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Microfluidic On-chip Capture-cycloaddition Reaction to Reversibly Immobilize Small Molecules or Multi-component Structures for Biosensor Applications

Methods  for rapid surface immobilization of bioactive small molecules with control over  orientation and immobilization density are highly desirable for ...

Massachusetts General Hospital

Homochiral ring-C precursors 34 of Vitamin B(12) have been prepared by Ireland-Claisen rearrangement of allyl esters 32, followed by a novel Si-assisted elimination of HBr. [reaction: see text]

Enantioselective syntheses of ring-C precursors of vitamin B12. Substrate control. A novel Si-assisted elimination of vinyl bromides.

Alkyne acids 11 were prepared in an enantioselective fashion from allylic ester derivatives 18 or 20 by Ireland-Claisen rearrangement, followed by Si-assisted elimination of HBr. The title compounds are attractive ring D synthons for an ongoing synthesis of cobyric acid.

Toward the synthesis of cobyric acid. Enantioselective syntheses of completely differentiated ring D synthons.

The Disrupted in Schizophrenia 1 (DISC1) gene is disrupted by a balanced chromosomal translocation (1; 11) (q42; q14.3) in a Scottish family with a high incidence of major depression, schizophrenia, and bipolar disorder. Subsequent studies provided indications that DISC1 plays a role in brain development. Here, we demonstrate that suppression of DISC1 expression reduces neural progenitor proliferation, leading to premature cell cycle exit and differentiation. Several lines of evidence suggest that DISC1 mediates this function by regulating GSK3beta. First, DISC1 inhibits GSK3beta activity through direct physical interaction, which reduces beta-catenin phosphorylation and stabilizes beta-catenin. Importantly, expression of stabilized beta-catenin overrides the impairment of progenitor proliferation caused by DISC1 loss of function. Furthermore, GSK3 inhibitors normalize progenitor proliferation and behavioral defects caused by DISC1 loss of function. Together, these results implicate DISC1 in GSK3beta/beta-catenin signaling pathways and provide a framework for understanding how alterations in this pathway may contribute to the etiology of psychiatric disorders.

Disrupted in schizophrenia 1 regulates neuronal progenitor proliferation via modulation of GSK3beta/beta-catenin signaling.

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&#x5177;&#x6709;&#x7EA6;&#x675F;&#x529B;&#x7684;&#x4EB2;&#x548C;&#x6027;&#x548C;&#x9488;&#x5BF9;&#x6027;&#x5C0F;&#x5206;&#x5B50;&#x4FEE;&#x9970;&#x7EB3;&#x7C73;&#x7C92;&#x5B50;&#x52A8;&#x529B;&#x5B66;&#x5206;&#x6790;&#x3002;

Nanoparticles bearing surface-conjugated targeting ligands are increasingly being explored for a variety of biomedical applications. The multivalent conjugation of targeting ligands on the surface of nanoparticles is presumed to enhance binding to the desired target. However, given the complexities inherent in the interactions of nanoparticle surfaces with proteins, and the structural diversity of nanoparticle scaffolds and targeting ligands, our understanding of how conjugation of targeting ligands affects nanoparticle binding remains incomplete. Here, we use surface plasmon resonance (SPR) to directly and quantitatively study the affinity and binding kinetics of nanoparticles that display small molecules conjugated to their surface. We studied the interaction between a single protein target and a structurally related series of targeting ligands whose intrinsic affinity varies over a 4500-fold range and performed SPR at protein densities that reflect endogenous receptor densities. We report that even weak small molecule targeting ligands can significantly enhance target-specific avidity (by up to 4 orders of magnitude) through multivalent interactions and also observe a much broader range of kinetic effects than has been previously reported. Quantitative measurement of how the affinity and kinetics of nanoparticle binding vary as a function of different surface conjugations is a rapid, generalizable approach to nanoparticle characterization that can inform the design of nanoparticles for biomedical applications.

Binding affinity and kinetic analysis of targeted small molecule-modified nanoparticles.

Nanoparticules surface d&#x26;#39;appui conjugu&#xE9; des ligands de ciblage de plus en plus &#xE0; l&#x26;#39;&#xE9;tude pour une vari&#xE9;t&#xE9; d&#x26;#39;applications biom&#xE9;dicales. La conjugaison multivalent de ligands de ciblage sur la surface des nanoparticules est pr&#xE9;sum&#xE9;e pour am&#xE9;liorer la liaison &#xE0; la cible souhait&#xE9;e. Toutefois, &#xE9;tant donn&#xE9; les complexit&#xE9;s inh&#xE9;rentes aux interactions de surfaces des nanoparticules avec des prot&#xE9;ines, et de la diversit&#xE9; structurelle des &#xE9;chafaudages et des ligands de ciblage des nanoparticules, notre compr&#xE9;hension de la fa&#xE7;on dont la conjugaison des ligands de ciblage affecte contraignant nanoparticules reste incompl&#xE8;te. Ici, on utilise r&#xE9;sonance plasmonique de surface (SPR) pour directement et quantitativement &#xE9;tudier l&#x26;#39;affinit&#xE9; et la cin&#xE9;tique de liaison de nanoparticules qui affichent les petites mol&#xE9;cules conjugu&#xE9;es &#xE0; leur surface. Nous avons &#xE9;tudi&#xE9; l&#x26;#39;interaction entre une prot&#xE9;ine cible unique et une s&#xE9;rie de structure apparent&#xE9;e de ligands de ciblage dont intrins&#xE8;que affinit&#xE9; varie sur une plage de 4500 fois et r&#xE9;alis&#xE9;e SPR &#xE0; des densit&#xE9;s de prot&#xE9;ines qui refl&#xE8;tent la densit&#xE9; des r&#xE9;cepteurs endog&#xE8;nes. Nous rapportons que m&#xEA;me mol&#xE9;cule faibles petite ligands de ciblage peut consid&#xE9;rablement am&#xE9;liorer sp&#xE9;cifique de la cible avidit&#xE9; (jusqu&#x26;#39;&#xE0; 4 ordres de grandeur) &#xE0; travers des interactions multivalentes et aussi observer un &#xE9;ventail beaucoup plus large des effets cin&#xE9;tiques que ce qui a &#xE9;t&#xE9; pr&#xE9;c&#xE9;demment rapport&#xE9;. La mesure quantitative de la fa&#xE7;on dont l&#x26;#39;affinit&#xE9; et la cin&#xE9;tique de la liaison des nanoparticules varie en fonction de conjugaisons de surface diff&#xE9;rentes est une approche rapide et g&#xE9;n&#xE9;ralisables &#xE0; la caract&#xE9;risation des nanoparticules qui peuvent &#xE9;clairer la conception de nanoparticules pour des applications biom&#xE9;dicales.

Affinit&#xE9; de liaison et de l&#x26;#39;analyse cin&#xE9;tique de petites mol&#xE9;cules cibl&#xE9;es modifi&#xE9;s nanoparticules

Nanopartikel mit Oberfl&auml;che-konjugierten zielende Liganden werden zunehmend f&uuml;r eine Vielzahl von biomedizinischen Anwendungen erforscht. Die multivalenter Konjugation des Zielens der Liganden auf der Oberfl&auml;che von Nanopartikeln ist vermutlich Bindung an das gew&uuml;nschte Ziel zu erh&ouml;hen. Angesichts der Komplexit&auml;t der Interaktionen von Nanopartikel-Oberfl&auml;chen mit Proteinen und der strukturellen Vielfalt der Nanopartikel Ger&uuml;sten und zielenden Liganden, unser Verst&auml;ndnis der Auswirkungen der Konjugation des Zielens der Liganden auf die Nanopartikel Bindung bleibt unvollst&auml;ndig innewohnen. Hier haben wir Surface Plasmon Resonance (SPR) verwendet, um direkt und quantitativen Untersuchung der Affinit&auml;t und Bindung vorgesehen von Nanopartikeln, die kleine Molek&uuml;le, die konjugiert an ihrer Oberfl&auml;che anzeigen. Wir studierten die Interaktion zwischen ein einziges Protein-Ziel und eine strukturell &auml;hnlicher Reihe des Zielens der Liganden deren immanente Affinit&auml;t variiert &uuml;ber einen 4500-fold und ausgef&uuml;hrt SPR bei Protein-dichten, die endogene Rezeptor dichten widerspiegeln. Wir berichten, dass auch schwache niedermolekularer Zielgruppenadressierung Liganden kann erheblich verbessern zielspezifische Avidit&auml;t (um bis zu 4 Gr&ouml;&szlig;enordnungen) durch multivalenter Interaktionen und beachten Sie auch eine viel breitere Palette an kinetische Effekte als zuvor berichtet wurde. Quantitative Messung der wie die Affinit&auml;t und die Kinetik der Nanopartikel-Bindung als Funktion der verschiedenen Oberfl&auml;chen Konjugationen variieren ist eine schnelle generalisierbares Ann&auml;herung an Nanopartikel-Charakterisierung, die das Design von Nanopartikeln f&uuml;r Biomedizinische Anwendungen informieren kann.

Verbindliche Affinit&auml;t und kinetische Analyse der gezielten kleinen Molek&uuml;l-modifizierte Nanopartikel.

Le nanoparticelle cuscinetto ligandi targeting coniugata con superficie vengono valutate sempre pi&ugrave; per una variet&agrave; di applicazioni biomediche. La coniugazione polivalente di targeting ligandi sulla superficie delle nanoparticelle &egrave; presunta per migliorare l&#39;associazione alla destinazione desiderata. Tuttavia, data la complessit&agrave; inerente le interazioni di superficie delle nanoparticelle con proteine e la diversit&agrave; strutturale delle nanoparticelle ponteggi e ligandi targeting, la nostra comprensione di come coniugazione di targeting ligandi influisce nanoparticella associazione resti incompleti. Qui, usiamo la risonanza plasmonica di superficie (SPR) direttamente e quantitativamente studiare la cinetica di affinit&agrave; e l&#39;associazione delle nanoparticelle che visualizzano le piccole molecole coniugate alla loro superficie. Abbiamo studiato l&#39;interazione tra un singola proteina bersaglio e una serie di targeting ligandi cui affinit&agrave; intrinseca varia in un intervallo di 4500-fold ed eseguite SPR a densit&agrave; di proteine che riflettono la densit&agrave; dei recettori endogeni strutturalmente correlata. Segnaliamo che anche debole piccola molecola targeting ligandi pu&ograve; aumentare significativamente avidit&agrave; mirate (da fino a 4 ordini di grandezza) attraverso le interazioni polivalente e anche osservare una gamma molto pi&ugrave; ampia di effetti cinetici che &egrave; stato segnalato in precedenza. Misura quantitativa di quanto l&#39;affinit&agrave; e la cinetica della nanoparticella associazione variano in funzione della superficie coniugazioni &egrave; un approccio rapido, generalizzabile alla caratterizzazione di nanoparticelle che pu&ograve; informare la progettazione delle nanoparticelle per applicazioni biomediche.

Associazione affinit&agrave; e analisi cinetica di mirati nanoparticelle piccole molecola modificata.

