي يتم التوصل إليها في مرض شديد جدا (رمكبس قرحة 9-0). على خرائط T2، شدة وذمة المنشأ المنشأ يمكن أن يكون كميا من خلال رسم المناطق ذات الاهتمام في مناطق تشريحية محددة، كما هو مبين في الشكل 2 . لكل منطقة، يمكن الحصول على وقت الاسترخاء T2 الذي يزيد مع زيادة وذمة. جنبا إلى جنب مع وذمة وعائية ودم في الدماغ الحاجز تعطيل، وتورم الدماغ يبدأ مع زيادة شدة إسم. حجم الدماغ دلالة من وذمة يبدأ في زيادة كبيرة في الفئران المرضى باعتدال كما كومتقوس لخط الأساس وزيادة أخرى في الفئران المرضى بشدة ( الشكل 3 ).

علم الأمراض الدقيقة الأوعية الدموية، كما يتضح من ميكروهيمراجيس وزيادة زيادة قابلية السفينة المقابل (المقابلة لتدفق بطيء)، ويحدث بعد أول علامات الدم في الدماغ الحاجز تعطل وذمة وعائية المنشأ ويمكن تصور مع T2 * الوزن التصوير. يحدث نزيف في الغالب في لمبة الشم ( الشكل 4 ). يزداد عدد من [ميكرويمرجس] مع مرض تقدمية. مع التقدمية مرض نزيف ميكرومهاجيس هي أيضا واضحة في القشرة، العقد القاعدية، المخيخ، المادة البيضاء و الدماغ.

وينظر انخفاض المباح الشرايين عن طريق تصوير الأوعية وقت الرحلة كعلامة على ضعف الاوعية الدموية الدقيقة بالتوازي مع التغيرات الأوعية الدموية الدقيقة. الاحتشاء الدماغي ليس نتيجة رئيسية في إسم. في مرض شديد جدا، ومع ذلك، مجالات التركيزويمكن تحديد انخفاض أدك، مشيرا إلى احتشاءات الدماغ.

شكل 1
الشكل 1: الدم في الدماغ الحاجز تعطيل. ( A ) ممثل الاكليلية 3D T1 المرجحة الصورة. زيادة في إشارة T1 مرئية في المنطقة الوسطى من لمبة الشم. ( B ) على المقابلة T1 صورة إشارة النسبية (T1 قبل التباين صورة تطرح من T1 بعد التباين الصورة)، تباين وكيل التسرب هو أسهل لتعيين. التباين وكيل التسرب مرئية في المناطق القشرية الأمامية (الأسهم البيضاء). الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 2
الشكل 2: T2 الاسترخاءometry. يتم عرض عينة خرائط T2 على ارتفاعات مختلفة من الفئران مريضة بشدة مع النتيجة رمكبس من 5 ( A ) ومن المسح الأساسي ( B ) في مقياس اللون، في نطاق الرمادي، وعلى نطاق الرمادي مع روي كما تراكب الملونة. الأزرق الداكن = رمز، الأخضر = القشرة، الفيروز = كبسولة الخارجية، أصفر = العقد القاعدية، الضوء الأزرق = دمس، البرتقال = المهاد، والأحمر = برينستم الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 3
الشكل 3: قياسات حجم الدماغ. حجم الدماغ يزيد بشكل ملحوظ في الفئران المرضى معتدلة (رمكبس 15-10). وترد القيم التمثيلية من 10 الفئران. وتعرض البيانات باعتبارها متوسط ​​الانحراف المعياري. تم استخدام اختبار t-ستودنت للطالب لتحليل الاختلافات في حمالة الصدرفي تورم بين المجموعات. في الفئران المعتدلة / شديدة المرض، وكان حجم الدماغ زيادة كبيرة بالمقارنة مع خط الأساس (p = 0.021 / 0.001). الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 4
الشكل 4: نزيف. يتم عرض الصور T2 * الممثل للوزن قبل ظهور العدوى مرحلة الدم ( A ) وعلى يوم 8 بعد العدوى مع النتيجة رمكبس من 14 ( B و C ). في الصورة الأولى، لا توجد ميكرويمورجس واضحة ( A )، في حين أن في الصور الثانية والثالثة، العديد من ميكرويمورهاجيس مرئية، مع غلبة في لمبة الشم (B: صورة الاكليلية الطائرة؛ C: 3D الإسقاط مع ميكروهيمراجيس مجزأة).

