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La teinture fluorescente neuve peut s'avérer utile pour des applications biomédicales de représentation

Les scientifiques peuvent surveiller des procédés biomoléculaires en tissu sous tension par des méthodes optiques non envahissantes, telles que la représentation de fluorescence.

Cependant, les teintures fluorescentes utilisées dans ce but sont souvent plutôt instables, et photobleaching, manque de spécificité, et pharmacocinétique faible sont les éditions récurrentes.

Les scientifiques des USA ont développé un écran protecteur moléculaire qui stabilise les teintures fluorescentes de proche-infrared et améliore leur fonctionnalité. Leur synthèse et caractérisation sont rapportées dans le tourillon Angewandte Chemie.

La fluorescence bioimaging emploie souvent la région de la lumière de proche-infrared parce que cette radiothérapie peut efficacement pénétrer le tissu humain. Les teintures fluorescentes conçues ont à cet effet habituellement une architecture moléculaire plate et symétrique, qui favorise l'absorption de la lumière de proche-infrared, mais les teintures doivent également être solubles dans l'eau et transporter les groupes fonctionnels pour conjuguer avec viser des biomolécules, par exemple, des anticorps ou tumeur-gripper des peptides.

Un membre de cette classe des teintures fluorescentes, cyanines appelées de heptamethine, ou le Cy7, est actuel à l'étude dans des applications chirurgicales.

Cependant, les molécules Cy7 ont leurs inconvénients. Leur chromophore de lumière-absorption est vulnérable aux radicaux de l'oxygène, qui mène au blanchiment. De plus, les molécules rigides plates peuvent totaliser et agir l'un sur l'autre non spécifique avec d'autres biomolécules, qui ralentit leur jeu avec le fuselage.

Pour aborder ces éditions, Bradley D. Smith et son groupe à l'université de Notre Dame, Etats-Unis, ont amélioré la constitution chimique de la teinture. Pour protéger le chromophore de heptamethine contre la crise de l'oxygène, ils ont introduit un écran protecteur volumineux et intelligent.

Ils ont fixé un groupe aromatique encombrant sur la partie centrale du chromophore et ont fourni ce premier groupe avec de longues armes de armature projetant au-dessus des deux faces du chromophore, comme un oiseau couvrant son emboîtement de ses ailes.

La teinture donnante droit, que les scientifiques appellent « sterically a protégé la cyanine de heptamethine » ou le s775z, était soluble dans l'eau et si fluorescence stable. L'architecture protégée a évité la totalisation et photobleaching, les auteurs rapportés.

La teinture était exceptionnellement stable contre la dégradation chimique et a pu être enregistrée « indéfiniment » dans un réfrigérateur courant, les auteurs a écrit.

Ils ont également réalisé des études de représentation dans les souris sous tension et ont constaté que s775z, contrairement à tout l'autre les teintures étudiées, ne s'est pas accumulé dans les organes de jeu de sang, mais ont été rincés du fuselage rapidement. D'ailleurs, une version cancer-visée de s775z accumulé à un haut niveau dans les tumeurs et a pu être conçue par la représentation de fluorescence des souris sous tension.

Les auteurs proposent que la teinture neuve de s775z soit utile pour un large éventail d'applications biomédicales de représentation. Ils précisent que la modification d'une molécule plate à une architecture de armature en trois dimensions était la clavette pour rendre ce type des teintures de fluorescence de proche-infrared plus stable et efficace.

Source:
Journal reference:

Li, H-D., et al. (2020) Sterically Shielded Heptamethine Cyanine Dyes for Bioconjugation and High Performance Near-Infrared Fluorescence Imaging Angewandte Chemie International Edition. doi.org/10.1002/anie.202004449.