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&#xBC14;&#xC778;&#xB529; &#xC120;&#xD638;&#xB3C4; &#xBC0F; &#xB300;&#xC0C1;&#xB41C; &#xC791;&#xC740; &#xBD84;&#xC790; &#xC218;&#xC815; &#xB098;&#xB178; &#xC785;&#xC790;&#xC758; &#xC6B4;&#xB3D9; &#xBD84;&#xC11D;.

Nanopart&#xED;culas teniendo de superficie conjugados ligandos de cada vez se exploran para una variedad de aplicaciones biom&#xE9;dicas. La conjugaci&#xF3;n multivalente de ligandos en la superficie de las nanopart&#xED;culas se presume para mejorar la uni&#xF3;n a la diana deseada. Sin embargo, dada la complejidad inherente a las interacciones de superficies de nanopart&#xED;culas con prote&#xED;nas, y la diversidad estructural de los andamios de las nanopart&#xED;culas y los ligandos de orientaci&#xF3;n, nuestra comprensi&#xF3;n de c&#xF3;mo la conjugaci&#xF3;n de los ligandos de uni&#xF3;n afecta a las nanopart&#xED;culas sigue siendo incompleta. Aqu&#xED;, nosotros usamos resonancia de plasmones superficiales (SPR) para forma directa y cuantitativa el estudio de la afinidad y cin&#xE9;tica de uni&#xF3;n de las nanopart&#xED;culas que muestran peque&#xF1;as mol&#xE9;culas conjugadas con su superficie. Se estudi&#xF3; la interacci&#xF3;n entre una prote&#xED;na diana &#xFA;nica y una serie estructuralmente relacionado de ligandos de afinidad intr&#xED;nseca cuyos var&#xED;a en un rango de 4500-pliegue y realiza SPR a densidades de prote&#xED;nas end&#xF3;genas que reflejan las densidades de los receptores. Nos informan de que, incluso peque&#xF1;a mol&#xE9;cula de ligandos d&#xE9;bil puede mejorar significativamente la meta espec&#xED;fica de la avidez (hasta 4 &#xF3;rdenes de magnitud) a trav&#xE9;s de interacciones multivalentes y tambi&#xE9;n observar una gama mucho m&#xE1;s amplia de efectos cin&#xE9;ticos que se ha informado anteriormente. La medici&#xF3;n cuantitativa de la forma en la afinidad y la cin&#xE9;tica de uni&#xF3;n de nanopart&#xED;culas variar como una funci&#xF3;n de conjugaci&#xF3;n de superficie diferentes es un enfoque r&#xE1;pido, generalizable a la caracterizaci&#xF3;n de nanopart&#xED;culas que pueden informar el dise&#xF1;o de nanopart&#xED;culas para aplicaciones biom&#xE9;dicas.

Afinidad de uni&#xF3;n y el an&#xE1;lisis cin&#xE9;tico de espec&#xED;ficos en peque&#xF1;a mol&#xE9;cula-nanopart&#xED;culas modificadas

&#x8BC4;&#x4EF7;&#x7684;&#x751F;&#x7269;&#x5B66;&#x6548;&#x5E94;&#xFF0C;&#x65E2;&#x9700;&#x8981;&#x548C;&#x610F;&#x5916;&#xFF0C;&#x9020;&#x6210;&#x5236;&#x9020;&#x7EB3;&#x7C73;&#x7C92;&#x5B50; (&#x6700;) &#x662F;&#x5BF9;&#x7EB3;&#x7C73;&#x6280;&#x672F;&#x81F3;&#x5173;&#x91CD;&#x8981;&#x3002;&#x5B9E;&#x9A8C;&#x7814;&#x7A76;&#xFF0C;&#x5C24;&#x5176;&#x662F;&#x6BD2;&#x7406;&#x5B66;&#x3001; &#x662F;&#x975E;&#x5E38;&#x8017;&#x65F6;&#x3001; &#x6210;&#x672C;&#x9AD8;&#x6602;&#xFF0C;&#x800C;&#x4E14;&#x5F80;&#x5F80;&#x662F;&#x4E0D;&#x5207;&#x5B9E;&#x9645;&#x7684;&#x53D1;&#x5C55;&#x6709;&#x6548;&#x7684;&#x8BA1;&#x7B97;&#x65B9;&#x6CD5;&#x7684;&#x8C03;&#x7528;&#x80FD;&#x591F;&#x9884;&#x6D4B;&#x751F;&#x7269;&#x6548;&#x5E94;&#x7684;&#x6700;&#x3002;&#x4E3A;&#x6B64;&#xFF0C;&#x6211;&#x4EEC;&#x8C03;&#x67E5;&#x4E86; cheminformatics &#x65B9;&#x6CD5;&#xFF0C;&#x4F8B;&#x5982;&#x5B9A;&#x91CF;&#x6784;&#x6548;&#x5173;&#x7CFB; (QSAR) &#x5EFA;&#x6A21;&#x7EDF;&#x8BA1;&#x5B66;&#x610F;&#x4E49;&#x4E4B;&#x95F4;&#x5EFA;&#x7ACB;&#x5173;&#x7CFB;&#x7684;&#x6700;&#x6D4B;&#x91CF;&#x751F;&#x7269;&#x6D3B;&#x6027;&#x6982;&#x51B5;&#x548C;&#x5176;&#x7269;&#x7406;&#x3001; &#x5316;&#x5B66;&#x548C;&#x51E0;&#x4F55;&#x5C5E;&#x6027;&#xFF0C;&#x901A;&#x8FC7;&#x5B9E;&#x9A8C;&#x6D4B;&#x91CF;&#xFF0C;&#x6216;&#x8BA1;&#x7B97;&#x4ECE;&#x7ED3;&#x6784;&#x4E2D;&#x6700;&#x7684;&#x6F5C;&#x529B;&#x3002;&#x4E3A;&#x4E86;&#x53CD;&#x6620;&#x7814;&#x7A76;&#x7684;&#x8303;&#x56F4;&#xFF0C;&#x6211;&#x4EEC;&#x79F0;&#x4E3A;&#x6211;&#x4EEC;&#x7684;&#x65B9;&#x6CD5;&#x5B9A;&#x91CF;&#x7EB3;&#x7C73;&#x7ED3;&#x6784;-&#x6D3B;&#x6027;&#x5173;&#x7CFB; &#xFF08;QNAR&#xFF09; &#x5EFA;&#x6A21;&#x3002;&#x6211;&#x4EEC;&#x91C7;&#x7528;&#x4E86;&#x4E24;&#x5957;&#x4EE3;&#x8868;&#x6700;&#x6700;&#x8FD1;&#x4F7F;&#x7528;&#x4F53;&#x5916;&#x7EC6;&#x80DE;&#x7684;&#x6D4B;&#x8BD5;&#x65B9;&#x6CD5;&#x7814;&#x7A76;&#xFF1A; (i) 51 &#x5404;&#x79CD;&#x6700;&#x5177;&#x6709;&#x4E0D;&#x540C;&#x91D1;&#x5C5E;&#x6838; &#xFF08;&#x5904;&#x7406;&#x5668;&#x56FD;&#x6C11;&#x5B66;&#x4F1A;&#x8D28;&#x63A7; 2008 &#x5E74; 105&#xFF0C;7387 7392) &#x548C; (ii) 109 &#x6700;&#x76F8;&#x4F3C;&#x7684;&#x6838;&#x5FC3;&#xFF0C;&#x4F46;&#x4E0D;&#x540C;&#x8868;&#x9762;&#x4FEE;&#x9970;&#x7B26; (nat&#x3002; Biotechnol.2005 &#x5E74;&#xFF0C;23&#xFF0C;1418&#x5E74; 1423&#x5E74;)&#x3002;&#x6211;&#x4EEC;&#x5DF2;&#x751F;&#x6210;&#x7684; QNAR &#x6A21;&#x578B;&#x4F7F;&#x7528;&#x673A;&#x5668;&#x5B66;&#x4E60;&#x65B9;&#x6CD5;&#xFF0C;&#x5982;&#x652F;&#x6301;&#x5411;&#x91CF;&#x673A; (SVM)-&#x57FA;&#x4E8E;&#x7684;&#x5206;&#x7C7B;&#x548C; k &#x6700;&#x8FD1;&#x90BB; &#xFF08;kNN&#xFF09;-&#x57FA;&#x4E8E;&#x56DE;&#x5F52; &#xFF1B;&#x8868;&#x660E;&#x5176;&#x5916;&#x90E8;&#x9884;&#x6D4B;&#x7535;&#x529B;&#x662F;&#x9AD8;&#x8FBE; 73%&#x7684;&#x5206;&#x7C7B;&#x5EFA;&#x6A21;&#x548C;&#x62E5;&#x6709; R(2) &#x7684;&#x56DE;&#x5F52;&#x6A21;&#x578B;&#x4E3A; 0.72&#x3002;&#x6211;&#x4EEC;&#x7684;&#x7814;&#x7A76;&#x7ED3;&#x679C;&#x8868;&#x660E; QNAR &#x6A21;&#x578B;&#x53EF;&#x8058;&#x8BF7;&#xFF1A; (i) &#x9884;&#x6D4B;&#x751F;&#x7269;&#x6D3B;&#x52A8;&#x6982;&#x51B5;&#x7684;&#x65B0;&#x578B;&#x7EB3;&#x7C73;&#x6750;&#x6599;&#x53CA; (ii) &#x4F18;&#x5148;&#x8BBE;&#x8BA1;&#x548C;&#x5236;&#x9020;&#x7EB3;&#x7C73;&#x6750;&#x6599;&#x8D70;&#x5411;&#x66F4;&#x597D;&#x548C;&#x66F4;&#x5B89;&#x5168;&#x7684;&#x4EA7;&#x54C1;&#x3002;

&#x5B9A;&#x91CF;&#x7EB3;&#x7C73;&#x7ED3;&#x6784;-&#x6D3B;&#x6027;&#x5173;&#x7CFB;&#x5EFA;&#x6A21;&#x3002;

Evaluation of biological effects, both desired and undesired, caused by manufactured nanoparticles (MNPs) is of critical importance for nanotechnology. Experimental studies, especially toxicological, are time-consuming, costly, and often impractical, calling for the development of efficient computational approaches capable of predicting biological effects of MNPs. To this end, we have investigated the potential of cheminformatics methods such as quantitative structure-activity relationship (QSAR) modeling to establish statistically significant relationships between measured biological activity profiles of MNPs and their physical, chemical, and geometrical properties, either measured experimentally or computed from the structure of MNPs. To reflect the context of the study, we termed our approach quantitative nanostructure-activity relationship (QNAR) modeling. We have employed two representative sets of MNPs studied recently using in vitro cell-based assays: (i) 51 various MNPs with diverse metal cores (Proc. Natl. Acad. Sci. 2008, 105, 7387-7392) and (ii) 109 MNPs with similar core but diverse surface modifiers (Nat. Biotechnol. 2005, 23, 1418-1423). We have generated QNAR models using machine learning approaches such as support vector machine (SVM)-based classification and k nearest neighbors (kNN)-based regression; their external prediction power was shown to be as high as 73% for classification modeling and having an R(2) of 0.72 for regression modeling. Our results suggest that QNAR models can be employed for: (i) predicting biological activity profiles of novel nanomaterials, and (ii) prioritizing the design and manufacturing of nanomaterials toward better and safer products.

