Etablierung eines Mausmodells zur in vivo-Evaluation neuartiger Bildgebungsstrategien für das Zelltracking mittels PET/MRT und FRI

Ziel/Aim: Um die räumliche und zeitliche Dynamik sowie die Funktion von (genetisch modifizierten) Immunzellen in vivo untersuchen zu können, werden Bildgebungsstrategien für die nicht-invasive longitudinale Zellverfolgung benötigt. Neuartige in vitro-Zellmarkierungsmethoden müssen jedoch zunächst hinsichtlich ihrer Anwendbarkeit in vivo evaluiert werden. Dazu haben wir ein Mausmodell entwickelt, welches die in vivo-Darstellung doppelt-gelabelter Zellen mittels Positronen-Emissions-Tomografie (PET) und Fluoreszenz-Reflektions-Bildgebung (FRI) ermöglicht.

Methodik/Methods: Als zelluläres Modellsystem verwenden wir konditional immortalisierte murine Monozyten-Vorläuferzellen (ER-HoxB8 Zellen), die über lentivirale Transduktion mit Genreportern für die in vivo-Markierung ausgestattet werden können. Ein vielversprechendes Reporterprotein stellt dabei die Thymidinkinase des Herpes-Simplex-Virus Typ 1 (HSV-1 TK) dar, die zu einer intrazellulären Anreicherung des PET-Tracers [¹⁸F]FHBG (9-[4-¹⁸F-fluoro-3-(hydroxymethyl)butyl]guanine) führt. Diese Genreporter (HSV-1 TK)-exprimierenden Zellen werden in unserem Modell zusätzlich in vitro mit einem fluoreszierenden Membranfarbstoff (DiR) markiert. Um Zellnachweisgrenzen abschätzen zu können, werden pro Maus bis zu fünf unterschiedliche Zellzahlen eingesetzt, die jeweils subkutan paravertebral implantiert werden. Im Anschluss an die optische Bildgebung (FRI) erfolgt nach intravenöser Applikation des entsprechenden PET-Tracers ([¹⁸F]FHBG) eine dynamische PET/MRT-Messung.

Ergebnisse/Results: Mit Hilfe dieses neu entwickelten Mausmodells konnten wir am Beispiel doppelt-gelabelter (HSV-1 TK⁺/ DiR⁺) ER-HoxB8 Monozyten die Eignung der untersuchten Markierungsstrategien für das quantitative in vivo-Zelltracking mittels PET/MRT bzw. FRI nachweisen. Sowohl in vivo als auch ex vivo korrelieren die Signalintensitäten beider Bildgebungsmodalitäten positiv mit der implantierten Zellzahl.

Schlussfolgerungen/Conclusions: Das von uns etablierte Mausmodell kann eingesetzt werden, um die in vivo-Anwendbarkeit neuer Zellmarkierungsstrategien zu evaluieren und gleichzeitig methoden- sowie modalitätsspezifische Zellnachweisgrenzen einzuschätzen.

Publikationsverlauf

Artikel online veröffentlicht:
12. März 2025