Molekulare MR-Bildgebung und ‘Cell tracking': Methode zur Quantifizierung intrazellulärer superparamagnetischer Eisenoxidpartikel

Ziele: Nach in vitro Zellbeladung mit superparamagnetischen Eisenoxidnanopartikeln ist die Quantifizierung des Eisengehaltes pro Zelle ein Maß für eine erfolgreiche Zellmarkierung, um die Zellen nach Re-Infusion in vivo mittels MRI darstellen zu können. Limitierend für einen breiten Einsatz des Cell tracking (auch im Hinblick auf zukünftige Routineapplikationen) ist die Quantifizierung z.B. mit der Atomabsorptionsspektrometrie (AAS). Da diese u.ä. Methoden hauptsächlich außerhalb der Radiologie durchgeführt werden, haben wir nach einer anwenderfreundlichen Methode gesucht, die zum Routineeinsatz in der Radiologie geeignet ist. Methode: 1–2×106 periphere mononukleäre Blutzellen (PBMC)/ml bzw. CD34+ Stammzellen wurden unter Standardbedingungen in Gegenwart von 140µg/ml SPIO bzw. USPIO (Resovist®, SHU 555 A bzw. SHU 555C, Schering) 30min bzw. 2h kultiviert. Nach der Kultur wurden die Zellen gewaschen, mit Berliner Blau gefärbt und die Absorption spektrophotometrisch gemessen (UltroSpec 500, Amersham). Die Zellen wurden flowzytometrisch (Sysmex XE-2100) gezählt und mikroskopisch (DM5000, Leica) visualisiert. Parallel erfolgte die Eisenquantifizierung mittels MRS-Relaxationsmessung an einem 3T Ganzkörper MRT System (Achieva, Philips) sowie mittels AAS (SpectrAA-10Plus; Varian). Ergebnis: Nach Aufnahme des Absorptionsspektrums wurde anhand bekannter Eisenkonzentrationen (0,5 bis 10µg Fe/ml) eine Standardkurve erstellt. Der Eisengehalt pro Zelle wurde nach lichtmikroskopischer Kontrolle der Nanopartikelaufnahme und Messung der Absorption anhand der Standardkurve errechnet. Spektrophotometrisch erzielte Resultate korrelierten signifikant mit Resultaten der AAS-Messung. Der Vergleich zu T2-Relaxationswerten korrelierte ebenfalls signifikant. Schlussfolgerung: Die vorliegenden Daten zeigen, dass die Quantifizierung von SPIO/USPIO nach Berliner Blau Färbung mittels Absorptionsspektrophotometrie gut machbar ist. Im Gegensatz zu anderen Analysemethoden ist diese Technik anwenderfreundlich und zeigt ein sehr gutes Preis/Leistungsverhältnis. Insbesondere dürfte diese Methode geeignet sein, in der Radiologie etabliert und zukünftig quasi als „bedside“ Analysetest durchgeführt zu werden.

Korrespondierender Autor: Böhm IB

Radiologische Universitätsklinik, Sigmund-Freud Str. 25, 53105 Bonn

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Key words

cell tracking - Eisenoxidnanopartikel - Molekulare Bildgebung