Quantitative nanostructure-activity relationship modeling.

&#xC9;valuation des effets biologiques, &#xE0; la fois d&#xE9;sir&#xE9;s et ind&#xE9;sirables, caus&#xE9;es par des nanoparticules manufactur&#xE9;es (MNPS) est d&#x26;#39;une importance critique pour la nanotechnologie. Des &#xE9;tudes exp&#xE9;rimentales, en particulier toxicologiques, prennent beaucoup de temps, co&#xFB;teux et souvent peu pratique, appelant &#xE0; l&#x26;#39;&#xE9;laboration d&#x26;#39;approches efficaces de calcul capables de pr&#xE9;dire les effets biologiques des micronutriments en poudre. &#xC0; cette fin, nous avons &#xE9;tudi&#xE9; le potentiel des m&#xE9;thodes chimio comme quantitatives structure-activit&#xE9; (QSAR) la mod&#xE9;lisation d&#x26;#39;&#xE9;tablir des relations statistiquement significatives entre les profils d&#x26;#39;activit&#xE9; mesur&#xE9;es biologiques de micronutriments en poudre et de leur caract&#xE9;ristiques physiques, chimiques, et les propri&#xE9;t&#xE9;s g&#xE9;om&#xE9;triques, soit mesur&#xE9; exp&#xE9;rimentalement ou calcul&#xE9; de la structure de MNPs. Afin de refl&#xE9;ter le contexte de l&#x26;#39;&#xE9;tude, nous avons appel&#xE9; notre approche quantitative nanostructure-activit&#xE9; (QNAR) la mod&#xE9;lisation. Nous avons utilis&#xE9; deux s&#xE9;ries repr&#xE9;sentatives de MNPs &#xE9;tudi&#xE9;s r&#xE9;cemment en utilisant des cellules in vitro tests bas&#xE9;s sur: (i) 51 MNPS diverses avec des noyaux m&#xE9;talliques divers (Proc. Natl Acad Sci 2008, 105, 7387-7392...) Et (ii) 109 MNPs avec le noyau similaire, mais modificateurs de surface divers (Nat. Biotechnol. 2005, 23, 1418-1423). Nous avons g&#xE9;n&#xE9;r&#xE9; des mod&#xE8;les QNAR en utilisant des approches de machine learning, telles que la machine &#xE0; vecteurs de support (SVM) ax&#xE9;e sur la classification et k plus proches voisins (KNN) bas&#xE9;e sur la r&#xE9;gression; leur pouvoir de pr&#xE9;diction externe a &#xE9;t&#xE9; montr&#xE9; &#xE0; &#xEA;tre aussi &#xE9;lev&#xE9;e que 73% pour la mod&#xE9;lisation de classification et ayant une R (2) de 0,72 pour la mod&#xE9;lisation de r&#xE9;gression. Nos r&#xE9;sultats sugg&#xE8;rent que les mod&#xE8;les QNAR peuvent &#xEA;tre utilis&#xE9;s pour: (i) la pr&#xE9;vision des profils d&#x26;#39;activit&#xE9; biologiques de nanomat&#xE9;riaux, et (ii) la priorit&#xE9; &#xE0; la conception et la fabrication des nanomat&#xE9;riaux &#xE0; l&#x26;#39;&#xE9;gard des produits meilleurs et plus s&#xFB;rs.

Mod&#xE9;lisation quantitative des relations nanostructures activit&#xE9;

Bewertung der biologischen Wirkungen, sowohl erw&uuml;nschte und unerw&uuml;nschte, verursacht durch hergestellten Nanopartikel (MNPs) ist von entscheidender Bedeutung f&uuml;r die Nanotechnologie. Experimentelle Studien, insbesondere toxikologische, sind zeitaufwendig, teuer und oft unpraktisch, fordern die Entwicklung effizienter computational Ans&auml;tze Steuern biologische Auswirkungen MNPs f&auml;hig. Zu diesem Zweck haben wir das Potenzial der Chemoinformatik Methoden wie quantitative Struktur-Aktivit&auml;ts-Beziehungen (QSAR) um statistisch signifikante Beziehungen zwischen gemessenen biologische Aktivit&auml;tsprofile von MNPs und ihre physikalischen, chemischen und geometrischen Eigenschaften, experimentell gemessen oder berechnet aus der Struktur des MNPs einrichten Modellierung untersucht. Um den Rahmen der Studie zu reflektieren, genannt wir unseren Ansatz quantitative Nanostruktur-Wirkungs-Beziehung (QNAR) Modellierung. Wir haben zwei repr&auml;sentative Gruppen von MNPs k&uuml;rzlich mit in-vitro-zellbasierte Assays untersucht eingesetzt: i 51 verschiedenen MNPs mit diversen metallischen Kernen (proc. National Amauta Sci 2008, 105, 7387-7392) und (Ii) 109 MNPs mit &auml;hnlichen Kern aber diverse Oberfl&auml;chen Modifikatoren (NAT Biotechnol. 2005, 23, 1418 &ndash; 1423). Wir haben QNAR-Modelle mit Computerlernen Ans&auml;tze wie Unterst&uuml;tzung Vektor computerbasiert (SVM) - basierte Klassifikation und k-n&auml;chsten Nachbarn (kNN) - Regression generiert; Ihre externe Vorhersage macht wurde gezeigt, um bis zu 73 % f&uuml;r die Klassifizierung Modellierung und habend ein Optionsbildschirm von 0,72 f&uuml;r Regression Modellierung sein. Unsere Ergebnisse legen nahe, dass QNAR Modelle eingesetzt werden k&ouml;nnen: (i) die Vorhersage biologische Aktivit&auml;t Profilen neuartige Nanomaterialien, und (Ii) Priorisierung der Gestaltung und Herstellung von Nanomaterialien in Richtung bessere und sicherere Produkte.

Qualitative Nanostruktur-Wirkungs-Beziehung-Modellierung.

Valutazione degli effetti biologici, sia voluta e indesiderati, causata da nanoparticelle prodotte (dei) sono di importanza critica per le nanotecnologie. Studi sperimentali, soprattutto tossicologici, sono lunghe, costose e spesso impraticabile, chiamata per lo sviluppo di approcci computazionali efficienti in grado di prevedere gli effetti biologici dei. A tal fine, abbiamo studiato il potenziale dei metodi chemioinformatica come relazione quantitativa struttura-attivit&agrave; (QSAR) modellazione per stabilire relazioni statisticamente significative tra profili di attivit&agrave; biologica misurata dei e loro propriet&agrave; fisiche, chimiche e geometriche, misurata sperimentalmente o calcolata dalla struttura dei. Per riflettere il contesto dello studio, abbiamo definito il nostro approccio quantitativo nanostruttura-activity relationship (QNAR) modellazione. Noi abbiamo impiegato due insiemi rappresentativi dei studiato recentemente mediante saggi in vitro cell-based: (i) 51 dei vari con diversi nuclei metallici (proc. Natl. acad. sci. 2008, 105, 7387-7392) e (ii) 109 dei con core simili ma diversi modificatori di superficie (NAT Biotechnol. 2005, 23, 1418-1423). Noi abbiamo generato modelli QNAR utilizzando approcci di apprendimento automatico come regressione di macchina (SVM) - basato su classificazione e k vicini pi&ugrave; prossimi (kNN) - basata di supporto vettoriale; il loro potere di predizione esterno ha dimostrato di essere alto come il 73% per la classificazione di modellazione e avendo un R(2) di 0,72 per la modellazione di regressione. I nostri risultati suggeriscono che i modelli QNAR possono essere impiegati per: (i) prevedere profili di attivit&agrave; biologica di nuovi nanomateriali e (ii) priorit&agrave; la progettazione e produzione di nanomateriali verso prodotti migliori e pi&ugrave; sicure.

Modellazione di relazioni quantitative nanostruttura-attivit&agrave;.

