Multiparametric Immunoimaging Maps Inflammatory Signatures in Murine Myocardial Infarction Models

Toner, Yohana C.; Munitz, Jazz; Sullivan, Nathaniel; Sakurai, Ken; Meerwaldt, Anu E.; Brechbühl, Eliane E.S.; Prévot, Geoffrey; Elsas, Yuri van; Maas, Rianne J.F.; Ranzenigo, Anna; Soultanidis, Georgios; Rashidian, Mohammad; Pérez-Medina, Carlos; Heo, Gyu Seong; Gropler, Robert J.; Liu, Yongjian; Reiner, Thomas; Nahrendorf, Matthias; Świrski, Filip K.; Strijkers, Gustav J.; Teunissen, Abraham J. P.; Calcagno, Claudia; Fayad, Zahi A.; Mulder, Willem J. M.; Leent, Mandy M. T. van

doi:10.1016/j.jacbts.2022.12.014

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“…However, the presence of genetic polymorphisms affecting TSPO expression reportedly affected tracer’s aptness. Despite their complex production and high costs, radiolabeled nanobodies targeting specific immune cell epitopes have also been employed for the imaging of leukocytes 60 , 61 and macrophages 26 , 62 in different disease contexts. In comparison, 89 Zr-mA1 is produced through chemical synthesis, using a biocompatible mimetic peptide, offering reduced manufacturing costs.…”

Section: Discussionmentioning

confidence: 99%

Macrophage PET imaging in mouse models of cardiovascular disease and cancer with an apolipoprotein-inspired radiotracer

Toner,

Prévot,

van Leent

et al. 2024

npj Imaging

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Macrophages are key inflammatory mediators in many pathological conditions, including cardiovascular disease (CVD) and cancer, the leading causes of morbidity and mortality worldwide. This makes macrophage burden a valuable diagnostic marker and several strategies to monitor these cells have been reported. However, such strategies are often high-priced, non-specific, invasive, and/or not quantitative. Here, we developed a positron emission tomography (PET) radiotracer based on apolipoprotein A1 (ApoA1), the main protein component of high-density lipoprotein (HDL), which has an inherent affinity for macrophages. We radiolabeled an ApoA1-mimetic peptide (mA1) with zirconium-89 (89Zr) to generate a lipoprotein-avid PET probe (89Zr-mA1). We first characterized 89Zr-mA1’s affinity for lipoproteins in vitro by size exclusion chromatography. To study 89Zr-mA1’s in vivo behavior and interaction with endogenous lipoproteins, we performed extensive studies in wildtype C57BL/6 and Apoe-/- hypercholesterolemic mice. Subsequently, we used in vivo PET imaging to study macrophages in melanoma and myocardial infarction using mouse models. The tracer’s cell specificity was assessed by histology and mass cytometry (CyTOF). Our data show that 89Zr-mA1 associates with lipoproteins in vitro. This is in line with our in vivo experiments, in which we observed longer 89Zr-mA1 circulation times in hypercholesterolemic mice compared to C57BL/6 controls. 89Zr-mA1 displayed a tissue distribution profile similar to ApoA1 and HDL, with high kidney and liver uptake as well as substantial signal in the bone marrow and spleen. The tracer also accumulated in tumors of melanoma-bearing mice and in the ischemic myocardium of infarcted animals. In these sites, CyTOF analyses revealed that natZr-mA1 was predominantly taken up by macrophages. Our results demonstrate that 89Zr-mA1 associates with lipoproteins and hence accumulates in macrophages in vivo. 89Zr-mA1’s high uptake in these cells makes it a promising radiotracer for non-invasively and quantitatively studying conditions characterized by marked changes in macrophage burden.

