In vivo méthode d'imagerie à distinguer inflammation aiguë et chronique

L'inflammation est une réponse biologique très réglementé impliqué dans une variété de maladies humaines, y compris l'infection microbienne ^1, la cicatrisation ^2, le diabète ^{3, 4} cancer, les maladies cardiovasculaires ^{5, 6} neurodégénératives, maladies auto-immunes et ^7. inflammation des tissus nécessite une bonne coordination des différentes cellules immunitaires afin d'atteindre dégagement pathogène, la réparation des tissus et de la résolution de la maladie. Neutrophiles et les macrophages sont des médiateurs immunitaires clés de l'inflammation des tissus. Dans la phase aiguë de l'inflammation, les neutrophiles sont les premiers intervenants à divers stimuli nocifs et des lésions tissulaires ^8. Les neutrophiles s'extravaser rapidement de la circulation au site de la lésion, où les cellules inactivent microbes envahisseurs en libérant des granulés anti-microbiennes et la phagocytose. Au cours de la phagocytose, les neutrophiles engloutir microbes envahisseurs en phagosomes, dans lequel les cellules produisent des niveaux élevés de superoxydeide (O ₂ · ^-). Superoxyde phagosome est la principale source de beaucoup d'espèces réactives de l'oxygène en aval (ROS). Par exemple, on peut dismutées superoxyde en peroxyde d'hydrogène (H ₂ O ₂₎ par dismutation spontanée ou par la superoxyde dismutase (SOD) ^{9, 10.} Dans les neutrophiles, la myéloperoxydase (MPO) convertit en outre du peroxyde d'hydrogène à de l'acide hypochloreux antimicrobien (HOCl) ^11. Comme les réactions inflammatoires se poursuivent, monocytes circulants migrent progressivement vers le site de la lésion et se différencient en macrophages matures ^2, dont la fonction phagocytaire aider à éliminer les agents pathogènes inactivés et les débris cellulaires. En outre, comme un régulateur clé dans la dernière phase de l'inflammation, les macrophages favorise la réparation des tissus en produisant des cytokines anti-inflammatoires ¹² et en générant extracellulaire ROS à un niveau inférieur ^9. Le ROS généré à ce stade ultérieur réguler le remodelage des tissus, formation de nouveaux vaisseaux, et reepithelialisation ^13.

Phagocyte NADPH oxydase (Phox) est la principale source de production de superoxyde dans les deux neutrophiles et les macrophages ^9. Phox est un complexe multi-unité dont l'assemblage est strictement réglementé ^9. L'holoenzyme contient plusieurs sous-unités régulatrices cytosolique (p67 ^phox, p47 ^phox, p40 ^phox, et RAC) et une membrane-bound hétérodimère cytochrome b ₅₅₈ (composé de sous-unité CYBA et CYBB). Cytochrome b ₅₅₈ est le noyau réaction dans laquelle la sous-unité CYBB (également connu comme p91 ^phox et NOX2) effectue la première réaction en chaîne oxydo-réduction ^9. Fait intéressant, ses sites d'assemblage sont différents entre les neutrophiles et les macrophages. Dans les neutrophiles au repos, le cytochrome b ₅₅₈ est surtout présente dans la membrane des granules de stockage intracellulaires ^14. Au cours de la phagocytose, les neutrophiles assembler les holoenzymes à phagosomes ^9, où des niveaux élevés d'activité MPO sont également présents. Le neutrophiles Phox consomme rapidement l'oxygène et exerce son pouvoir microbicide par la production de ROS, un phénomène appelé l'explosion respiratoire ^11. En revanche, les macrophages ont un faible niveau d'expression MPO et le cytochrome b ₅₅₈ se trouve principalement dans la membrane plasmique ^{15, 16.} Ainsi neutrophiles produisent des niveaux élevés de superoxyde de l'activité anti-microbienne, tandis que les macrophages génèrent moins de superoxyde des fonctions de réglementation ^15.

Depuis l'inflammation est un complexe dans le processus vivo, des méthodes d'imagerie non invasives spécifiques pour les différentes phases de l'inflammation permettraient une évaluation quantitative et longitudinale de modèles de maladies. En utilisant des études mécanistes, nous avons déjà démontré que l'utilisation de deux agents chimiluminescents, le luminol (5-amino-2 ,3-dihydro-1 ,4-phtalazinedione) et lucigénine (bis-N-méthylacridinium nitrate), Pour l'imagerie non-invasive de phase aiguë et chronique (retard) de l'inflammation, respectivement ^17. Luminol permet de visualiser l'activité MPO neutrophiles dans la phase aiguë de l'inflammation ^18-20, alors que la bioluminescence de lucigénine peut être utilisé pour évaluer l'activité des macrophages, en association avec la phase tardive ou une inflammation chronique ^17. Dans ce manuscrit, nous avons utilisé deux modèles d'inflammation expérimentales (sc PMA et sc LPS) pour démontrer ces techniques d'imagerie.