&#x30CA;&#x30CE;&#x7C92;&#x5B50;&#x306B;&#x3088;&#x3063;&#x3066;&#x5F15;&#x304D;&#x8D77;&#x3053;&#x3055;&#x308C;&#x308B;&#x5E0C;&#x671B;&#x3068;&#x671B;&#x307E;&#x3057;&#x304F;&#x306A;&#x3044;&#x4E21;&#x65B9;&#x306E;&#x751F;&#x7269;&#x5B66;&#x7684;&#x52B9;&#x679C;&#x3001;&#xFF08;MNP&#x306E;&#xFF09;&#x306E;&#x8A55;&#x4FA1;&#x306F;&#x3001;&#x30CA;&#x30CE;&#x30C6;&#x30AF;&#x30CE;&#x30ED;&#x30B8;&#x30FC;&#x306E;&#x305F;&#x3081;&#x306E;&#x975E;&#x5E38;&#x306B;&#x91CD;&#x8981;&#x3067;&#x3059;&#x3002;&#x7279;&#x306B;&#x6BD2;&#x6027;&#x306E;&#x5B9F;&#x9A13;&#x7684;&#x7814;&#x7A76;&#x306F;&#x3001;MNP&#x306E;&#x751F;&#x7269;&#x5B66;&#x7684;&#x52B9;&#x679C;&#x3092;&#x4E88;&#x6E2C;&#x3059;&#x308B;&#x3053;&#x3068;&#x304C;&#x3067;&#x304D;&#x308B;&#x52B9;&#x7387;&#x7684;&#x306A;&#x8A08;&#x7B97;&#x624B;&#x6CD5;&#x306E;&#x958B;&#x767A;&#x306E;&#x305F;&#x3081;&#x306E;&#x547C;&#x3073;&#x51FA;&#x3057;&#x3001;&#x6642;&#x9593;&#x306E;&#x304B;&#x304B;&#x308B;&#x9AD8;&#x4FA1;&#x306A;&#x3001;&#x3057;&#x3070;&#x3057;&#x3070;&#x5B9F;&#x7528;&#x7684;&#x3067;&#x306F;&#x3042;&#x308A;&#x307E;&#x305B;&#x3093;&#x3002;&#x3053;&#x306E;&#x76EE;&#x7684;&#x306E;&#x305F;&#x3081;&#x306B;&#x3001;&#x6211;&#x3005;&#x306F;&#x3001;&#x5B9F;&#x9A13;&#x3084;&#x8A08;&#x7B97;&#x306A;&#x3069;&#x3001;MNP&#x306E;&#x6E2C;&#x5B9A;&#x751F;&#x7269;&#x5B66;&#x7684;&#x6D3B;&#x6027;&#x306E;&#x30D7;&#x30ED;&#x30D5;&#x30A1;&#x30A4;&#x30EB;&#x3068;&#x305D;&#x306E;&#x7269;&#x7406;&#x3001;&#x5316;&#x5B66;&#x3001;&#x5E7E;&#x4F55;&#x5B66;&#x7684;&#x7279;&#x6027;&#x306E;&#x9593;&#x306B;&#x7D71;&#x8A08;&#x7684;&#x306B;&#x6709;&#x610F;&#x306A;&#x95A2;&#x4FC2;&#x3092;&#x78BA;&#x7ACB;&#x3059;&#x308B;&#x305F;&#x3081;&#x306E;&#x5B9A;&#x91CF;&#x7684;&#x69CB;&#x9020;&#x6D3B;&#x6027;&#x76F8;&#x95A2;&#xFF08;QSAR&#xFF09;&#x30E2;&#x30C7;&#x30EB;&#x3068;&#x3057;&#x3066;&#x3001;&#x30B1;&#x30E0;&#x30A4;&#x30F3;&#x30D5;&#x30A9;&#x30DE;&#x30C6;&#x30A3;&#x30AF;&#x30B9;&#x624B;&#x6CD5;&#x306E;&#x53EF;&#x80FD;&#x6027;&#x3092;&#x691C;&#x8A0E;&#x3057;&#x305F;&#x3044;&#x305A;&#x308C;&#x304B;&#x306E;&#x6E2C;&#x5B9A;&#x3057;&#x305F;MNP&#x306E;&#x69CB;&#x9020;&#x304B;&#x3089;&#x3002;&#x7814;&#x7A76;&#x306E;&#x30B3;&#x30F3;&#x30C6;&#x30AD;&#x30B9;&#x30C8;&#x3092;&#x53CD;&#x6620;&#x3055;&#x305B;&#x308B;&#x305F;&#x3081;&#x306B;&#x3001;&#x6211;&#x3005;&#x306E;&#x30A2;&#x30D7;&#x30ED;&#x30FC;&#x30C1;&#x306F;&#x3001;&#x5B9A;&#x91CF;&#x7684;&#x30CA;&#x30CE;&#x69CB;&#x9020;&#x6D3B;&#x6027;&#x76F8;&#x95A2;&#xFF08;QNAR&#xFF09;&#x30E2;&#x30C7;&#x30EA;&#x30F3;&#x30B0;&#x3068;&#x547C;&#x3070;&#x308C;&#x308B;&#x3002; &#xFF08;&#x2170;&#xFF09;&#x591A;&#x69D8;&#x306A;&#x91D1;&#x5C5E;&#x88FD;&#x306E;&#x30B3;&#x30A2;&#x3092;&#x642D;&#x8F09;&#x3057;&#x305F;51&#x306E;&#x3055;&#x307E;&#x3056;&#x307E;&#x306A;MNP&#x306E;&#x305F;&#xFF08;Proc. Natl ACAD&#x79D1;&#x5B66;2008&#x3001;105&#x3001;7387&#x304B;&#x3089;7392&#x3002;&#xFF09;&#x304A;&#x3088;&#x3073;&#xFF08;ii&#xFF09;109&#xFF1A;&#x6211;&#x3005;&#x306F;&#x3001;MNP&#x306E;&#x4E8C;&#x3064;&#x306E;&#x4EE3;&#x8868;&#x7684;&#x306A;&#x30BB;&#x30C3;&#x30C8;&#x306F;&#x6700;&#x8FD1;&#x306E;in vitro&#x3067;&#x7D30;&#x80DE;&#x30D9;&#x30FC;&#x30B9;&#x306E;&#x30A2;&#x30C3;&#x30BB;&#x30A4;&#x3067;&#x7528;&#x3044;&#x3066;&#x691C;&#x8A0E;&#x3057;&#x63A1;&#x7528;&#x3057;&#x3066;&#x3044;&#x308B;&#x985E;&#x4F3C;&#x3057;&#x305F;&#x30B3;&#x30A2;&#x3068;MNP&#x306F;&#x306A;&#x304F;&#x3001;&#x591A;&#x69D8;&#x306A;&#x8868;&#x9762;&#x6539;&#x8CEA;&#xFF08;Nat.&#x30BF;&#x30F3;&#x30D1;&#x30AF;&#x8CEA;&#x5DE5;&#x5B66;&#x3001;2005&#x3001;23&#x3001;1418&#x5E74;&#x304B;&#x3089;1423&#x5E74;&#xFF09;&#x3002;&#x6211;&#x3005;&#x306F;&#x3001;&#x30B5;&#x30DD;&#x30FC;&#x30C8;&#x30D9;&#x30AF;&#x30BF;&#x30FC;&#x30DE;&#x30B7;&#x30F3;&#x306A;&#x3069;&#x306E;&#x6A5F;&#x68B0;&#x5B66;&#x7FD2;&#x306E;&#x624B;&#x6CD5;&#xFF08;SVM&#xFF09;&#x306B;&#x57FA;&#x3065;&#x304F;&#x5206;&#x985E;&#x3068;k&#x6700;&#x8FD1;&#x508D;&#xFF08;KNN&#xFF09;&#x30D9;&#x30FC;&#x30B9;&#x306E;&#x56DE;&#x5E30;&#x3092;&#x4F7F;&#x7528;&#x3057;&#x3066;QNAR&#x30E2;&#x30C7;&#x30EB;&#x3092;&#x751F;&#x6210;&#x3057;&#x3066;&#x3001;&#x5F7C;&#x3089;&#x306E;&#x5916;&#x90E8;&#x306E;&#x4E88;&#x6E2C;&#x529B;&#x306F;&#x3001;&#x5206;&#x985E;&#x30E2;&#x30C7;&#x30EB;&#x306E;73&#xFF05;&#x3068;&#x9AD8;&#x3044;&#x3053;&#x3068;&#x304C;&#x793A;&#x3055;&#x308C;&#x3001;&#x6301;&#x3063;&#x3066;&#x3044;&#x305F;&#x56DE;&#x5E30;&#x30E2;&#x30C7;&#x30EA;&#x30F3;&#x30B0;&#x306E;&#x305F;&#x3081;&#x306E;0.72&#x306E;R&#xFF08;2&#xFF09;&#x3002;&#x6211;&#x3005;&#x306E;&#x7D50;&#x679C;&#x306F;QNAR&#x30E2;&#x30C7;&#x30EB;&#x306B;&#x7528;&#x3044;&#x308B;&#x3053;&#x3068;&#x304C;&#x3067;&#x304D;&#x308B;&#x3053;&#x3068;&#x3092;&#x793A;&#x5506;&#x3057;&#x3066;&#x3044;&#x308B;&#xFF1A;&#xFF08;&#x2170;&#xFF09;&#x65B0;&#x898F;&#x30CA;&#x30CE;&#x6750;&#x6599;&#x306E;&#x751F;&#x7269;&#x5B66;&#x7684;&#x6D3B;&#x6027;&#x306E;&#x30D7;&#x30ED;&#x30D5;&#x30A1;&#x30A4;&#x30EB;&#x3092;&#x4E88;&#x6E2C;&#x3057;&#x3001;&#xFF08;ii&#xFF09;&#x3088;&#x308A;&#x826F;&#x304F;&#x3001;&#x3088;&#x308A;&#x5B89;&#x5168;&#x306A;&#x88FD;&#x54C1;&#x306B;&#x5411;&#x3051;&#x305F;&#x30CA;&#x30CE;&#x6750;&#x6599;&#x306E;&#x8A2D;&#x8A08;&#x3068;&#x88FD;&#x9020;&#x306E;&#x512A;&#x5148;&#x9806;&#x4F4D;&#x4ED8;&#x3051;&#x3002;

&#x5B9A;&#x91CF;&#x7684;&#x306A;&#x30CA;&#x30CE;&#x69CB;&#x9020;&#x6D3B;&#x6027;&#x76F8;&#x95A2;&#x30E2;&#x30C7;&#x30EB;

&#xC0DD;&#xBB3C; &#xD559;&#xC801; &#xD6A8;&#xACFC; &#xBAA8;&#xB450; &#xC6D0;&#xD558;&#xB294; &#xBC0F; &#xBD88;&#xD544;&#xC694;, &#xD3C9;&#xAC00; &#xAE30;&#xC778;&#xD55C; &#xC81C;&#xC870; &#xB41C; &#xB098;&#xB178; &#xC785;&#xC790; (MNPs)&#xB294; &#xB098;&#xB178;&#xAE30;&#xC220;&#xC5D0; &#xB300; &#xD55C; &#xB9E4;&#xC6B0; &#xC911;&#xC694; &#xD569;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xC2E4;&#xD5D8; &#xC5F0;&#xAD6C;, &#xD2B9;&#xD788; &#xB3C5;&#xC131; &#xAC78;&#xB9AC;&#xACE0; &#xBE44;&#xC6A9;&#xC774; &#xB9CE;&#xC774; &#xB4DC;&#xB294;, &#xC790;&#xC8FC; &#xD5C8;&#xBB34; Mnps&#xC758; &#xC0DD;&#xBB3C; &#xD559;&#xC801; &#xD6A8;&#xACFC; &#xC608;&#xCE21;&#xD560; &#xC218; &#xC788;&#xB294; &#xD6A8;&#xC728;&#xC801;&#xC778; &#xACC4;&#xC0B0; &#xBC29;&#xBC95;&#xC758; &#xAC1C;&#xBC1C;&#xC5D0; &#xB300; &#xD55C; &#xD638;&#xCD9C; &#xB429;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xC774; &#xC704;&#xD574; &#xC6B0;&#xB9AC; Mnps&#xC758; &#xCE21;&#xC815; &#xB41C; &#xC0DD;&#xBB3C; &#xD559;&#xC801; &#xD65C;&#xB3D9; &#xD504;&#xB85C;&#xD544; &#xBC0F; &#xBB3C;&#xB9AC;, &#xD654;&#xD559;, &#xBC0F; &#xAE30;&#xD558;&#xD559;&#xC801; &#xC18D;&#xC131;, &#xC2E4;&#xD5D8;&#xC801;&#xC73C;&#xB85C; &#xCE21;&#xC815; &#xB610;&#xB294; Mnps&#xC758; &#xAD6C;&#xC870;&#xC5D0;&#xC11C; &#xACC4;&#xC0B0; &#xB41C; &#xAC04;&#xC758; &#xD1B5;&#xACC4;&#xC801;&#xC73C;&#xB85C; &#xC720;&#xC758; &#xD55C; &#xAD00;&#xACC4;&#xB97C; &#xC218;&#xB9BD; &#xBAA8;&#xB378;&#xB9C1; &#xC591;&#xC801; &#xAD6C;&#xC870; &#xD65C;&#xB3D9; &#xAD00;&#xACC4; (&#xB4F1;&#xAE09;) &#xAC19;&#xC740; cheminformatics &#xBC29;&#xBC95;&#xC758; &#xAC00;&#xB2A5;&#xC131;&#xC744; &#xC870;&#xC0AC; &#xD588;&#xC2B5;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xC5F0;&#xAD6C;&#xC758; &#xB9E5;&#xB77D;&#xC5D0; &#xB9DE;&#xAC8C; &#xC6B0;&#xB9AC; &#xBAA8;&#xB378;&#xB9C1; &#xC811;&#xADFC; &#xC591;&#xC801; nanostructure &#xD65C;&#xB3D9; &#xAD00;&#xACC4; (QNAR) &#xB098;. &#xC6B0;&#xB9AC; &#xCD5C;&#xADFC; &#xCCB4; &#xC678; &#xC138;&#xD3EC; &#xAE30;&#xBC18; &#xBD84;&#xC11D; &#xC2E4;&#xD5D8;&#xC744; &#xC0AC;&#xC6A9; &#xD558; &#xC5EC; &#xACF5;&#xBD80; Mnps&#xC758; &#xB450; &#xB300;&#xD45C; &#xC9D1;&#xD569;&#xC744; &#xACE0;&#xC6A9; &#xD588;&#xB2E4;: (i) 51 &#xB2E4;&#xC591; &#xD55C; &#xAE08;&#xC18D; &#xCF54;&#xC5B4; (&#xB300;&#xD68C; &#xD559;&#xC220; &#xBC1C;&#xD45C; &#xB17C;&#xBB38;&#xC9D1; Natl. Acad. &#xACFC;&#xD559; 2008 &#xB144; 105, 7387-7392)&#xC640; &#xD568;&#xAED8; &#xB2E4;&#xC591; &#xD55C; Mnps&#xC640; (ii) 109 MNPs &#xBE44;&#xC2B7;&#xD55C; &#xCF54;&#xC5B4; &#xD558;&#xC9C0;&#xB9CC; &#xB2E4;&#xC591; &#xD55C; &#xD45C;&#xBA74; &#xD55C;&#xC815;&#xC790; (Nat. Biotechnol. 2005 &#xB144;, 23, 1418-1423). &#xC6B0;&#xB9AC; &#xC9C0;&#xC6D0; &#xBCA1;&#xD130; &#xAE30;&#xACC4; (SVM)-&#xAE30;&#xBC18;&#xB41C; &#xBD84;&#xB958;&#xC640; &#xC774;&#xC6C3; (kNN) &#xAC00;&#xC7A5; &#xAC00;&#xAE4C;&#xC6B4; k-&#xAE30;&#xBC18; &#xD68C;&#xADC0;; &#xAC19;&#xC740; &#xAE30;&#xACC4; &#xD559;&#xC2B5; &#xBC29;&#xBC95;&#xC744; &#xC0AC;&#xC6A9; &#xD558; &#xC5EC; QNAR &#xBAA8;&#xB378; &#xC0DD;&#xC131; &#xADF8;&#xB4E4;&#xC758; &#xC678;&#xBD80; &#xC608;&#xCE21; &#xC804;&#xC6D0; &#xBD84;&#xB958; &#xBAA8;&#xB378;&#xB9C1; &#xBC0F; &#xD68C;&#xADC0; &#xBAA8;&#xB378;&#xB9C1; 0.72&#xC758; R(2)&#xB294; &#xB370; 73%&#xB85C; &#xB192;&#xC740; &#xAC83;&#xC73C;&#xB85C; &#xBCF4;&#xC600;&#xB2E4;. &#xC6B0;&#xB9AC;&#xC758; &#xACB0;&#xACFC; &#xAC74;&#xC758; &#xD55C;&#xB2E4; QNAR &#xBAA8;&#xB378;&#xC5D0; &#xCC44;&#xD0DD; &#xB420; &#xC218; &#xC788;&#xB2E4;: (i) &#xC0DD;&#xBB3C; &#xD65C;&#xC131; &#xD504;&#xB85C;&#xD544;&#xC758; &#xC0C8;&#xB85C;&#xC6B4; &#xB098;&#xB178; &#xC18C;&#xC7AC; &#xBC0F; (ii) &#xB514;&#xC790;&#xC778;&#xC5D0; &#xC6B0;&#xC120; &#xC21C;&#xC704;&#xB97C; &#xC9C0;&#xC815; &#xD558; &#xACE0; &#xB354; &#xB098;&#xC740; &#xBC0F; &#xB354; &#xC548;&#xC804;&#xD55C; &#xC81C;&#xD488;&#xC744; &#xD5A5;&#xD574; &#xBBF8;&#xC18C; &#xBB3C;&#xC9C8;&#xC758; &#xC81C;&#xC870; &#xC608;&#xCE21;.