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

في هذه المقالة، ونحن تصف بروتوكول الدماغ كله التصوير بالرنين المغناطيسي لتحديد التغييرات في الملاريا الدماغية التجريبية. ونحن نعتقد أن التصوير بالرنين المغنطيسي قد تم استغلاله بشكل كاف في أبحاث الملاريا حتى الآن، ونأمل أن بروتوكولاتنا سوف تساعد المحققين الآخرين. نود أن نصف بعض النقاط الإضافية التي قد تكون مفيدة.

إذا تم تصوير الفئران المرضى بشدة، وتحديد المواقع أمر بالغ الأهمية. بسبب زيادة الضغط داخل الجمجمة، الفئران هي عرضة للموت، وبالتالي، لا ينبغي أن تمتد العمود الفقري العنقي. وينبغي أيضا أن تبقى التخدير إلى أدنى حد ممكن. إذا تم تصوير الفئران مع مرض خفيف، وأفضل نقطة زمنية للتصوير بالرنين المغناطيسي هو 12-24 ساعة قبل بداية المتوقعة من الأعراض السريرية الأولى. الوذمة الوعائية معتدل في لمبة الشم هو مرئية في الفئران التي لا تظهر أي علامات سريرية من إسم (رمكبس النتيجة من 20).

طول بروتوكول التصوير بالرنين المغناطيسي نفسه يمكن تكييفها وفقا لسؤال البحث المحدد. الحد الأدنى بروتووينبغي أن تشمل كول تسلسل T2 المرجحة أو T2 ريلاكسوميتري وتسلسل الوزن T2 * من أجل الحكم على وجود ذمة وعائية المنشأ و ميكرويمورهاج تحميل / الأوعية الدموية الدقيقة الضعف. للحصول على صور ذات جودة جيدة، يجب الحفاظ على القطع الأثرية المتحركة إلى أدنى حد ممكن. وسيتم تخفيض الحركة من خلال تحديد المواقع المناسبة للفأرة والحفاظ على معدل التنفس في حوالي 60-80 نفسا في الدقيقة.

أخرى في أساليب التصوير المجراة ، مثل المجهري إنترافيتال، تظهر الوعد في تصور التغيرات المرضية في إسم على مستوى الخلوية. 14 ، 15 ، 16 ، 17 بالمقارنة مع التصوير بالرنين المغناطيسي، يمكن أن إنترافيتال المجهري تقديم قرار مكاني عالية على حساب تغطي فقط منطقة القشرية محدودة. في المقابل، التصوير بالرنين المغناطيسي قادر على تغطية الدماغ كله في قرار تصل إلى 80 ميكرون. يمكن التصوير بالرنين المغناطيسي بالتالي توجيه مزيد من التحقيقات الخلوية عن طريق تحديدومواقع ميل - بداية المرض، وكذلك مرحلة المرض، والتي يمكن بعد ذلك تقييمها باستخدام المزيد من المنهجيات. يمكن مقارنة نتائج التصوير بالرنين المغناطيسي في إسم مع التغيرات المرضية الكشف مع التصوير بالرنين المغناطيسي في الملاريا الدماغية البشرية. تظهر كل من الملاريا الدماغية البشرية والتجريبية ذمة وعائية المنشأ في مناطق تكوين الخلايا العصبية، فضلا عن أمراض الأوعية الدموية الدقيقة، مثل احتشاءات الدماغ الثانوية في مناطق مستجمعات المياه. 7 ، 18 وتتأثر المادة البيضاء والرمادية بطريقة مماثلة، وتورم الدماغ في كل من الملاريا الدماغية البشرية والتجريبية ينطوي على الدماغ في مرض شديد، وشرح حالة الغيبوبة. 2 ، 7

ونحن نأمل أن في التصوير المجراة سيساعد على كشف الآلية المرضية الكامنة وراء الملاريا الدماغية، والتي لا تزال بعيدة المنال حاليا. كما وذمة وتورم الدماغ بالكاد مرئية فيفو السابقين، ليثودس لتصور هذه الأمراض في الجسم الحي هي مفتاح وسوف تساعد على تحسين تقييم العلاجات الجديدة واللقاحات.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Acknowledgements

