María Espinosa Sáenz Alicia Asín Vicente

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Imágenes de resonancia magnética in vivo de expresión de transgenes

Hay un gran interés por obtener imágenes a tiempo real de la expresión génica in vivo debido a que hasta el momento todo el conocimiento proviene de estudios in vitro y observaciones en animales.

Mediante técnicas de resonancia magnética (MR) se obtienen excelentes resoluciones de imágenes aunque la resolución temporal es limitada y la detección es menos sensible que otras técnicas.

Aplicación de RM de imagen

Para aumentar la sensibilidad de la RM, se ha visualizado la expresión del transgén in vivo (Fig. 1).

Mediante varios efectos sinérgicos se puede visualizar la expresión de un receptor de transferrina modificado por ingeniería genética (ETR) como reporter que transporta hasta las células los receptores de nanopartículas de óxido de hierro monocristalino (MION), protegidas por una capa de dextrano a la que se ha conjugado covalentemente la holo-transferrina humana (Tf) obteniendo (Tf-MION).

Se implantaron ratones con células de 9L gliosarcoma establemente transfectadas (ETR+) y transfectadas con control (ETR-). Se les implantó ambos tipos para que pudiera servir como su propio control.

El análisis mostró que sólo los tumores transfectados (ETR+) sobreexpresaban el receptor de transferrina modificado genéticamente en relación con los tumores de control (ETR-) derivados del mismo animal (Fig. 2a y b). Los tumores ETR+ tuvieron más hierro, que los tumores ETR- (Fig. 2c y d).

Figura 1

Figura 2

María Espinosa Sáenz Alicia Asín Vicente

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Para ver si la expresión de transgenes podía ser visualizada directamente en un animal vivo por RM se implantó 2 × 106 células ETR+ en el flanco derecho y 2 × 106 células ETR- en el flanco izquierdo del ratón. Se obtuvieron imágenes de RM que indicaron que las fuentes de hierro di-férrico endógeno no son suficientes para alterar el contraste de la imagen.

Por ello se inyectó Fe Tf-MION al ratón por vía intravenosa para determinar la expresión de transgenes in vivo (Fig. 3). Hubo diferencias sustanciales en las relaciones señal/ruido de RM entre los tumores ETR + (1,7 ± 0,2) y ETR- (9,1 ± 1,4) (Fig. 3).

La microscopía de RM confirmó estos resultados, mostrando una intensidad de señal media global más baja en los tumores ETR + que en los tumores ETR- (Fig. 4).

Figura 4

La intensidad de la señal de RM se relacionó con las concentraciones de Tf MION celular, se observó una correlación entre la expresión de ETR y la señal de RM.

El umbral de detección de la expresión del gen depende de la cantidad de hierro internalizado y de la resolución espacial.

Conclusiones

Se ha demostrado que la expresión de transgenes puede ser visualizado de forma no invasiva por RM de imagen in vivo y que aumentos en los niveles de receptores pueden causar cambios considerables en las señales de RM.

Este método es prometedor para la alta resolución de 'mapping' (detección de tumores), la imagen in vivo, el muestreo repetido y para visualizar la expresión génica endógena durante el desarrollo o la patogénesis de la enfermedad.

Además obtener un gen marcador universal de RM para la expresión génica de imagen sería importante en el control de la terapia génica.

Figura 3