&#xC591;&#xC801; nanostructure &#xD65C;&#xB3D9; &#xAD00;&#xACC4; &#xBAA8;&#xB378;&#xB9C1;&#xC785;&#xB2C8;&#xB2E4;.

Evaluaci&#xF3;n de los efectos biol&#xF3;gicos, tanto deseados como no deseados, causados &#x200B;&#x200B;por las nanopart&#xED;culas manufacturadas (MNPS) es de importancia cr&#xED;tica para la nanotecnolog&#xED;a. Los estudios experimentales, especialmente toxicol&#xF3;gicos, son lentos, costosos y poco pr&#xE1;cticos a menudo, llamando para el desarrollo de eficientes m&#xE9;todos computacionales capaces de predecir los efectos biol&#xF3;gicos de los micronutrientes en polvo. Para ello, hemos investigado el potencial de los m&#xE9;todos de quimioinform&#xE1;tica como cuantitativas estructura-actividad (QSAR) modelos estad&#xED;sticos para establecer relaciones estad&#xED;sticamente significativas entre los perfiles de medici&#xF3;n de la actividad biol&#xF3;gica de los micronutrientes en polvo y sus caracter&#xED;sticas f&#xED;sicas, qu&#xED;micas y propiedades geom&#xE9;tricas, medido ya sea experimental o calculada a partir de la estructura de MNPs. Para reflejar el contexto del estudio, que denominamos nuestro enfoque cuantitativo nanoestructura-actividad (QNAR) de modelado. Hemos empleado dos conjuntos representativos de MNPs estudiado recientemente utilizando in vitro basados &#x200B;&#x200B;en c&#xE9;lulas ensayos de: i) 51 MNPS con varios n&#xFA;cleos met&#xE1;licos diversos (Proc. Natl Acad Sci 2008, 105, 7387-7392...) Y 109 (II) MNPs con n&#xFA;cleo similar pero diversos modificadores de la superficie: National Biotechnology. de 2005, 23, 1418-1423). Hemos generado modelos QNAR utilizando m&#xE9;todos de aprendizaje autom&#xE1;tico, tales como m&#xE1;quinas de vectores soporte (SVM) basado en la clasificaci&#xF3;n y k vecinos m&#xE1;s cercanos (KNN)-basada en la regresi&#xF3;n, su poder de predicci&#xF3;n externa ha demostrado ser tan alta como 73% para el modelado de la clasificaci&#xF3;n y tener una R (2) de 0,72 para el modelado de regresi&#xF3;n. Nuestros resultados sugieren que los modelos QNAR se puede emplear para: (i) la predicci&#xF3;n de los perfiles de actividad biol&#xF3;gica de nuevos nanomateriales, y (ii) priorizar el dise&#xF1;o y la fabricaci&#xF3;n de nanomateriales hacia los productos mejores y m&#xE1;s seguras.