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Section: Discussionmentioning

confidence: 99%

Macrophage PET imaging in mouse models of cardiovascular disease and cancer with an apolipoprotein-inspired radiotracer

Toner,

Prévot,

van Leent

et al. 2024

npj Imaging

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“…Enquanto guardiões do sistema imunológico, os leucócitos possuem regulação bidirecional para o desenvolvimento de IAMCSST; alguns leucócitos são aterogênicos, enquanto outros são ateroprotetores; alguns sustentam a inflamação após o infarto do miocárdio, enquanto outros a resolvem. 19 Uma revisão construiu um modelo das estratégias terapêuticas do IAMCSST, estudos experimentais anteriores revelaram mecanismos complexos em relação ao desenvolvimento, reparação e remodelação do IAMCSST e modulação da inflamação individualmente com base nas características da condição do paciente no benefício dos pacientes com IAMCSST. 20 Resultados semelhantes puderam ser encontrados na análise funcional do potencial complexo molecular; todos os 3 complexos moleculares potenciais estavam envolvidos na imunidade.…”

Section: Discussionunclassified

Identificação de Potenciais Biomarcadores Cruciais em IAMCSST por Meio de Análise Bioinformática Integrada

Zhao,

Liang,

Yin

et al. 2024

Arquivos Brasileiros De Cardiologia

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Fundamento: O infarto do miocárdio com elevação do segmento ST (IAMCSST) é uma das principais causas de doenças cardiovasculares fatais, que têm sido a principal causa de mortalidade em todo o mundo. O diagnóstico na fase inicial beneficiaria a intervenção clínica e o prognóstico, mas ainda falta a exploração dos biomarcadores do IAMCSST. Objetivos: Neste estudo, conduzimos uma análise bioinformática para identificar potenciais biomarcadores cruciais no progresso do IAMCSST. Métodos: Obtivemos GSE59867 para pacientes com IAMCSST e doença arterial coronariana estável (DACE). Genes diferencialmente expressos (GDEs) foram selecionados com o limiar de |log2fold change| > 0,5 e p < 0,05. Com base nesses genes, conduzimos análises de enriquecimento para explorar a relevância potencial entre genes e para rastrear genes centrais. Posteriormente, os genes centrais foram analisados para detectar miRNAs relacionados e DAVID para detectar fatores de transcrição para análise posterior. Finalmente, o GSE62646 foi utilizado para avaliar a especificidade dos GDEs, com genes demonstrando resultados de AUC superiores a 75%, indicando seu potencial como candidatos a biomarcadores. Posteriormente, os genes centrais foram analisados para detectar miRNAs relacionados e DAVID para detectar fatores de transcrição para análise posterior. Finalmente, o GSE62646 foi utilizado para avaliar a especificidade dos GDEs, com genes demonstrando resultados de AUC superiores a 75%, indicando seu potencial como candidatos a biomarcadores. Resultados: 133 GDEs entre DACE e IAMCSST foram obtidos. Em seguida, a rede PPI de GDEs foi construída usando String e Cytoscape, e análises posteriores determinaram genes centrais e 6 complexos moleculares. A análise de enriquecimento funcional dos GDEs sugere que as vias relacionadas à inflamação, metabolismo e imunidade desempenham um papel fundamental na progressão de DACE para IAMCSST. Além disso, foram previstos miRNAs relacionados, has-miR-124, has-miR-130a/b e has-miR-301a/b regularam a expressão do maior número de genes. Enquanto isso, a análise dos fatores de transcrição indica que EVI1, AML1, GATA1 e PPARG são os genes mais enriquecidos. Finalmente, as curvas ROC demonstram que MS4A3, KLRC4, KLRD1, AQP9 e CD14 exibem alta sensibilidade e especificidade na previsão de IAMCSST. Conclusões: Este estudo revelou que imunidade, metabolismo e inflamação estão envolvidos no desenvolvimento de IAMCSST derivado de DACE, e 6 genes, incluindo MS4A3, KLRC4, KLRD1, AQP9, CD14 e CCR1, poderiam ser empregados como candidatos a biomarcadores para IAMCSST.

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Artificial Intelligence in Diagnostic Medical Image Processing for Advanced Healthcare Applications

Kalita,

Boruah,

Das

et al. 2024

Biological and Medical Physics, Biomedical Engineering

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Multiparametric Immunoimaging Maps Inflammatory Signatures in Murine Myocardial Infarction Models

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Macrophage PET imaging in mouse models of cardiovascular disease and cancer with an apolipoprotein-inspired radiotracer

Macrophage PET imaging in mouse models of cardiovascular disease and cancer with an apolipoprotein-inspired radiotracer

Identificação de Potenciais Biomarcadores Cruciais em IAMCSST por Meio de Análise Bioinformática Integrada

Artificial Intelligence in Diagnostic Medical Image Processing for Advanced Healthcare Applications

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