Imágenes de tomografía por emisión de Positron para la medición in vivo del contenido de mielina en el modelo de rata de lysolecitina de esclerosis múltiple
Summary
Este protocolo tiene como objetivo monitorear los cambios in vivo de mielina (desmielinización y remilinación) mediante imágenes de tomografía por emisión de positrones (PET) en un modelo animal de esclerosis múltiple.
Abstract
La esclerosis múltiple (EM) es una enfermedad neuroinflamatoria con degeneración y desmielinización axonal y neuronal en expansión en el sistema nervioso central, lo que conduce a disfunciones motoras, discapacidad psíquica y deterioro cognitivo durante la progresión de la EM. La tomografía por emisión de positrones (PET) es una técnica de imagen capaz de cuantificar alteraciones celulares y moleculares in vivo.
Los radiotracers con afinidad a la mielina intacta se pueden utilizar para imágenes in vivo de los cambios de contenido de mielina con el tiempo. Es posible detectar un aumento o disminución en el contenido de mielina, lo que significa que esta técnica de imagen puede detectar procesos de desmielinización y remielinización del sistema nervioso central. En este protocolo demostramos cómo utilizar imágenes de PET para detectar cambios de mielina en el modelo de rata de lisolcitina, que es un modelo de lesión de desmielinización focal (inducida por inyección estereotáctica) (es decir, un modelo de enfermedad de esclerosis múltiple). 11 Las imágenes de PET C-PIB se realizaron al inicio, y 1 semana y 4 semanas después de la inyección estereotáxica de lysolecitina 1% en el estriado derecho (4 μL) y el cuerpo calloso (3 μL) del cerebro de la rata, permitiendo la cuantificación de la desmielinización focal (sitio de inyección después de 1 semana) y el proceso de remyelinación (sitio de inyección a las 4 semanas).
Imágenes de PET de mielina es una herramienta interesante para monitorear los cambios in vivo en el contenido de mielina que podrían ser útiles para monitorear la progresión de la enfermedad desmielinizante y la respuesta terapéutica.
Introduction
La esclerosis múltiple (EM) es una enfermedad neuroinflamatoria que afecta al sistema nervioso central, caracterizada por inflamación, desmielinización y pérdida axonal1. El pronóstico de esta enfermedad es variable incluso con avances en el tratamiento, y es una de las causas más comunes de déficit neurológico en los jóvenes1. El diagnóstico de la EM se basa en los criterios de manifestación clínica y visualización de lesiones características por resonancia magnética (RM)2,3.
La tomografía por emisión de positrones (PET) puede ser una herramienta útil para el monitoreo in vivo de la progresión de la EM y los efectos terapéuticos. El radiopasero B (PIB) compuesto de Pittsburgh etiquetado con carbono-11(11C-PIB) es ampliamente utilizado para cuantificar las placas β-amiloide; sin embargo, en la última década, se ha estudiado cuantificar el contenido de mielina y mostrar desmielinización dinámica y remyelination4,5,6.
Diferentes trazadores de PET amiloides(11C-PIB, 18F-florbetaben,18F-florbetapir, 18F-flutemetamol) se pueden utilizar para cuantificar la mielina y proporcionar información importante sobre la progresión de la enfermedad y la respuesta terapéutica, permitiendo la identificación de procesos de desmielinización y remielinización, sin la interferencia de la neuroinflamación, que puede ocurrir con imágenes convencionales de resonancia magnética (RM)7. Las imágenes de PET amiloides mostraron una disminución de la absorción de trazas en pacientes activos con EM en comparación con pacientes no activos, lo que podría explicarse por el daño temprano de la materia blanca en los pacientes activos8. La absorción del trazador de amiloide inferior también se asoció con el deterioro cognitivo en un estudio de seguimiento, mostrando esta técnica como una herramienta valiosa para estudiar la fisiopatología de la enfermedad y los resultados clínicos9.
El modelo de rata de lysolecitina (LPC) es un modelo químico inducido de esclerosis múltiple, donde la toxina inyectada, LPC, induce una alta respuesta de macrófagos que resulta en un aumento de la inflamación y, en consecuencia, desmielinización10,11. La desmielinización se invierte rápidamente, en aproximadamente 4 semanas, lo que hace de este un buen modelo para evaluar los procesos de desmielinización y remielinación en roedores. Este modelo ya ha sido evaluado utilizando imágenes pet, con buenos resultados y correlación con ensayos post mortem12.
Aquí presentamos el protocolo para imágenes pet mielina con 11C-PIB en el modelo de rata de lisolcitina, mostrando esta técnica de imagen para ser una herramienta útil para la medición in vivo del contenido de mielina.
Protocol
Representative Results
Discussion
La mayor ventaja de usar el modelo de lysolecihin para estudiar la esclerosis múltiple es la línea de tiempo rápida para la desmielinización (aproximadamente 1 semana) y la remyelination (aproximadamente 4 semanas) que ocurrirá14. Este modelo también puede ser inducido en ratones15,sin embargo, la inducción en ratas es más ventajosa para las imágenes de PET in vivo debido al mayor tamaño del cerebro de la rata en comparación con los ratones.
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The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
β-cube equipment (Molecubes NV, Bélgica) fue apoyado por la São Paulo Research Foundation, FAPESP – Brasil (#2018/15167-1). LES tiene una beca de estudiante de doctorado de FAPESP – Brasil (#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 |
Riferimenti
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