Cuantitativo Nanoestructura-actividad de modelado

&#x6211;&#x4EEC;&#x7684;&#x7406;&#x89E3;&#xFF0C;&#x518D;&#x52A0;&#x4E0A;&#x6709;&#x7A81;&#x51FA;&#x6210;&#x5C31;&#x7684;&#x5206;&#x5B50;&#x9776;&#x5411;&#x6CBB;&#x7597;&#x7684;&#x75BE;&#x75C5;&#x6613;&#x611F;&#x6027;&#x7684;&#x9057;&#x4F20;&#x57FA;&#x7840;&#x7684;&#x7814;&#x7A76;&#x8FDB;&#x5C55;&#x5DF2;&#x5BFC;&#x81F4;&#x4E2A;&#x6027;&#x5316;&#x533B;&#x5B66;&#x65B0;&#x5174;&#x6218;&#x7565;&#x3002;&#x8FD9;&#x79CD;&#x65B9;&#x6CD5;&#x8BBE;&#x60F3;&#x5371;&#x9669;&#x5206;&#x5C42;&#x548C;&#x57FA;&#x4E8E;&#x4E2A;&#x4EBA;&#x7684;&#x9057;&#x4F20;&#x5316;&#x5986;&#x548C;&#x751F;&#x7406;&#x72B6;&#x6001; &#xFF08;&#x540E;&#x8005;&#x8BC4;&#x4F30;&#x901A;&#x8FC7;&#x7EC6;&#x80DE;&#x6216;&#x5206;&#x5B50;&#x8868;&#x578B;) &#x7684;&#x6CBB;&#x7597;&#x9009;&#x62E9;&#x3002;&#x5206;&#x5B50;&#x9776;&#x7EB3;&#x7C73;&#x7C92;&#x5B50;&#x53EF;&#x53D1;&#x6325;&#x5173;&#x952E;&#x4F5C;&#x7528;&#xFF0C;&#x8FD9;&#x4E00;&#x8BBE;&#x60F3;&#x901A;&#x8FC7;&#x65E0;&#x521B;&#x6027;&#x8BC4;&#x4F30;&#x7684;&#x5206;&#x5B50;&#x8FC7;&#x7A0B;&#x548C;&#x7279;&#x5B9A;&#x7684;&#x5355;&#x5143;&#x683C;&#x7684;&#x4EBA;&#x53E3;&#x4F53;&#x5185;&#x3001; &#x654F;&#x611F;&#x7684;&#x5206;&#x5B50;&#x8BCA;&#x65AD;&#x3001; &#x548C;&#x6709;&#x9488;&#x5BF9;&#x6027;&#x7597;&#x6CD5;&#x7684;&#x4EA4;&#x4ED8;&#x3002;&#x8D85;&#x987A;&#x78C1;&#x6027;&#x6C27;&#x5316;&#x94C1;&#x7EB3;&#x7C73;&#x7C92;&#x5B50;&#x4E0E;&#x4EA4;&#x8054;&#x8461;&#x805A;&#x7CD6;&#x6D82;&#x5C42;&#x6216; CLIO&#xFF0C;&#x662F;&#x8FD9;&#x4E9B;&#x5E94;&#x7528;&#x7A0B;&#x5E8F;&#x7684;&#x5F3A;&#x5927;&#x548C;&#x8BF4;&#x660E;&#x6027;&#x7684;&#x7EB3;&#x7C73;&#x7C92;&#x5B50;&#x5E73;&#x53F0;&#x3002;&#x8FD9;&#x4E9B;&#x7ED3;&#x6784;&#x548C;&#x5176;&#x884D;&#x751F;&#x54C1;&#x652F;&#x6301;&#x78C1;&#x5171;&#x632F; (MRI)&#x3001; &#x5149;&#x5B66;&#x3001; &#x5F71;&#x50CF;&#x8BCA;&#x65AD;&#x548C;&#x6B63;&#x7535;&#x5B50;&#x53D1;&#x5C04;&#x65AD;&#x5C42;&#x626B;&#x63CF; (PET) &#x65B9;&#x5F0F;&#x6784;&#x6210;&#x591A;&#x7528;&#x9014;&#x5E73;&#x53F0;&#x7684;&#x5171;&#x8F6D;&#x5BF9;&#x9488;&#x5BF9;&#x914D;&#x4F53;&#x3002;&#x5230;&#x51E0;&#x4E2A;&#x4E0D;&#x540C;&#x7684;&#x529F;&#x80FD;&#x7EC4; &#xFF1B; &#x8461;&#x805A;&#x7CD6;&#x8868;&#x9762;&#x5B58;&#x5728;&#x5404;&#x79CD;&#x5404;&#x6837;&#x7684;&#x5171;&#x8F6D;&#x65B9;&#x6CD5;&#x6B64;&#x5916;&#xFF0C;1,245-tetrazene &#xFF08;Tz&#xFF09; &#x548C;&#x8DE8;-cyclooctene (TCO) &#x4E4B;&#x95F4;&#x7684;&#x9C81;&#x68D2; bioorthogonal [4 + 2] &#x73AF;&#x52A0;&#x6210;&#x53CD;&#x5E94;&#x53EF;&#x4EE5;&#x5171;&#x8F6D;&#x7EB3;&#x7C73;&#x9897;&#x7C92;&#x5BF9;&#x9488;&#x5BF9;&#x914D;&#x4F53;&#x6216;&#x6807;&#x7B7E; pretargeted &#x5355;&#x5143;&#x683C;&#x3002;&#x73B0;&#x6210;&#x7684;&#x5171;&#x8F6D;&#x65B9;&#x6CD5;&#x5F15;&#x8D77;&#x4E86;&#x56FE;&#x4E66;&#x9986;&#x7684;&#x5C0F;&#x5206;&#x5B50;&#x4FEE;&#x9970;&#x7EB3;&#x7C73;&#x7C92;&#x5B50;&#xFF0C;&#x7136;&#x540E;&#x53EF;&#x4EE5;&#x4E3A;&#x7279;&#x5B9A;&#x7684;&#x5355;&#x5143;&#x683C;&#x7C7B;&#x578B;&#x5177;&#x4F53;&#x64AD;&#x51FA;&#x7EB3;&#x7C73;&#x7C92;&#x5B50;&#x7684;&#x5408;&#x6210;&#x3002;&#x56E0;&#x4E3A;&#x5927;&#x591A;&#x6570;&#x7EB3;&#x7C73;&#x7C92;&#x5B50;&#x591A;&#x4EF7;&#x7684;&#x65B9;&#x5F0F;&#x663E;&#x793A;&#x5176;&#x76EE;&#x6807;&#x7684;&#x914D;&#x4F53;&#xFF0C;&#x4EE5;&#x8BE6;&#x7EC6;&#x7684;&#x4E86;&#x89E3;&#x7684;&#x52A8;&#x529B;&#x5B66;&#x548C;&#x5176;&#x76EE;&#x6807; &#xFF08;&#x5982;&#x786E;&#x5B9A;&#x8868;&#x9762;&#x7B49;&#x79BB;&#x5B50;&#x4F53;&#x5171;&#x632F;&#x6280;&#x672F;&#xFF09; &#x4E0E;&#x7EB3;&#x7C73;&#x7C92;&#x5B50;&#x76F8;&#x4E92;&#x4F5C;&#x7528;&#x7684;&#x4EB2;&#x548C;&#x6027;&#x53EF;&#x4EE5;&#x4EA7;&#x751F;&#x91CD;&#x8981;&#x529F;&#x80FD;&#x6DF1;&#x5165;&#x4E86;&#x89E3;&#x7EB3;&#x7C73;&#x8BBE;&#x8BA1;&#x3002;&#x6211;&#x4EEC;&#x5728;&#x6B64;&#x5E10;&#x6237;&#xFF0C;&#x68C0;&#x8BA8; CLIO &#x5E73;&#x53F0;&#x5728;&#x4E2A;&#x6027;&#x5316;&#x533B;&#x5B66;&#x7684;&#x4F7F;&#x547D;&#x6709;&#x5173;&#x7684;&#x51E0;&#x4E2A;&#x9886;&#x57DF;&#x4E2D;&#x7684;&#x5E94;&#x7528;&#x7A0B;&#x5E8F;&#x3002;&#x6211;&#x4EEC;&#x8868;&#x73B0;&#x51FA;&#x4E2A;&#x6027;&#x5316;&#x5FEB;&#x901F;&#x548C;&#x9AD8;&#x5EA6;&#x654F;&#x611F;&#x5206;&#x5B50;&#x5B9A;&#x6027;&#x6269;&#x589E;&#x7684;&#x8BE6;&#x7EC6;&#xFF0C;&#x4E00;&#x90E8;&#x5206;&#x4F5C;&#x4E3A;&#x80BF;&#x7624;&#x6807;&#x5FD7;&#x7269;&#x5206;&#x5B50;&#x7684;&#x9707;&#x64BC;&#x3002;CLIO &#x5E73;&#x53F0;&#x4E5F;&#x4FBF;&#x4E8E;&#x6709;&#x9488;&#x5BF9;&#x6027;&#x7684;&#x78C1;&#x5171;&#x632F;&#x548C;&#x7EC4;&#x5408;&#x65B9;&#x5F0F;&#x6210;&#x50CF;&#x6280;&#x672F; &#xFF08;&#x5982;&#x5148;&#x751F;/&#x5BA0;&#x7269;/&#x8367;&#x5149;/CT) &#x81F3;&#x542F;&#x7528;&#x591A;&#x8DEF;&#x590D;&#x7528;&#x6D4B;&#x91CF;&#x5206;&#x5B50;&#x8868;&#x578B;&#x65E9;&#x671F;&#x8BCA;&#x65AD;&#x548C;&#x75BE;&#x75C5;&#x5206;&#x7C7B;&#x7684;&#x4F53;&#x5185;&#x3002;&#x6700;&#x540E;&#xFF0C;&#x5149;&#x52A8;&#x529B;&#x7597;&#x6CD5;&#x6CBB;&#x7597;&#x5242; theranostic &#x7EB3;&#x7C73;&#x7C92;&#x5B50;&#x4F5C;&#x4E3A;&#x6709;&#x9488;&#x5BF9;&#x6027;&#x5730;&#x7684;&#x5F00;&#x5C55;&#x6210;&#x529F;&#x589E;&#x52A0;&#x5C40;&#x90E8;&#x7EC6;&#x80DE;&#x6BD2;&#x6027;&#x548C;&#x5168;&#x8EAB;&#x7684;&#x526F;&#x4F5C;&#x7528;&#x964D;&#x5230;&#x6700;&#x4F4E;&#x3002;

&#x8461;&#x6C27;&#x5316;&#x94C1;&#x7EB3;&#x7C73;&#x9897;&#x7C92;&#xFF1A; &#x591A;&#x7528;&#x9014;&#x5E73;&#x53F0;&#x7684;&#x6709;&#x9488;&#x5BF9;&#x6027;&#x7684;&#x5206;&#x5B50;&#x5F71;&#x50CF;&#x5B66;&#x3001; &#x5206;&#x5B50;&#x8BCA;&#x65AD;&#x548C;&#x6CBB;&#x7597;&#x3002;

Advances in our understanding of the genetic basis of disease susceptibility coupled with prominent successes for molecular targeted therapies have resulted in an emerging strategy of personalized medicine. This approach envisions risk stratification and therapeutic selection based on an individual's genetic makeup and physiologic state (the latter assessed through cellular or molecular phenotypes). Molecularly targeted nanoparticles can play a key role in this vision through noninvasive assessments of molecular processes and specific cell populations in vivo, sensitive molecular diagnostics, and targeted delivery of therapeutics. A superparamagnetic iron oxide nanoparticle with a cross-linked dextran coating, or CLIO, is a powerful and illustrative nanoparticle platform for these applications. These structures and their derivatives support diagnostic imaging by magnetic resonance (MRI), optical, and positron emission tomography (PET) modalities and constitute a versatile platform for conjugation to targeting ligands. A variety of conjugation methods exist to couple the dextran surface to different functional groups; in addition, a robust bioorthogonal [4 + 2] cycloaddition reaction between 1,2,4,5-tetrazene (Tz) and trans-cyclooctene (TCO) can conjugate nanoparticles to targeting ligands or label pretargeted cells. The ready availability of conjugation methods has given rise to the synthesis of libraries of small molecule modified nanoparticles, which can then be screened for nanoparticles with specificity for a specific cell type. Since most nanoparticles display their targeting ligands in a multivalent manner, a detailed understanding of the kinetics and affinity of a nanoparticle's interaction with its target (as determined by surface plasmon resonance) can yield functionally important insights into nanoparticle design. In this Account, we review applications of the CLIO platform in several areas relevant to the mission of personalized medicine. We demonstrate rapid and highly sensitive molecular profiling of cancer markers ex vivo, as part of detailed, individualized molecular phenotyping. The CLIO platform also facilitates targeted magnetic resonance and combined modality imaging (such as MR/PET/fluorescence/CT) to enable multiplexed measurement of molecular phenotypes in vivo for early diagnosis and disease classification. Finally, the targeted delivery of a photodynamic therapy agent as part of a theranostic nanoparticle successfully increased local cell toxicity and minimized systemic side effects.

Dextran-coated iron oxide nanoparticles: a versatile platform for targeted molecular imaging, molecular diagnostics, and therapy.

Les progr&#xE8;s dans notre compr&#xE9;hension de la base g&#xE9;n&#xE9;tique de susceptibilit&#xE9; &#xE0; la maladie coupl&#xE9; avec succ&#xE8;s importants pour th&#xE9;rapies mol&#xE9;culaires cibl&#xE9;es ont abouti &#xE0; une strat&#xE9;gie &#xE9;mergente de la m&#xE9;decine personnalis&#xE9;e. Cette approche envisage la stratification du risque et de la s&#xE9;lection th&#xE9;rapeutique bas&#xE9;e sur la constitution g&#xE9;n&#xE9;tique d&#x26;#39;un individu et l&#x26;#39;&#xE9;tat physiologique (celui-ci &#xE9;valu&#xE9; par le biais des ph&#xE9;notypes cellulaires ou mol&#xE9;culaires). Nanoparticules mol&#xE9;culaire cibl&#xE9;es peuvent jouer un r&#xF4;le cl&#xE9; dans cette vision gr&#xE2;ce &#xE0; des &#xE9;valuations non invasives des processus mol&#xE9;culaires et cellulaires sp&#xE9;cifiques des populations in vivo, sensibles diagnostic mol&#xE9;culaire et la distribution cibl&#xE9;e de produits th&#xE9;rapeutiques. Une nanoparticule d&#x26;#39;oxyde de fer superparamagn&#xE9;tique avec un rev&#xEA;tement de dextrane r&#xE9;ticul&#xE9;, ou CLIO, est une plate-forme de nanoparticules puissant et d&#x26;#39;illustration pour ces applications. Ces structures et leurs d&#xE9;riv&#xE9;s en charge l&#x26;#39;imagerie diagnostique par r&#xE9;sonance magn&#xE9;tique (IRM), optique, et par &#xE9;mission de positons (PET) des modalit&#xE9;s et constituent une plate-forme polyvalente pour la conjugaison de ligands de ciblage. Une vari&#xE9;t&#xE9; de m&#xE9;thodes de conjugaison existent pour coupler la surface de dextrane &#xE0; diff&#xE9;rents groupes fonctionnels; en outre, une solide bioorthogonal [4 + 2] r&#xE9;action de cycloaddition entre 1,2,4,5-t&#xE9;traz&#xE8;ne (Tz) et trans-cyclooct&#xE8;ne (TCO) peut conjugu&#xE9; &#xE0; des nanoparticules ligands de ciblage ou de cellules d&#x26;#39;&#xE9;tiquettes pretargeted. La disponibilit&#xE9; de m&#xE9;thodes de conjugaison a donn&#xE9; lieu &#xE0; la synth&#xE8;se de biblioth&#xE8;ques de petites mol&#xE9;cules nanoparticules modifi&#xE9;es, qui peuvent ensuite &#xEA;tre test&#xE9;s pour des nanoparticules avec une sp&#xE9;cificit&#xE9; pour un type de cellule sp&#xE9;cifique. Comme la plupart des nanoparticules d&#x26;#39;afficher leurs ligands de ciblage d&#x26;#39;une mani&#xE8;re polyvalente, une compr&#xE9;hension d&#xE9;taill&#xE9;e de la cin&#xE9;tique et l&#x26;#39;affinit&#xE9; de l&#x26;#39;interaction d&#x26;#39;une nanoparticule avec sa cible (tel que d&#xE9;termin&#xE9; par r&#xE9;sonance plasmonique de surface) peut donner des aper&#xE7;us importants fonctionnellement dans la conception de nanoparticules. Dans ce compte, nous passons en revue les applications de la plate-forme CLIO dans plusieurs domaines pertinents &#xE0; la mission de la m&#xE9;decine personnalis&#xE9;e. Nous d&#xE9;montrons rapide et tr&#xE8;s sensible du profilage mol&#xE9;culaire des cancers marqueurs ex vivo, dans le cadre de d&#xE9;taill&#xE9;e, ph&#xE9;notypage mol&#xE9;culaire individualis&#xE9;. La plate-forme facilite &#xE9;galement CLIO cibl&#xE9; par r&#xE9;sonance magn&#xE9;tique et l&#x26;#39;imagerie modalit&#xE9; combin&#xE9;e (comme MR / PET / fluorescence / CT) pour permettre la mesure multiplex&#xE9;e de ph&#xE9;notypes mol&#xE9;culaires in vivo pour le diagnostic pr&#xE9;coce et la classification des maladies. Enfin, l&#x26;#39;administration cibl&#xE9;e d&#x26;#39;un agent de la th&#xE9;rapie photodynamique dans le cadre d&#x26;#39;une nanoparticule th&#xE9;ranostic r&#xE9;ussi &#xE0; augmenter la toxicit&#xE9; cellulaire local et r&#xE9;duire au minimum les effets secondaires syst&#xE9;miques.

