ITEM METADATA RECORD
Title: Molecular Imaging of Cell- and Gene-based Therapies for Ischemic Cardiovascular Diseases using Positron Emission Tomography and Bioluminescence Imaging
Other Titles: Moleculaire Beeldvorming van cel- en gen-gemedieerde behandelingen voor ischemische cardiovasculaire ziekten gebruik makend van positron emissie tomografie en bioluminescentie beeldvorming
Authors: Gheysens, Olivier
Issue Date: 24-Apr-2009
Abstract: Cardiovasculaire aandoeningen zijn de grootste oorzaak van morbiditeit en mortaliteit en hun socio-economsiche impact zal nog toenemen gezien de vergrijzing van de bevolking en een toenemende levensverwachting. Cel- en gentherapie werden de voorbije jaren als veelbelovende alternatieven beschouwd maar recente klinische studies hebben aangetoond dat veel vragen nog beantwoord moeten worden vooraleer het therapeutisch potentieel ten volle benut kan worden. Moleculaire beeldvorming heeft zich recent ontpopt tot een buitengewoon krachtig instrument en dit doctoraatsonderzoek maakte gebruik van deze technologie om nieuwe beeldvormingsstrategiën te ontwikkelen en valideren om op niet-invasieve en longitudinale wijze overleving van getransplanteerde cellen en transgene expressie op te volgen. In dit werk werd een bestaande beeldvormingstechniek, met name echografie (US), gebruikt om op geleide van het echo-beeld cellen te injecteren in het hart van kleine proefdiermodellen. We optimaliseerden een US systeem dat specifiek ontwikkeld werd voor proefdieren en we hebben aangetoond dat cellen, genetisch gemanipuleerd met het vuurvlieg luciferase, na intramyocardiale injectie longitudinaal opgevolgd kunnen worden met behulp van bioluminescentie beeldvorming (BLI). Deze studie toonde aan dat het meerendeel van de cellen sterft binnen twee weken na injectie. Vervolgens werd deze techniek gebruikt om het effect van verschillende immuunsuppressiva op celoverleving te evalueren en we detecteerden slechts een zeer beperkt en transiënt voordeel. We ontwikkelden ook een strategie om gelijktijdig celoverleving na injectie en de expressie van een therapeutisch gen (Hif-1α) in deze cellen op te volgen door gebruik te maken van twee verschillende optische reporter genen. Hiervoor gebruikten we een indirecte beeldvormingsmethode gebaseerd op een dubbel promoter systeem om de expressie van Hif-1α af te leiden uit het optisch signaal. Deze techniek kan aangewend worden om het effect van genetisch gemanipuleerde cellen op overleving te evalueren. Gentherapie is een veelbelovende therapie voor ischemische ziekten en we hebben een gegeneraliseerde vector ontwikkeld en gevalideerd die in staat is om zowel de transgene expressie te beperken tot het doelorgaan en een aanvaardbaar expressieniveau te bereiken door het gebruik van een twee-staps transcriptioneel amplificatiesysteem (TSTA). Deze vector beperkt de expressie tot het doelorgaan via een cardio-specifieke promoter. De aanwezigheid van een bi-directioneel systeem maakt het tevens mogelijk om de expressie van twee optische reporter genen perfect op elkaar af te stellen. Deze techniek is veelbelovend voor therapeutische doeleinden waarbij één reporter gen vervangen worden door een therapeutisch gen zodat de expressie van het therapeutisch gen kan afgeleid worden uit het optisch signaal. Tenslotte hebben we een directe labelingsstrategie met een PET tracer, 18F-HFB, geëvalueerd om cellen op te volgen in het hart na intracoronaire toediening in een varkensmodel van ischemie-reperfusie. BMNC geïsoleerd uit het varken werden succesvol gelabeld met 18F-HFB en PET-CT beeldvorming na intracoronaire toediening toonde aan dat slechts een kleine fractie van de cellen teruggevonden werd in het ischemisch bedreigd gebied. Na validatie van deze methode werd nagegaan of inhalatie met stikstofmonoxide een gunstig effect had op migratie en retentie van cellen, maar er kon geen duidelijke stijging in aantal beenmergcellen in de betrokken regio van het hart worden aangetoond in de acute fase van dit experimenteel model. Dit werk kan bijdragen tot betere inzichten in (1) de overleving van getransplanteerde cellen en het optimaliseren van therapeutische interventies, (2) de kinetiek en het veiligheidsprofiel van transgene expressie, en (3) de translatie van cel- en gentherapiën van kleine proefdiermodellen naar klinisch relevante grote proefdiermodellen. Ons gevalideerd TSTA-systeem wordt momenteel gebruikt om het therapeutisch effect van Hif-1α te evalueren in een muismodel van acuut myocard infarct. Daarenboven zal onze directe labelingsstrategie aangewend worden om verschillende strategiën te testen die retentie en migratie van cellen na transplantatie kunnen bevorderen en om verschillende toedieningswijzen onderling te evalueren.
Publication status: published
KU Leuven publication type: TH
Appears in Collections:Clinical Residents Medicine
Cardiology
Nuclear Medicine & Molecular Imaging

Files in This Item:

There are no files associated with this item.

Request a copy

 




All items in Lirias are protected by copyright, with all rights reserved.