Marlène Wiart, Clément Tavakoli, Violaine Hubert, Inès Hristovska, Chloé Dumot, Stéphane Parola, Frédéric Lerouge, Fabien Chauveau, Emmanuelle Canet-Soulas, Olivier Pascual, David P. Cormode, Emmanuel Brun, Hélène Elleaume, 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), 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 (UGA), Institut NeuroMyoGène (INMG), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Synaptopathies et Autoanticorps [Lyon] (SynatAc), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Hospices Civils de Lyon, Departement de Neurologie (HCL), Laboratoire de Chimie - UMR5182 (LC), 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), University of Pennsylvania, ANR-18-CE19-0003,BREAKTHRU,Développement de l'imagerie bicolore à l'aide d'un scanner X spectral à comptage de photons pour l'évaluation in-vivo de thérapies cellulaires(2018), 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), European Project: 668142,H2020,H2020-PHC-2015-two-stage,SPCCT(2016), École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Wiart, Marlene, APPEL À PROJETS GÉNÉRIQUE 2018 - Développement de l'imagerie bicolore à l'aide d'un scanner X spectral à comptage de photons pour l'évaluation in-vivo de thérapies cellulaires - - BREAKTHRU2018 - ANR-18-CE19-0003 - AAPG2018 - VALID, 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 In Vivo Spectral Photon Counting CT Molecular Imaging in Cardio- and Neuro-Vascular Diseases - SPCCT - - H20202016-01-01 - 2019-12-31 - 668142 - VALID
International audience; The activation of phagocytic cells is a hallmark of many neurological diseases. Imaging them in their 3-dimensional cerebral environment over time is crucial to better understand their role in disease pathogenesis and to monitor their potential therapeutic effects. Phagocytic cells have the ability to internalize metal-based contrast agents both in vitro and in vivo and can thus be tracked by magnetic resonance imaging (MRI) or computed tomography (CT). In this review article, we summarize the different labelling strategies, contrast agents, and in vivo imaging modalities that can be used to monitor cells with phagocytic activity in the central nervous system using MRI and CT, with a focus on clinical applications. Metal-based nanoparticle contrast agents such as gadolinium, gold and iron are ideal candidates for these applications as they have favourable magnetic and/or radiopaque properties and can be fine-tuned for optimal uptake by phagocytic cells. However, they also come with downsides due to their potential toxicity, especially in the brain where they might accumulate. We therefore conclude our review by discussing the pitfalls, safety and potential for clinical translation of these metal-based neuroimaging techniques. Early results in patients with neuropathologies such as multiple sclerosis, stroke, trauma, cerebral aneurysm and glioblastoma are promising. If the challenges represented by safety issues are overcome, phagocytic cells imaging will be a very valuable tool for studying and understanding the inflammatory response and evaluating treatments that aim at mitigating this response in patients with neurological diseases.