Recouvert de dextran nanoparticules d&#x26;#39;oxyde de fer: une plateforme polyvalente pour l&#x26;#39;imagerie mol&#xE9;culaire cibl&#xE9;e, Molecular Diagnostics, et la th&#xE9;rapie

Fortschritte im Verst&auml;ndnis der genetischen Basis von Krankheit Anf&auml;lligkeit gepaart mit prominenten Erfolge f&uuml;r Molekulare zielgerichtete Therapien f&uuml;hrten zu einer neuen Strategie der personalisierten Medizin. Dieser Ansatz sieht Gefahr Schichtung und therapeutische Auswahl basierend auf individuellen genetischen Ausstattung und physiologischer Zustand (Letzteres beurteilt durch zellul&auml;re oder molekularen Ph&auml;notypen). Molekular gezielte Nanopartikel k&ouml;nnen spielen eine Schl&uuml;sselrolle in dieser Vision durch nichtinvasive Bewertungen der molekularen Prozesse und bestimmte Zelle Bev&ouml;lkerungen in-vivo, sensible Molekulardiagnostik und gezielte Bereitstellung von Therapeutika. Ein superparamagnetischen Eisenoxid-Nanopartikel ein vernetztes Dextran Belag oder CLIO, ist eine leistungsstarke und anschaulichen Nanopartikel-Plattform f&uuml;r diese Anwendungen. Diese Strukturen und ihre Derivate unterst&uuml;tzen diagnostische Bildgebung durch Magnetresonanz (MRI), optische und Modalit&auml;ten der Positronen-Emissions-Tomographie (PET) und bilden eine vielf&auml;ltige Plattform f&uuml;r Konjugation zu Zielgruppenadressierung Liganden. Paar der Dextran-Oberfl&auml;che, um verschiedene funktionelle Gruppen sind eine Vielzahl der Konjugation Methoden vorhanden; Dar&uuml;ber hinaus kann eine robuste Bioorthogonal [4 + 2]-Cycloaddition-Reaktion zwischen 1.245-Tetrazen (Tz) und Trans-Cycloocten (TCO) Konjugat Nanopartikel an Zielen Liganden oder beschriften pretargeted Zellen. Die sofortige Verf&uuml;gbarkeit der Konjugation Methoden hat zu die Synthese von Bibliotheken der niedermolekularen ge&auml;ndert Nanoteilchen, gef&uuml;hrt, die dann f&uuml;r Nanopartikel mit Spezifit&auml;t f&uuml;r einen bestimmten Zelltyp gezeigt werden k&ouml;nnen. Da die meisten Nanopartikel ihrer zielenden Liganden in gewissem Sinne multivalenter anzuzeigen, k&ouml;nnen detailliertes Wissen &uuml;ber die Kinetik und Affinit&auml;t ein Nanopartikel Wechselwirkungen mit ihrem Ziel (entsprechend Surface Plasmon Resonance) funktionell wichtige Einblicke in Nanopartikel-Entwurf ergeben. In dieser Erz&auml;hlung &uuml;berpr&uuml;fen wir Anwendungen der CLIO-Plattform in mehreren Bereichen f&uuml;r die Mission der personalisierten Medizin. Wir zeigen, dass schnelle und hochempfindliche Molekulare Profilerstellung Krebs-Marker ex Vivo, im Rahmen einer detaillierten, molekulare pathologies individualisiert. Die CLIO-Plattform auch erleichtert gezielte Magnetresonanz und Modalit&auml;t Bildgebung (z. B. Herr/PET/Fluoreszenz/CT) zu aktivieren, die Multiplex-Messung der in-vivo f&uuml;r die fr&uuml;he Diagnose und Krankheit Klassifizierung molekularen Ph&auml;notypen kombiniert. Schlie&szlig;lich die gezielte Lieferung eine photodynamische Therapie-Agent als Teil einer Theranostic Nanopartikel erfolgreich erh&ouml;ht lokale Zelle Toxizit&auml;t und systemische Nebenwirkungen minimiert.

Dextran-beschichteten Eisenoxid-Nanopartikeln: eine vielf&auml;ltige Plattform f&uuml;r zielgerichtete Molekulare Bildgebung, Molekulare Diagnostik und Therapie.

I progressi nella nostra comprensione delle basi genetiche della malattia suscettibilit&agrave; accoppiato con importanti successi per le terapie molecolari mirate hanno portato a una strategia emergente della medicina personalizzata. Questo approccio prevede una stratificazione del rischio e selezione terapeutico basato sul patrimonio genetico di un individuo e stato fisiologico (quest&#39;ultima valutata attraverso fenotipi cellulari o molecolari). Le nanoparticelle molecolarmente mirate possono giocare un ruolo chiave in questa visione attraverso la valutazione non invasive dei processi molecolari e cellulari specifici delle popolazioni diagnostica molecolare in vivo, sensibile e mirati consegna delle terapie. Una nanoparticella di ossido di ferro superparamagnetico con un rivestimento di destrano reticolato o CLIO, &egrave; una piattaforma potente e illustrativo delle nanoparticelle per queste applicazioni. Queste strutture e loro derivati supportano diagnostic imaging di risonanza magnetica (MRI), ottico e le modalit&agrave; di tomografia ad emissione di positroni (PET) e costituiscono una piattaforma versatile per la coniugazione di ligandi di targeting. Esiste una variet&agrave; di metodi di coniugazione alla coppia la superficie di destrano a diversi gruppi funzionali; Inoltre, una reazione di cicloaddizione bioorthogonal robusto [4 + 2] tra 1.245-tetrazene (Tz) e trans-ciclottene (TCO) pu&ograve; coniugare le nanoparticelle di ligandi di targeting o etichetta pretargeted cellule. La pronta disponibilit&agrave; di metodi di coniugazione ha dato origine alla sintesi delle librerie di piccola molecola modificata nanoparticelle, che possono essere proiettate per le nanoparticelle con specificit&agrave; per un tipo specifico delle cellule. Poich&eacute; la maggior parte delle nanoparticelle visualizzano loro ligands targeting in maniera polivalente, una comprensione dettagliata della cinetica e affinit&agrave; di interazione di una nanoparticella con relativa destinazione (come determinato dalla risonanza plasmonica di superficie) pu&ograve; produrre funzionalmente importanti intuizioni nella progettazione delle nanoparticelle. In questo racconto, passiamo in rassegna le applicazioni della piattaforma CLIO in diverse aree rilevanti per la missione della medicina personalizzata. Dimostriamo rapida e altamente sensibili molecolare profilatura dei marcatori tumore ex vivo, come parte di dettagliate, individualizzato fenotipi molecolari. La piattaforma CLIO anche facilita la risonanza magnetica mirata e combinato imaging modalit&agrave; (come il signor/PET/fluorescenza/CT) alla misura attiva multiplexato di fenotipi molecolari in vivo per la classificazione di diagnosi e malattia precoce. Infine, la consegna mirata di un agente di terapia fotodinamica come parte di una nanoparticella theranostic con successo maggiore tossicit&agrave; cellulare locale e ridotto al minimo gli effetti collaterali sistemici.

Le nanoparticelle di ossido di ferro rivestite con DESTRANO: una piattaforma versatile per imaging molecolare mirato, diagnostica molecolare e terapia.

