دانلود مقاله تصویربرداری CEST MR در شرایط In Vivo از رگزایی تومور مغز موش های U87
LipoCEST معرف های همسنجی پارامغناطیس پوشیده شده-لیپوزوم (CA) بر پایه انتقال اشباع تبادل شیمیایی هستند که در MRI مولکول های زیستی کاربرد دارد. ویژگی های جذاب آن ها شامل قابلیت سازگاری زیستی، حساسیت زیرنانومولار و امکان عمل روی بیومارکرهای هدف است. ما تصویربرداری MR را با استفاده از lipoCEST هدف که به صورت داخل وریدی تزریق می شد، نشان دادیم. یک lipoCEST کمپلکس های Tm(III را حمل می-کند که با تری پپتید RGD (RGD-lipoCEST) کونژوکه می شود تا پذیرنده های αvβ3 را که در رگزایی تومور دخالت دارند را هدف قرار دهد و با یک lipoCEST غیرکونژوکه مقایسه شود. تومورهای مغزی موش های آزمایشگاهی فاقد غده تیموس بودند و از طریق تزریق داخل مغزی سلول های U87MG انجام شد و در 7 T بعد از تزریق داخل وریدی دو عامل متقابل تصویربرداری صورت گرفت (n=12 برای هر گروه). تبادل اشباع شیمیایی توالی انتقال MSME طی دو ساعت با میانگین فواصل زمانی دریافت 13.5 دقیقه انجام شد. سیگنال انتقال اشباع تبادل شیمیایی در تومور و نواحی جانبی حدود 1% بود، و پس از 2 ساعت به حدود 0.3% کاهش یافت. در حالی که سیگنال RGD-lipoCEST در ناحیه تومور حدود 1.4 % بود و حدود 2 ساعت دوام داشت. رنگ آمیزی هیستوشیمیایی نشاندهنده یک تجمع RGD-lipoCEST با پذیرنده های αvβ3 در ناحیه تومور است. این نتایج اساس گامی دلگرم کننده به سمت تصویربرداری MRI درون سلولی از رگزایی تومور با استفاده از تزریق داخل وریدی lipoCEST است.
طی چندسال گذشته، معرف های همسنجی متعددی (CA) برای روش های تصویربرداری رزونانس مغناطیس جدید (MRI) ایجاد شدند که به ویژه برای استفاده در تصویربرداری توسط انتقال اشباع تبادل شیمیایی (CEST) است. مورد اخیر یک روش MRI است که توسط Balaban et al. (1) پیشنهاد شده و به همسنجی روشن/خاموش اجازه کار می دهد. اخیراً گروه جدیدی از CEST CA پارامغناطیس، که lipoCEST نام دارند توسط Aime et al. (2) و Guerbet (3) برای MRI مولکولی پیشنهاد دادند. این CAها به اندازه نانو هستند و لیپوزوم ها با غلظت بالایی از کمپلکس های انتقال پارامغناطیسی پر شده اند. وجود دو لایه لیپیدی قابلیت زیستی بالایی ایجاد می کند و امکان عاملدار شدن با اتصال پپتید در لایه خارجی به بیومارکرهای خاص هدف وجود دارد. lipoCEST دارای قدرت تغییر پایینتر نسبت به کمپلکس های paraCEST است؛ بالاترین تغییر گزارش شده برای lipoCEST برابر 45- ppm است (4)، در حالی که paraCEST تغییری به اندازه 720- ppm را نشان می دهد (5). با این وجود، تغییر پروتون-های آب موجود در پیوند به حدی بالاست که هدررفت طی حساسیت را محدود می کند که ناشی از انتقال مغناطیسی ذاتی (MT) در lipoCEST است (6). مهمترین مزیت lipoCEST نسبت به paraCEST حساسیت نانومولی آن و کاهش سرعت تبادل آب است که اجازه اشباع شیمیایی کافی در قدرت اشباع پایین را می دهد (7). این ویژگی ها باعث می شوند که lipoCEST ابزاری نویدبخش جهت کاربرد در زمینه های پزشکی و زیستی باشند.
اساساً آزمایش CEST شامل یک تابش انتخابی فرکانس رادیویی از تغییر پروتون های محلول است. این پروتون های تغییریافته با پروتون های موجود در آب محلول خالص مبادله می شوند، تا سیگنال آب اشباع شود، درنتیجه، حساسیت به طور غیرمستقیم ارتقا می یابد. چنین فرایندهای تبادل پروتون برای مولکول های کوچک (8)، اجزای پروتئینی (9.10) یا عوامل پارامغناطیس (5.11) کشف شدند و کاربردهای بالقوه ای مانند اندازه گیری pH (12-15) یا دما (16.17) دارند. با توجه به اندازه lipoCEST (قطر هیدرودینامیک dH˷200nm)مهمترین کاربرد بالینی این CA در شناسایی تومور بر اساس بیومارکرهای خاص توموری است که ممکن است در معرض هدف قرار بگیرد. اخیراً برخی مطالعات نشان دادند که lipoCEST می تواند زمانی شناسایی شود که به بافت های معمولی یا خود تومور تزریق شود (18.19). حتی امیدوارکننده تر این است که لیپوزوم ها سه عامل دیامغناطیس مختلف را پوشش دار می-کنند که برای تصویربرداری رنگی CEST در گره های لنفی پس از تزریق پوستی استفاده می شود (20).
