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Plateformes

Imagerie TEP, IRM et Optique


La plateforme d’imagerie propose des équipements et une expertise en imagerie du système nerveux central par Résonance Magnétique Nucléaire (RMN), par Tomographie par Emission de Positons (TEP) et par imagerie Optique .
Publié le 14 février 2018



Plateforme IRM


Plateforme TEP et radiochimie


Plateforme Optique

 

Imagerie du système nerveux central par résonance magnétique


Activités

Des techniques d’imagerie haute résolution et de spectroscopie multinucléaire (13C et 31P) sont développées et validées:

  • Séquences RMN optimisées haute résolution du rongeur et du primate (pondérations T1, T2 et T2*)
  • Séquences RMN optimisées pour la spectroscopie cérébrale 1H, 13C et 31P du rongeur et du primate, quantification automatisée de spectres à temps d’écho court
  • Imagerie CEST (« chemical exchange saturation transfer ») du glutamate chez le rongeur
  • L’optimisation de séquences complémentaires peut être réalisée dans le cadre des projets collaboratifs​

Équipement

Les examens peuvent être effectués sur les rongeurs et les primates en confinement de niveau de biosécurité 1, 2 et 3. L'aimant est scellé dans un sarcophage hermétique qui autorise les interventions de maintenance sur l'aimant tout en opérant en conditions confinées.

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Mise en place d'une expérience d'imagerie par résonance magnétique sur l'IRM à 11.7 Tesla préclinique de MIRCen (© P Stroppa/CEA)


  • Aimant horizontal de 7T / 40 cm (Agilent)
  • Gradient dédié pour les primates (29 cm de diamètre intérieur).
  • Gradient dédié pour les rongeurs (12 cm de diamètre intérieur.)
  • Bobines radiofréquence optimisées pour le cerveau et la moëlle de primate et de rongeur
  • Dispositifs de monitorage des paramètres physiologique pour les primates et les rongeurs compatibles avec l’IRM.
  • Aimant horizontal 11.7 T (Bruker) dédié à l'imagerie chez le rongeur, équipé d'une cryosonde (financement NeuraTRIS).


TEP et Radiochimie


Activités

L'expertise de MIRCen dans le domaine de l'imagerie TEP se décline selon les trois axes stratégiques suivant :

1.  un axe de validation de radiotraceurs sur des modèles animaux bien validés de maladies humaines

2.  un axe de validation de modèles animaux à l'aide de l'imagerie TEP de radiotraceurs bien validés

​3.  un axe d'évaluation de nouvelles thérapies en vu du transfert vers la recherche clinique.


La plateforme TEP intéragit étroitement avec les plateformes RMN et Histologie pour la reconstruction 3D d'images multimodales (PF Traitement d'Images).


Dispositif d'imagerie TEP pour petit animal


Équipement

La plateforme d'imagerie TEP comprend aujourd'hui :

  • Deux systèmes TEP permettant la réalisation simultanée de 2 examens TEP pour des études chez le rongeur et le primate (FOCUS 220, Siemens, Knoxville, TN) et possédant les caractéristiques suivantes :

    • un champ de vue axial de 7,6 cm,
    • Un champ de vue transaxial de 19 cm,
    • Une résolution spatiale de 1,4 mm,
    • Une sensibilité de 3,4%.
  • Deux systèmes swisstrace qui permettent la mesure automatisée de la fonction d'entrée dans le sang total 
  • Systèmes d'anesthésie et de monitoring adaptés au petit animal
  • Un laboratoire entièrement équipé pour l'analyse des radiométabolites plasmatiques et la réalisation d'études de distribution
  • Un laboratoire dédié aux études d'autoradiographie avec isotopes longue vie.


La plateforme de radiochimie permet la radiosynthèse et le développement de nouveaux radiotraceurs spécifiques de cibles biologiques impliquées dans des processus pathologiques. Les radiomarquages s'appliquent aux petites molécules (poids moléculaire < 500 Da) comme aux macromolécules (poids moléculaire > 500 Da). Le cyclotron du futur laboratoire permettra de produire les 2 radioisotopes à demi-vie courte 11C et 18F (20,4 et 109,8 min respectivement):

  • Pour le marquage au [18F]fluor, des reactions de substitution nucleophile à partir du [18F]fluorure sont utilisées.
  • Pour le marquage au [11C]carbone, le  [11C]CO2 est le précurseur primaire; des réactions de O- et N-méthylation (à partir du [11C]CH3I or 11CH3OTf) ou des réactions de carbonylation sont essentiellement utilisées.


Un autre radioisotope à demi-vie plus longue sera utilisé ultérieurement quand les pharmacocinétiques du radiotraceur et du processus biologique étudié le nécessiteront.

A la fin des radiosynthèses, tous les radiotraceurs sont analysés par HPLC dans le  laboratoire de contrôle qualité pour évaluer  leurs puretés chimique et radiochimique.


ÉquipementS

Depuis l'ouverture de MIRCen, les traceurs TEP ont été radiomarqués dans le laboratoire de radiochimie du SHFJ à partir d'un cyclotron biomédical et d'automates de radiosynthèse installés dans des enceintes blindées et ventilées, en respectant les réglementations en vigueur. La future nouvelle infrastructure de radiochimie utilisera les mêmes équipements.



​Cyclone 18/18 IBA cyclotron
​Lemer Pax hot cell



Flexlab iPhase synthesizer



Imagerie Optique


Activités

  • Biodistribution de macromolécules (aptamères, anticorps, peptides, nanoparticules)
  • Suivi in vivo de la migration, de la différentiation et de l'amplification de cellules
  • Imagerie in vivo de l'expression de gènes.
Sytème de tomographie optique de diffusion (fDOT)

Système d'endo-microscopie

 

Equipement

  • Un système d'imagerie par fluorescence proche infra-rouge équipé de deux lasers (680 et 740nm) permettant une imagerie quantitative en 3D par tomographie optique de diffusion (fDOT) à une résolution du mm3.
  • Un système d'endo-microscopie confocale fibrée (pCLE) équipé d'un laser à 488nm et permettant l'imagerie in vivo de sondes ou de protéines fluorescentes à une résolution de quelques microns.