Multimodal characterization of superparamagnetic particles of iron oxide for inflammation imaging : application to experimental cerebral ischemia

Caractérisation multimodale des particules superparamagnétiques d'oxyde de fer pour l'imagerie de l'inflammation : application à l'ischémie cérébrale expérimentale

Marilena Ioana Marinescu (1)

1 CREATIS - Centre de Recherche en Acquisition et Traitement de l'Image pour la Santé

Several studies on small animals have shown that MRI enhanced with nanoparticles of iron oxide (USPIO) is able to detect the neuroinflammation. However, to our knowledge, no team had yet investigated the potential of this approach for monitoring an anti-inflammatory treatment. In this context, we have demonstrated the feasibility of this approach to monitor the effects of minocycline after cerebral ischemia in mice. MRI is a very sensitive technique for the detection of iron, but the precise location of USPIO as well as their quantification is difficult. We therefore propsed to complete the MRI approach by a new technique to our knowledge in the field of USPIO imaging in the brain : Synchrotron radiation tomography. We here present the first results showing the feasibility of this approach and a comparative study of the sensitivity of two techniques used for the detection of USPIO in the brain. In the last part of our work, we report our results on the biotransformation of USPIOs in the spleen of the mouse during the first 40 days after intravenous injection obtained by transmission electron microscopy (TEM).

Plusieurs études menées chez le petit animal ont montré que l'IRM réhaussé avec les nanoparticules d'oxyde de fer (USPIO) permettait de détecter la neuroinflammation. Cependant, à notre connaissance, aucune équipe n'avait à ce jour étudié le potentiel de cette approche pour le suivi d'un traitement anti-inflammatoire. Dans ce contexte, nous avons démontré la faisabilité de cette approche pour monitorer les effets de la minocycline suite à une ischémie cérébrale chez la souris. L'IRM est une technique très sensible pour la détection du fer, mais la localisation précise des USPIO tout comme leur quantification est difficile. Nous avons donc proposé de compléter l'approche IRM par une technique inédite à notre connaissance dans le domaine de l'imagerie cérébrale des USPIO : la tomographie par rayonnement Synchrotron. Nous présentons ici les tous premiers résultats montrant la faisabilité de l'approche, ainsi qu'une étude comparée de la sensibilité, des deux techniques pour la détection des USPIO dans le cerveau. Dans la première partioe de notre travail , nous apportons nos résultats concernant la biotransformation des USPIOs dans la rate de la souris dans les 40 premiers jours suivant leur injection intraveineuse obtenus en microscopie électronique par transmission (MET).

Mots clés: Stroke; Cerebral ischemia; Magnetic resonance imaging; USPIO; Particles of iron oxides; Transmission electron microscopy

Mots clés: Accidents vasculaires cérébraux; Ischémie cérébrale; Imagerie par résonance magnétique; USPIO; Nanoparticules d’oxyde de fer; Microscopie électronique par transmission

Domaines: Autre [cond-mat.other]

Marilena Ioana Marinescu. Multimodal characterization of superparamagnetic particles of iron oxide for inflammation imaging : application to experimental cerebral ischemia. Other [cond-mat.other]. Université Claude Bernard - Lyon I, 2012. English. ⟨NNT : 2012LYO10004⟩. ⟨tel-00994167⟩