Darstellung und Analyse patrollierender Immunzellen via time-lapse MRT single cell tracking

Zielsetzung Immunzellen zeigen ein typisches Bewegungsmuster, dass sich unter inflammatorischen Stimuli verändern kann. Bisher ist wenig über das sehr langsame, sogenannte patrolling der Immunzellen bekannt, da eine Einzelzellverfolgung bisher nur mit der Intravitalmikroskopie möglich ist. Daher soll in dieser Arbeit eine Darstellung und Analyse patrollierender Immunzellen im Gesunden sowie unter Vorliegen verschiedener peripherer oder systemischer inflammatorischer Stimuli mittels time-lapse MRT erfolgen.

Material und Methoden Es wurde eine in vivo time-lapse MRT (9,4 T Kleintier-MRT) des Gehirns in C57BL/6J Mäusen 24 h nach i. v. Applikation von Resovist (Ferucarbotran) zur in vivo Markierung in 1) gesunden Kontrolltieren (n = 8) 2) einem peripheren Entzündungsmodell mittels s. c. Injektion eines Lipopolysaccharid-versetzten Polyacrylamidgels unter Modulation des Zeitverlaufes (3 h bis 29d; insgesamt n = 28) und der Entzündungsstärke (2 x Dosis LPS, jeweils n = 6) 3) einem systemischen Bakteriämiemodell mit i. v. Injektion gram-positiver und -negativer Bakterien (S. aureus Newman, S. aureus 6850, E. coli jeweils mit 105 oder 107 CFU; insgesamt n = 24) 4) einem Peritonitis-Modell mittels cecal ligation and puncture (CLP) oder sham Chirurgie (jeweils n = 4) durchgeführt.

Ergebnisse Einzelne patrollierende Immunzellen mit einer Geschwindigkeit von < 1 µm/s konnten nicht-invasiv dargestellt und dynamisch verfolgt werden. Unter vorliegenden systemischen, aber auch peripheren inflammatorischen Stimuli zeigte sich eine Abnahme detektierter patrollierender Immunzellen im Gefäßbett des Gehirnes in Abhängigkeit von Art, Stärke und Dauer des Entzündungsstimulus bis sich, unter vorliegender Sepsis, eine massive Zunahme detektierter Zellen zeigte.

Schlussfolgerungen Langsam patrollierende Immunzellen, dynamisch verfolgbar auf Einzellzellniveau mittels nicht-invasiver time-lapse MRT, verändern ihr Bewegungsmuster auch entfernt zum und in Abhängigkeit von der Art, Dauer und Stärke des zugrundeliegenden inflammatorischen Stimulus.

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Article published online:
11 May 2021