Imagerie par tomographie par émission de positons pour la mesure in Vivo de la teneur en myéline dans le modèle rat de lysolecithine de la sclérose en plaques
Summary
Ce protocole a pour but de surveiller les changements in vivo de myéline (démyélinisation et remylination) par imagerie par tomographie par émission de positons (TEP) dans un modèle animal de sclérose en plaques.
Abstract
La sclérose en plaques (SEP) est une maladie neuro-inflammatoire dont la dégénérescence et la démyélinisation axonales et neuronales se développent dans le système nerveux central, ce qui entraîne des dysfonctions motrices, une déficience psychique et une déficience cognitive pendant la progression de la SP. La tomographie par émission de positons (TEP) est une technique d’imagerie capable de quantifier les altérations cellulaires et moléculaires in vivo.
Les radiotraceurs ayant une affinité avec la myéline intacte peuvent être utilisés pour l’imagerie in vivo des changements de contenu de myéline au fil du temps. Il est possible de détecter soit une augmentation ou une diminution de la teneur en myéline, ce qui signifie que cette technique d’imagerie peut détecter les processus de démyélinisation et de remylination du système nerveux central. Dans ce protocole, nous démontrons comment utiliser l’imagerie TEP pour détecter les changements de myéline dans le modèle de rat lysolecithine, qui est un modèle de lésion de démyélinisation focale (induite par injection stéréotaxique) (c.-à-d., un modèle de maladie de sclérose en plaques). 11 ans et plus La formation image de PET de C-PIB a été exécutée à la ligne de base, et 1 semaine et 4 semaines après injection stéréotaxique de lysolecithine 1% dans le striatum droit (4 μL) et le callosum de corpus (3 μL) du cerveau de rat, permettant la quantification de la démyélinisation focale (emplacement d’injection après 1 semaine) et du processus de remyelination (site d’injection à 4 semaines).
L’imagerie TEP myéline est un outil intéressant pour surveiller les changements in vivo dans la teneur en myéline qui pourraient être utiles pour surveiller la démyélinisation de la progression de la maladie et la réponse thérapeutique.
Introduction
La sclérose en plaques (SEP) est une maladie neuro-inflammatoire qui affecte le système nerveux central, caractérisée par une inflammation, une démyélinisation et une perte axonale1. Le pronostic de cette maladie est variable même avec des avances dans le traitement, et c’est l’une des causes les plus communes des déficits neurologiques chez les jeunes1. Le diagnostic de SP est basé sur les critères de la manifestation clinique et de la visualisation des lésions caractéristiques par imagerie par résonance magnétique (IRM)2,3.
La tomographie par émission de positons (TEP) peut être un outil utile pour la surveillance in vivo de la progression de la SP et des effets thérapeutiques. Le radiotraceur B composé de Pittsburgh (PIB) étiqueté avec du carbone-11(11C-PIB) est largement utilisé pour quantifier les plaques β-amyloïdes; cependant, au cours de la dernière décennie, il a été étudié pour quantifier le contenu de myéline et montrer la démyélinisation dynamique et la remyélinisation4,5,6.
Différents traceurs de PET amyloïdes(11C-PIB, 18F-florbetaben,18F-florbetapir, 18F-flutemetamol) peuvent être utilisés pour quantifier la myéline et fournir des informations importantes sur la progression de la maladie et la réponse thérapeutique, permettant l’identification des processus de démyélinisation et de remylination, sans interférence de neuroinflammation, qui peuvent se produire avec des images conventionnelles de résonance magnétique (IRM)7. La formation image amyloïde de PET a montré l’absorption diminuée de traceur dans les patients actifs de SEP comparés aux patients non actifs qui pourraient être expliqués par des dommages tôt de matière blanche dans les patients actifs8. L’absorption inférieure de traceur amyloïde a été également associée au déclin cognitif dans une étude de suivi, montrant que cette technique est un outil valable pour étudier la pathophysiologie de la maladie et les résultats cliniques9.
Le modèle de rat de lysolecithine (LPC) est un modèle chimique induit de sclérose en plaques, où la toxine injectée, LPC, induit une réponse élevée des macrophages qui a comme conséquence l’inflammation accrue et, par conséquent, la démyélinisation10,11. La démyélinisation est rapidement inversée, en environ 4 semaines, ce qui en fait un bon modèle pour évaluer les processus de démyélinisation et de remylination chez les rongeurs. Ce modèle a déjà été évalué à l’aide de l’imagerie TEP, avec de bons résultats et une corrélation avec les essais post mortem12.
Ici nous présentons le protocole pour l’imagerie de PET de myéline avec 11C-PIB dans le modèle de rat de lysolecithine, montrant cette technique d’imagerie pour être un outil utile pour la mesure in vivo de la teneur en myéline.
Protocol
Representative Results
Discussion
Le plus grand avantage d’utiliser le modèle de lysolecithine pour étudier la sclérose en plaques est le calendrier rapide pour la démyélinisation (environ 1 semaine) et la réélinisation (environ 4 semaines) àse produire 14. Ce modèle peut également être induit chez les souris15, cependant, l’induction chez les rats est plus avantageux pour l’imagerie TEP in vivo en raison de la plus grande taille du cerveau de rat par rapport aux souris.
<p cla…Offenlegungen
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
β cube (Molecubes NV, Belgique) a été soutenu par la São Paulo Research Foundation, FAPESP – Brésil (#2018/15167-1). LES a une bourse d’études de doctorat de FAPESP – Brésil (#2019/15654-2).
