Utilize este identificador para referenciar este registo: http://hdl.handle.net/10400.14/10510
Título: In Vivo quantification of area-at-risk following transient ischemia in mouse heart using multi-parametric resonance imaging
Autor: Silva, Ana Luísa Braga Bastos da
Orientador: Schneider, Jürgen
Data de Defesa: 12-Nov-2012
Resumo: Introdução: Modelos de animais com doença de isquemia/reperfusão (I/R) cardíaca mimetizam o cenário clínico no qual um período de isquemia (restrição do fluxo de sangue) é seguido pelo restabelecimento do fluxo sanguíneo no miocárdio (reperfusão). Como os métodos histológicos utilizados para quantificar a área de risco (AAR) do miocárdio não são os ideais, exigindo a eutanásia precoce dos ratos, a medição da AAR, que inclui a área de necrose (AON) e o miocárdio reversivelmente afetado, é um dos principais objetivos a atingir em ressonância magnética por imagem (MRI). Deste modo, este projeto tem como objetivo quantificar a AAR utilizando a técnica não invasiva multi-paramétrica de MRI. Métodos: Diversos ratos foram submetidos à oclusão da artéria coronária esquerda. A técnica de MRI, com um campo magnético de 9.4 Tesla, foi realizada após a injeção dos agentes de contraste gadolinium (Gd) e micro partículas de óxido de ferro (MPIO). O Gd permite avaliar o tecido necroso (AON) (Rehwald et al, 2002) e coloca-se a hipótese de que o MPIO, quando conjugado com um anticorpo específico, é capaz de localizar as moléculas de adesão vascular (VCAM-1) que se expressam nas células endoteliais depois de ocorrer inflamação (lesão de IR) (McAteer et al, 2007 & Akhtar et al, 2010). Várias experiências foram, então, realizadas em ratos saudáveis (n=6) e em ratos que foram submetidos a 30 min (n=7) e 45 min (n=5) de isquemia. Além disso, em dois dos sete ratos sujeitos aos 30 min de isquemia, o MPIO foi conjugado com um anticorpo irrelevante. Todos os ratos foram sujeitos a 24 h de reperfusão. Posteriormente, as experiências de MRI foram repetidas em ratos sujeitos a 30 min de isquemia e 16 h de reperfusão (n=2) para testar se a expressão das VCAM-1 seria mais pronunciada quando submetidos a um tempo de reperfusão mais curto. A análise quantitativa foi realizada considerando o septo ventricular e o músculo-esquelético como regiões de interesse (ROI) e utilizando diversos valores de limite. Resultados: Após 30 min de isquemia e 24 h de reperfusão, a área de lesão reversível do miocárdio foi maior do que após 45 min de isquemia e 24 h de reperfusão. Também se verificou que, após 24 h de reperfusão, a área reversivelmente afetada foi maior no miocárdio inferior e não na zona irrigada pela artéria coronária esquerda. O MPIO conjugado com um anticorpo irrelevante não foi capaz de localizar as VCAM-1. Depois de 16 h de reperfusão obteve-se uma excelente consistência entre os resultados obtidos pela histologia e pela técnica de MRI com MPIO. Assim, a análise quantitativa provou que, após 16 h de reperfusão, todo o miocárdio era afetado. A análise dos resultados utilizando Gd comprovou que, após 24 h de reperfusão, os ratos afetados tinham a maior área de tecido não viável no miocárdio anterior, isto é, onde se desenvolve a isquemia. Conclusões: Devido a algumas limitações do projeto, até ao momento não foi possível quantificar a AAR do miocárdio com esta técnica. No entanto, este projeto foi particularmente importante para comprovar a eficácia do MPIO no coração e para provar que 30 min de isquemia seguidos de 16 h de reperfusão é o tempo mais adequado para adquirir imagens em MRI usando o agente de contraste MPIO. Este trabalho também mostrou que o septo ventricular não permanece normal depois da lesão de IR, e que os resultados de MRI com MPIO, após 24 h de reperfusão, não são afetados pela presença do Gd, ao contrário dos resultados obtidos após 16 h de reperfusão.
Background: Animal models of cardiac ischemia/reperfusion (IR) injury mimic the clinical scenario where a period of ischemia, i.e. restriction of the blood flow, is followed by restoration of blood flow in the myocardium resulting in reperfusion injury. As histological methods used to quantify the area-at-risk (AAR) of the myocardium are not ideal, requiring mice to be euthanized in early time points, the measurement of the AAR, which includes the area-of-necrosis (AON) and the salvage myocardium, is one of the main goals to reach in cardiac magnetic resonance imaging (MRI). Therefore this project aims to quantify the AAR using non-invasive multi-parametric MRI technique. Methods: Left coronary artery occlusion has been done in mice and MR experiments were carried out at 9.4 Tesla following the injection of gadolinium (Gd) and microparticles of iron oxide (MPIO) contrast agents. Gd allows to assess necrotic tissue (AON) (Rehwald et al, 2002) and it is hypothesized that MPIO, conjugated to a specific antibody, are able to target vascular adhesion molecules (VCAM-1) expressed in endothelial cells after inflammation (IR injury) (McAteer et al, 2007 & Akhtar et al, 2010). Several experiments were then performed in healthy mice (n=6) and in diseased mice subjected to 30 min (n=7) and 45 min (n=5) of ischemia. Additionally, in two of seven 30 min ischemic mice the MPIO contrast agent was conjugated to an irrelevant antibody. These mice were subjected to 24 h of reperfusion. Furthermore, the MR experiments were repeated in 30 min ischemic mice subjected to 16 h of reperfusion (n=2) in order to test whether VCAM-1 expression is more pronounced at shorter reperfusion times. The quantitative analysis was done considering both ventricular septum and skeletal muscle as regions of interest (ROI) and using different threshold values. Results: After 30 min of ischemia and 24h of reperfusion the area of reversible injury in the myocardium was higher than after 45 min of ischemia and 24 h of reperfusion. Furthermore, after 24 h of reperfusion, the reversible injury was higher in inferior myocardium and not in the territory supplied by the left coronary artery. MPIO marked with an irrelevant antibody was not able to trace VCAM-1. After 16 h of reperfusion, it was obtained excellent consistency between Post-MPIO results and histology. Therefore, quantitative analysis proved that, after 16 h of reperfusion, the entire myocardium was affected. LGE (Late Gadolinium Enhanced) data analysis proved that, after 24 h of reperfusion, diseased mice had the most affected region (irreversible injury) in anterior myocardium, i.e. where the ischemia develops. Conclusions: Due to some limitations of the project, it was not possible so far to conclusively assess the AAR of the myocardium with this technique. However, this project was particularly important to validate the MPIO contrast binding in heart and to prove that 30 min of ischemia followed by 16 h of reperfusion is a suitable time point to acquire MR images in mice using MPIO contrast agent. In addition, this work also proved that ventricular septum does not remain unaffected after IR injury and MPIO results, after 24 h of reperfusion, are not affected by the presence of the Gd, contrary to the MPIO results obtained after 16 h of reperfusion.
URI: http://hdl.handle.net/10400.14/10510
Aparece nas colecções:R - Dissertações de Mestrado / Master Dissertations
ESB - Dissertações de Mestrado / Master Dissertations

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