ونعرب عن تقديرنا العميق للمساعدة التقنية التي قدمتها ميريام راينيغ. تلقت وزارة الصحة التمويل من منحة ما بعد الدكتوراه من كلية الطب في جامعة هايدلبرغ. ويدعم النائب من قبل النصب التذكاري من مؤسسة إلس-كرونر-فريسنيوس. تتلقى أكم منحة إجازة الأمومة من أكاديمية دزيف للمركز الألماني للأبحاث العدوى (دزيف). جب هو المستفيد من مركز أبحاث هايدلبرغ للطب الجزيئي (هركم) الزمالة التطوير الوظيفي. كما نعرب عن امتناننا ل جوليا M. ساتلر وفريدريش فريشكنشت لتقديم فيلم مثالي لحركة السبوروزويت.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Isoflurane Baxter 1001747 for anesthesia
Dotarem Guebert 1086923 Gd-DTPA contrast agent; 0.5 mmol/mL
Amira (Image Processing Program) FEI Group Version Amira 5.3.2
MATLAB  The MathWorks, Inc., Release 2012b
FDT toolbox  FMRIB's Software Library http://www.fmrib.ox.ac.uk/fsl/fdt/index.html

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. World Health Organization. World Malaria Report. (2014).
  2. Seydel, K. B., et al. Brain swelling and death in children with cerebral malaria. N Engl J Med. 372, (12), 1126-1137 (2015).
  3. Penet, M. F., et al. Imaging experimental cerebral malaria in vivo: significant role of ischemic brain edema. J Neurosci. 25, (32), 7352-7358 (2005).
  4. de Souza, J. B., Riley, E. M. Cerebral malaria: the contribution of studies in animal models to our understanding of immunopathogenesis. Microbes Infect. 4, (3), 291-300 (2002).
  5. Curfs, J. H., van der Meide, P. H., Billiau, A., Meuwissen, J. H., Eling, W. M. Plasmodium berghei: recombinant interferon-gamma and the development of parasitemia and cerebral lesions in malaria-infected mice. Exp Parasitol. 77, (2), 212-223 (1993).
  6. Carroll, R. W., et al. A rapid murine coma and behavior scale for quantitative assessment of murine cerebral malaria. PLoS One. 5, (10), (2010).
  7. Hoffmann, A., et al. Experimental Cerebral Malaria Spreads along the Rostral Migratory Stream. PLoS Pathog. 12, (3), e1005470 (2016).
  8. Mueller, A. K., Behrends, J., Blank, J., Schaible, U. E., Schneider, B. E. An experimental model to study tuberculosis-malaria coinfection upon natural transmission of Mycobacterium tuberculosis and Plasmodium berghei. J Vis Exp. (84), e50829 (2014).
  9. Hynynen, K., McDannold, N., Sheikov, N. A., Jolesz, F. A., Vykhodtseva, N. Local and reversible blood-brain barrier disruption by noninvasive focused ultrasound at frequencies suitable for trans-skull sonications. Neuroimage. 24, (1), 12-20 (2005).
  10. Nag, N., Mellott, T. J., Berger-Sweeney, J. E. Effects of postnatal dietary choline supplementation on motor regional brain volume and growth factor expression in a mouse model of Rett syndrome. Brain Res. 1237, 101-109 (2008).
  11. Giri, S., et al. T2 quantification for improved detection of myocardial edema. J Cardiovasc Magn Reson. 11, 56 (2009).
  12. Engwerda, C., Belnoue, E., Gruner, A. C., Renia, L. Experimental models of cerebral malaria. Curr Top Microbiol Immunol. 297, 103-143 (2005).
  13. Zhao, H., et al. Olfactory plays a key role in spatiotemporal pathogenesis of cerebral malaria. Cell Host Microbe. 15, (5), 551-563 (2014).
  14. Nacer, A., et al. Experimental cerebral malaria pathogenesis--hemodynamics at the blood brain barrier. PLoS Pathog. 10, (12), e1004528 (2014).
  15. Nacer, A., et al. Neuroimmunological blood brain barrier opening in experimental cerebral malaria. PLoS Pathog. 8, (10), e1002982 (2012).
  16. Pai, S., et al. Real-time imaging reveals the dynamics of leukocyte behaviour during experimental cerebral malaria pathogenesis. PLoS Pathog. 10, (7), e1004236 (2014).
  17. Shaw, T. N., et al. Perivascular Arrest of CD8+ T Cells Is a Signature of Experimental Cerebral Malaria. PLoS Pathog. 11, (11), e1005210 (2015).
  18. Potchen, M. J., et al. Acute brain MRI findings in 120 Malawian children with cerebral malaria: new insights into an ancient disease. AJNR Am J Neuroradiol. 33, (9), 1740-1746 (2012).

Comments

0 Comments


    Post a Question / Comment / Request

    You must be signed in to post a comment. Please or create an account.

    Usage Statistics