Hubert, Violaine, Hristovska, Ines, Karpati, Szilvia, Benkeder, Sarah, Dey, Arindam, Dumot, Chloé, Amaz, Camille, Chounlamountri, Naura, Watrin, Chantal, Comte, Jean‐Christophe, Chauveau, Fabien, Brun, Emmanuel, Marche, Patrice, Lerouge, Fréderic, Parola, Stéphane, Berthezène, Yves, Vorup‐Jensen, Thomas, Pascual, Olivier, Wiart, Marlène, Cardiovasculaire, métabolisme, diabétologie et nutrition (CarMeN), Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Hospices Civils de Lyon (HCL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Institut NeuroMyoGène (INMG), Université de Lyon-Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Laboratoire de Chimie - UMR5182 (LC), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon)-Institut de Chimie du CNRS (INC), Institute for Advanced Biosciences / Institut pour l'Avancée des Biosciences (Grenoble) (IAB), Centre Hospitalier Universitaire [Grenoble] (CHU)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Etablissement français du sang - Auvergne-Rhône-Alpes (EFS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA), Hospices Civils de Lyon (HCL), Hôpital Louis Pradel [CHU - HCL], Centre de recherche en neurosciences de Lyon (CRNL), Université de Lyon-Université de Lyon-Université Jean Monnet [Saint-Étienne] (UJM)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre Hospitalier le Vinatier [Bron], Synchrotron Radiation for Biomedicine = Rayonnement SynchroTROn pour la Recherche BiomédicalE (STROBE), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), Centre de Recherche en Acquisition et Traitement de l'Image pour la Santé (CREATIS), Université Jean Monnet [Saint-Étienne] (UJM)-Hospices Civils de Lyon (HCL)-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Aarhus University [Aarhus], Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), École normale supérieure de Lyon (ENS de Lyon)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre de recherche en neurosciences de Lyon - Lyon Neuroscience Research Center (CRNL), Université de Lyon-Université de Lyon-Université Jean Monnet - Saint-Étienne (UJM)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Grenoble Alpes (UGA), European Synchroton Radiation Facility [Grenoble] (ESRF), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Jean Monnet - Saint-Étienne (UJM)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Modeling & analysis for medical imaging and Diagnosis (MYRIAD), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Jean Monnet - Saint-Étienne (UJM)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), ANR-15-CE18-0026,NanoBrain,Imagerie de l'inflammation cérébrale dans l'AVC ischémique : développement d'une sonde nanoparticulaire multimodale & méthodes d'imagerie cérébrale(2015), ANR-16-RHUS-0009,MARVELOUS,MARVELOUS(2016), École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Hospices Civils de Lyon (HCL)-Université Jean Monnet - Saint-Étienne (UJM)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Hospices Civils de Lyon (HCL)-Université Jean Monnet - Saint-Étienne (UJM)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Wiart, Marlene, Imagerie de l'inflammation cérébrale dans l'AVC ischémique : développement d'une sonde nanoparticulaire multimodale & méthodes d'imagerie cérébrale - - NanoBrain2015 - ANR-15-CE18-0026 - AAPG2015 - VALID, and MARVELOUS - - MARVELOUS2016 - ANR-16-RHUS-0009 - RHUS - VALID
The purpose of this study is to propose and validate a preclinical in vivo magnetic resonance imaging (MRI) tool to monitor neuroinflammation following ischemic stroke, based on injection of a novel multimodal nanoprobe, NanoGd, specifically designed for internalization by phagocytic cells. First, it is verified that NanoGd is efficiently internalized by microglia in vitro. In vivo MRI coupled with intravenous injection of NanoGd in a permanent middle cerebral artery occlusion mouse model results in hypointense signals in the ischemic lesion. In these mice, longitudinal two‐photon intravital microscopy shows NanoGd internalization by activated CX3CR1‐GFP/+ cells. Ex vivo analysis, including phase contrast imaging with synchrotron X‐ray, histochemistry, and transmission electron microscopy corroborate NanoGd accumulation within the ischemic lesion and uptake by immune phagocytic cells. Taken together, these results confirm the potential of NanoGd‐enhanced MRI as an imaging biomarker of neuroinflammation at the subacute stage of ischemic stroke. As far as it is known, this work is the first to decipher the working mechanism of MR signals induced by a nanoparticle passively targeted at phagocytic cells by performing intravital microscopy back‐to‐back with MRI. Furthermore, using a gadolinium‐based rather than an iron‐based contrast agent raises future perspectives for the development of molecular imaging with emerging computed tomography technologies., Neuroinflammation at the subacute stage of stroke is challenging to monitor in vivo. Here, a novel gadolinium‐based fluorophore‐grafted nanoprobe named NanoGd, specifically designed for internalization by phagocytic cells, is worked with. An in vivo magnetic resonance imaging (MRI) tool is proposed to monitor neuroinflammation following ischemic stroke in mice, which is validated using two‐photon intravital imaging back‐to‐back with MRI for the first time.