LipoCEST are liposome-encapsulating paramagnetic contrast agents (CA) based on chemical exchange saturation transfer with applications in biomolecular MRI. Their attractive features include biocompatibility, subnanomolar sensitivity, and amenability to functionalization for targeting biomarkers. We demonstrate MR imaging using a targeted lipoCEST, injected intravenously. A lipoCEST carrying Tm(III)-complexes was conjugated to RGD tripeptide (RGD-lipoCEST), to target integrin anb3 receptors involved in tumor angiogenesis and was compared with an unconjugated lipoCEST. Brain tumors were induced in athymic nude mice by intracerebral injection of U87MG cells and were imaged at 7 T after intravenous injection of either of the two contrast agents (n 5 12 for each group). Chemical exchange saturation transfer-MSME sequence was applied over 2 h with an average acquisition time interval of 13.5 min. The chemical exchange saturation transfer signal was ~1% in the tumor and controlateral regions, and decreased to ~0.3% after 2 h; while RGD-lipoCEST signal was ~1.4% in the tumor region and persisted for up to 2 h. Immunohistochemical staining revealed a persistent colocalization of RGD-lipoCEST with anb3 receptors in the tumor region. These results constitute an encouraging step toward in vivo MRI imaging of tumor angiogenesis using intravenously injected lipoCEST.
During the past few years, several contrast agents (CA) applicable to novel magnetic resonance imaging (MRI) techniques have been developed, in particular for use in imaging by chemical exchange saturation transfer (CEST). Latter is a MRI modality proposed by Balaban et al. (1) that allows an ON/OFF contrast. Recently, a new class of paramagnetic CEST CA, called lipoCEST, have been proposed for molecular MRI by Aime et al. (2) and Guerbet (3). These CAs are nanosized, liposomes filled with a high concentration of paramagnetic shifting complexes. The presence of the lipid bilayer confers a high biocompatibility and the possibility of functionalization by grafting peptides on the outer membrane to target specific biomarkers. The lipoCEST exhibit a much lower shifting power than paraCEST complexes; the maximum reported shift for lipoCEST is 45 ppm (4), whereas paraCEST exhibit a shift as large as 720 ppm (5). However, the shift of bound water protons is large enough to limit the loss in sensitivity due to inherent magnetization transfer (MT) in lipoCEST (6). The main advantages of lipoCEST over paraCEST are their nanomolar sensitivity and their slowed down water exchange rates that allow for an efficient chemical saturation at lower saturation power (7). These properties make lipoCEST a very promising tool for applications in medical and biological fields.
Basically, the CEST experiment consists of a selective radio-frequency irradiation of shifted solute protons. These shifted protons exchange with those in water from the bulk solution, until the water signal saturates, thereby enhancing the sensitivity indirectly. Such proton exchange processes have been explored for small molecules (8), protein fragments (9,10), or paramagnetic agents (5,11) and have many potential applications such as for measurement of pH (12–15) or temperature (16,17). Given the size of lipoCEST (hydrodynamic diameter dH 200 nm), a major clinical application of such CA is tumor detection, based on specific tumor biomarkers that may be amenable to targeting. Recently, some studies have shown that lipoCEST could be detected when injected into normal tissues or solid tumors (18,19). Even more promising, liposomes encapsulating three different diamagnetic agents were used for multicolor CEST imaging of lymph nodes following intradermal injection (20).
(جهت بزرگ نمایی روی عکس کلیک نمایید)
روش ها
کشت های سلولی و مدل حیوانی
معرف های همسنجی LipoCEST
دریافت MRI
پردازش داده
بافت شناسی و میکروسکوپ فلورسنس
نتایج
تعیین خصوصیات LipoCEST و همسنجی MT
تشخیص in vivo در LipoCEST
حساسیت سیگنال LipoCEST در محیط In vivo
دوام و اختصاصیت سیگنال lipoCEST در محیط in vivo
جمع شدن RGD-LipoCEST و αvβ3 در تومورهای مغزی
بحث
نتیجه گیری
منابع
METHODS
Cell Cultures and Animal Model
LipoCEST Contrast Agents
MRI Acquisition
Data Processing
Histology and Fluorescence Microscopy
RESULTS
Characterization of LipoCEST and MT Contrast
In Vivo Detection of LipoCEST
Sensitivity of LipoCEST Signal In Vivo
Persistence and Specificity of LipoCEST Signal In Vivo
Colocalization of RGD-LipoCEST and anb3 Receptor in Brain Tumors
DISCUSSION
CONCLUSIONS
REFERENCES
- اصل مقاله انگلیسی با فرمت ورد (word) با قابلیت ویرایش
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت ورد (word) با قابلیت ویرایش، بدون آرم سایت ای ترجمه
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت pdf، بدون آرم سایت ای ترجمه