Materials
| Analytical Balance | Marte | AUWZZOD | max: 220 g- min: 1 mg |
| Anestesia vaporizer | Nanitech | 15800 | |
| Beta-cube | Molecubes | ||
| Bulldog clamp | Stoelting | 5212043P | |
| clorexidine | Rioquimica | 0.5%/100 mL | |
| Cotton swabs | johnson e johnson | ||
| Dose calibrator | Capintech | ||
| Drill | Kinzo powertools | 352901 | Model Q0M-DC3C |
| Eppendorf tube | Eppendorf | 30125150 | 1.5 mL |
| Eye lubricant | ADVFARMA | 30049099 | vaseline 15 g (pharmaceutical purity) |
| Fine forceps | Stoelting | 52102-38P | |
| Gloves | Descarpack | 212101 | 6.5 size |
| Heating pad | Softhear | ||
| Injection Syringe | Hamilton | 80314 | 10µ, 32ga, model 701 |
| Insuline syringe | BD | 328328 | 1 mL insulin syringes with needle |
| Isoflurane | Cristália | 410525 | 100 mL , concentration 1 mL/1 mL |
| Ketoprofen or other analgesic | Sanofi | 100 mg/2 mL | |
| lidocaine | Hipolabor | 1.1343.0102.001-5 | 2%/20mL |
| L-α-Lysophosphatidylcholine from egg yolk | Sigma-aldrich | L-4129 | 25 mg – ≥99%, Type I, powder |
| Needle holder | Stoelting | 5212290P | |
| Oxygen | White Martins | 7782-44-7 | Compressed gas |
| PMOD software | PMOD technologies | Version 4.1 | module fuse it |
| Rat anesthesia mask | KOPF | Model 906 | |
| Saline | Farmace | 0543325/ 14-8 | 0.9% sodium chloride for injection, 10 mL |
| Scapel blades | Stoelting | 52173-10 | |
| Scapel handles | Stoelting | 52171P | |
| Scissor | Stoelting | 52136-50P | |
| Semi-analytical Balance | Quimis | BK-3000 | max:3,100 g; min:0.2 g |
| shaver | Mega profissional | AT200 model | |
| Stereotactic Apparatus | KOPF | Nodel 900 | |
| Universal holder with needle support | KOPF | Model 1772-F1 | Hamilton support for 5 and 10 µL |
Referenzen
- Oh, J., Vidal-Jordana, A., Montalban, X. Multiple sclerosis: clinical aspects. Current Opinion in Neurology. 31 (6), 752-759 (2018).
- Sand, I. K. Classification, diagnosis, and differential diagnosis of multiple sclerosis. Current Opinion in Neurology. 28 (3), 193-205 (2015).
- Thompson, A. J., et al. Diagnosis of multiple sclerosis: 2017 revisions of the McDonald criteria. Lancet Neurology. 17 (2), 162-173 (2018).
- Veronese, M., et al. Quantification of C-11 PIB PET for imaging myelin in the human brain: a test-retest reproducibility study in high-resolution research tomography. Journal of Cerebral Blood Flow and Metabolism. 35 (11), 1771-1782 (2015).
- Carvalho, R. H. F., et al. C-11 PIB PET imaging can detect white and grey matter demyelination in a non-human primate model of progressive multiple sclerosis. Multiple Sclerosis and Related Disorders. 35, 108-115 (2019).
- Stankoff, B., et al. Imaging central nervous system myelin by positron emission tomography in multiple sclerosis using [methyl-(1)(1)C]-2-(4′-methylaminophenyl)- 6-hydroxybenzothiazole. Annals of Neurology. 69 (4), 673-680 (2011).
- Faria, D. D. Myelin positron emission tomography (PET) imaging in multiple sclerosis. Neural Regeneration Research. 15 (10), 1842-1843 (2020).
- Pietroboni, A. M., et al. Amyloid PET as a marker of normal-appearing white matter early damage in multiple sclerosis: correlation with CSF -amyloid levels and brain volumes. European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging. 46 (2), 280-287 (2019).
- Pytel, V., et al. Amyloid PET findings in multiple sclerosis are associated with cognitive decline at 18 months. Multiple Sclerosis and Related Disorders. 39, (2020).
- Faria, D. d. P., et al. PET imaging of glucose metabolism, neuroinflammation and demyelination in the lysolecithin rat model for multiple sclerosis. Multiple Sclerosis Journal. 20 (11), 1443-1452 (2014).
- Rinaldi, M., et al. Galectin-1 circumvents lysolecithin-induced demyelination through the modulation of microglial polarization/phagocytosis and oligodendroglial differentiation. Neurobiology of Disease. 96, 127-143 (2016).
- Faria, D. d. P., et al. PET imaging of focal demyelination and remyelination in a rat model of multiple sclerosis comparison of [C-11]MeDAS, [C-11]CIC and [C-11]PIB. European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging. 41 (5), 995-1003 (2014).
- Faria, D. d. P., et al. PET imaging of focal demyelination and remyelination in a rat model of multiple sclerosis: comparison of [11C]MeDAS, [11C]CIC and [11C]PIB. European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging. 41 (5), 995-1003 (2014).
- vander Star, B. J., et al. In Vitro and In Vivo Models of Multiple Sclerosis. CNS & Neurological Disorders-Drug Targets. 11 (5), 570-588 (2012).
- Najm, F. J., et al. Drug-based modulation of endogenous stem cells promotes functional remyelination in vivo. Nature. 522 (7555), 216 (2015).