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&#xBD84;&#xC790; &#xD45C;&#xC801;&#xC73C;&#xB85C; &#xD55C; &#xCE58;&#xB8CC;&#xB97C; &#xC704;&#xD574; &#xB208;&#xC5D0; &#xB744;&#xB294; &#xC131;&#xACF5;&#xC744; &#xD568;&#xAED8; &#xC9C8;&#xBCD1; &#xBBFC;&#xAC10;&#xC131;&#xC758; &#xC720;&#xC804;&#xC801; &#xAE30;&#xCD08;&#xC5D0; &#xB300; &#xD55C; &#xC6B0;&#xB9AC;&#xC758; &#xC774;&#xD574;&#xC5D0; &#xC788;&#xB294; &#xC5B4;&#xB4DC;&#xBC34;&#xC2A4;&#xB294; &#xB9DE;&#xCDA4;&#xB41C; &#xC758;&#xD559;&#xC758; &#xC2E0;&#xD765; &#xC804;&#xB7B5; &#xC774;&#xC5B4;&#xC9C0;&#xACE0; &#xC788;&#xB2E4;. &#xC774; &#xBC29;&#xBC95;&#xC740; &#xC704;&#xD5D8; &#xACC4;&#xCE35; &#xBC0F; &#xAC1C;&#xC778;&#xC758; &#xC720;&#xC804; &#xBA54;&#xC774;&#xD06C;&#xC5C5; &#xBC0F; &#xC0DD;&#xB9AC; &#xC0C1;&#xD0DC; (&#xC138;&#xD3EC; &#xB610;&#xB294; &#xBD84;&#xC790; &#xACE0;&#xAE30;&#xB97C; &#xD1B5;&#xD574; &#xD6C4;&#xC790;&#xC758; &#xD3C9;&#xAC00;)&#xC5D0; &#xB530;&#xB77C; &#xCE58;&#xB8CC; &#xC120;&#xD0DD; &#xACC4;&#xD68D; &#xD558;&#xACE0;&#xC788;&#xB2E4;. &#xBD84;&#xC790;&#xB85C; &#xD45C;&#xC801;&#xC73C;&#xB85C; &#xD55C; &#xB098;&#xB178; &#xC0DD;&#xCCB4; &#xC870;&#xAC74;, &#xBBFC;&#xAC10;&#xD55C; &#xBD84;&#xC790; &#xC9C4;&#xB2E8; &#xBD84;&#xC790; &#xD504;&#xB85C;&#xC138;&#xC2A4;&#xC640; &#xD2B9;&#xC815; &#xC138;&#xD3EC; &#xC778;&#xAD6C; &#xBE44; &#xCE68; &#xD22C; &#xC801;&#xC778; &#xD3C9;&#xAC00; &#xD1B5;&#xD574;&#xC774; &#xBE44;&#xC804;&#xC5D0; &#xC911;&#xC694; &#xD55C; &#xC5ED;&#xD560;&#xC744; &#xC7AC;&#xC0DD;&#xD560; &#xC218; &#xC788;&#xC2B5;&#xB2C8;&#xB2E4; &#xBC0F; &#xD0C0;&#xAC9F; &#xCE58;&#xB8CC;&#xC81C;&#xC758; &#xBC30;&#xB2EC;. &#xBCF5;&#xC0AC;&#xD574;&#xC62C;&#xB41C; dextran &#xCF54;&#xD305; &#xB610;&#xB294; &#xD074;&#xB9AC;&#xC624;, superparamagnetic &#xC0B0;&#xD654; &#xCCA0; &#xB098;&#xB178; &#xC785;&#xC790;&#xB294; &#xC774;&#xB7EC;&#xD55C; &#xC751;&#xC6A9; &#xD504;&#xB85C;&#xADF8;&#xB7A8;&#xC5D0; &#xB300; &#xD55C; &#xAC15;&#xB825; &#xD558; &#xACE0; &#xC124;&#xBA85;&#xC744; &#xB098;&#xB178; &#xC785;&#xC790; &#xD50C;&#xB7AB;&#xD3FC;&#xC785;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xC774;&#xB7EC;&#xD55C; &#xAD6C;&#xC870;&#xC640; &#xADF8;&#xB4E4;&#xC758; &#xC720;&#xB3C4;&#xCCB4; &#xAD11;&#xD559;, &#xC790;&#xAE30; &#xACF5;&#xBA85; (MRI)&#xC73C;&#xB85C; &#xC9C4;&#xB2E8; &#xC601;&#xC0C1; &#xBC0F; &#xC591;&#xC804;&#xC790; &#xBC29;&#xCD9C; &#xB2E8;&#xCE35; &#xCD2C;&#xC601; (PET) &#xD615;&#xC2DD; &#xC9C0;&#xC6D0;&#xACFC; ligands &#xD0C0;&#xAC9F;&#xD305;&#xC744; &#xD65C;&#xC6A9;&#xC5D0; &#xB300; &#xD55C; &#xB2E4;&#xC591; &#xD55C; &#xD50C;&#xB7AB;&#xD3FC;&#xC744; &#xAD6C;&#xC131; &#xD569;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xB2E4;&#xC591; &#xD55C; &#xD65C;&#xC6A9; &#xBC29;&#xBC95; &#xBA87; &#xAC00;&#xC9C0; &#xC11C;&#xB85C; &#xB2E4;&#xB978; &#xAE30;&#xB2A5; &#xADF8;&#xB8F9;; dextran &#xD45C;&#xBA74;&#xC5D0; &#xC874;&#xC7AC; &#xB610;&#xD55C;, 1,2,4,5-tetrazene (Tz)&#xC640; &#xD2B8;&#xB79C;&#xC2A4;-cyclooctene (TCO) &#xC0AC;&#xC774;&#xC758; &#xAC15;&#xB825;&#xD55C; bioorthogonal [4 + 2] cycloaddition &#xBC18;&#xC751; ligands&#xB97C; &#xB300;&#xC0C1;&#xC73C;&#xB85C; &#xD558;&#xB294; &#xB098;&#xB178; &#xCF24;&#xB808; &#xC218; &#xB610;&#xB294; pretargeted &#xC140; &#xB77C;&#xBCA8;. &#xD65C;&#xC6A9; &#xBC29;&#xBC95;&#xC758; &#xC900;&#xBE44; &#xAC00;&#xC6A9;&#xC131; &#xB77C;&#xC774;&#xBE0C;&#xB7EC;&#xB9AC; &#xD2B9;&#xC815; &#xC140; &#xD615;&#xC2DD;&#xC5D0; &#xB300; &#xD55C; &#xD2B9;&#xC774;&#xC131;&#xC73C;&#xB85C; &#xB098;&#xB178; &#xC785;&#xC790;&#xC5D0; &#xB300; &#xD55C; &#xB2E4;&#xC74C; &#xC0C1;&#xC601; &#xB420; &#xC218;&#xC815; &#xC791;&#xC740; &#xBD84;&#xC790; &#xB098;&#xB178; &#xC785;&#xC790;&#xC758; &#xD569;&#xC131;&#xC744; &#xCD08;&#xB798; &#xD588;&#xB2E4;. &#xB300;&#xBD80;&#xBD84;&#xC758; &#xB098;&#xB178; &#xC785;&#xC790; &#xB610;&#xD55C; &#xBC29;&#xBC95;&#xC5D0; &#xC788;&#xB294; &#xADF8;&#xB4E4;&#xC758; &#xB300;&#xC0C1; ligands &#xD45C;&#xC2DC;, &#xC774;&#xD6C4;&#xB294; &#xC18D;&#xB3C4; &#xB300; &#xD55C; &#xC0C1;&#xC138;&#xD55C; &#xC774;&#xD574; &#xBC0F; &#xB098;&#xB178; &#xC785;&#xC790;&#xC758; &#xC0C1;&#xD638; &#xC791;&#xC6A9; (&#xD45C;&#xBA74; &#xD50C;&#xB77C;&#xC2A4;&#xBAAC; &#xACF5;&#xBA85;&#xC5D0; &#xC758;&#xD574; &#xACB0;&#xC815;)&#xC5D0; &#xB530;&#xB77C; &#xB300;&#xC0C1;&#xC758; &#xC120;&#xD638;&#xB3C4; &#xB098;&#xB178; &#xC785;&#xC790; &#xB514;&#xC790;&#xC778;&#xC5D0; &#xAE30;&#xB2A5;&#xC801;&#xC73C;&#xB85C; &#xC911;&#xC694; &#xD55C; &#xD1B5;&#xCC30;&#xB825;&#xC744; &#xC5BB;&#xC744; &#xC218; &#xC788;&#xC2B5;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xC774; &#xACC4;&#xC815;&#xC5D0;&#xC11C; &#xB9DE;&#xCDA4;&#xB41C; &#xC758;&#xD559;&#xC758; &#xC784;&#xBB34;&#xC5D0; &#xAD00;&#xB828; &#xB41C; &#xC5EC;&#xB7EC; &#xBD84;&#xC57C;&#xC5D0;&#xC11C; &#xD074;&#xB9AC;&#xC624; &#xD50C;&#xB7AB;&#xD3FC;&#xC758; &#xC751;&#xC6A9; &#xD504;&#xB85C;&#xADF8;&#xB7A8;&#xC744; &#xAC80;&#xD1A0;. &#xC6B0;&#xB9AC;&#xB294; &#xC2E0;&#xC18D; &#xD558; &#xACE0; &#xB9E4;&#xC6B0; &#xC911;&#xC694; &#xD55C; &#xBD84;&#xC790;&#xC758; &#xBE44;&#xBCF4;, &#xC790;&#xC138;&#xD55C; &#xC77C;&#xC758; &#xC77C;&#xD658;&#xC73C;&#xB85C; &#xC804; &#xC554; &#xB9C8;&#xCEE4; &#xD30C;&#xC77C;&#xB9C1; &#xAC1C;&#xBCC4;&#xD654; &#xBD84;&#xC790; &#xD615;&#xC9C8; &#xBCF4;&#xC5EC; &#xC90D;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xB610;&#xD55C; &#xD074;&#xB9AC;&#xC624; &#xD50C;&#xB7AB;&#xD3FC; &#xB300;&#xC0C1;&#xB41C; &#xC790;&#xAE30; &#xACF5;&#xBA85;&#xC744; &#xC6A9;&#xC774; &#xD558; &#xAC8C; &#xD558; &#xACE0; &#xBD84;&#xC790; &#xACE0;&#xAE30; &#xC870;&#xAE30; &#xC9C4;&#xB2E8; &#xBC0F; &#xC9C8;&#xBCD1; &#xBD84;&#xB958;&#xC5D0; &#xB300; &#xD55C; vivo&#xC5D0;&#xC11C;&#xC758; &#xB2E4;&#xC911;&#xD654; &#xC0AC;&#xC6A9; &#xCE21;&#xC815;&#xC5D0; &#xC801;&#xC784; &#xC774;&#xBBF8;&#xC9D5; (&#xBBF8;&#xC2A4;&#xD130;/&#xC560;&#xC644; &#xB3D9;&#xBB3C;/&#xD615;&#xAD11;/CT) &#xB4F1;&#xC744; &#xACB0;&#xD569;. &#xB9C8;&#xC9C0;&#xB9C9;&#xC73C;&#xB85C;, theranostic &#xB098;&#xB178; &#xC785;&#xC790;&#xC758; &#xC77C;&#xBD80;&#xB85C; photodynamic &#xCE58;&#xB8CC; &#xC5D0;&#xC774;&#xC804;&#xD2B8;&#xC758; &#xB300;&#xC0C1;&#xB41C; &#xBC30;&#xB2EC; &#xC131;&#xACF5;&#xC801;&#xC73C;&#xB85C; &#xC9C0;&#xBC29; &#xC138;&#xD3EC; &#xB3C5;&#xC131;&#xC744; &#xC99D;&#xAC00; &#xD558; &#xACE0; &#xC870;&#xC9C1;&#xC758; &#xBD80;&#xC791;&#xC6A9;&#xC744; &#xCD5C;&#xC18C;&#xD654; &#xD569;&#xB2C8;&#xB2E4;.

Dextran &#xCF54;&#xD305; &#xB41C; &#xC0B0;&#xD654; &#xCCA0; &#xB098;&#xB178; &#xC785;&#xC790;: &#xD0C0;&#xAC9F;&#xB41C; &#xBD84;&#xC790; &#xC774;&#xBBF8;&#xC9D5;, &#xBD84;&#xC790; &#xC9C4;&#xB2E8; &#xBC0F; &#xCE58;&#xB8CC;&#xC5D0; &#xB300; &#xD55C; &#xB2E4;&#xC591; &#xD55C; &#xD50C;&#xB7AB;&#xD3FC;.

Los avances en nuestra comprensi&#xF3;n de la base gen&#xE9;tica de la susceptibilidad a la enfermedad, junto con los &#xE9;xitos destacados de terapias moleculares dirigidas se han traducido en una estrategia emergente de la medicina personalizada. Este enfoque contempla la estratificaci&#xF3;n del riesgo y la selecci&#xF3;n terap&#xE9;utica basada en la composici&#xF3;n gen&#xE9;tica de un individuo y estado fisiol&#xF3;gico (el &#xFA;ltimo evaluado a trav&#xE9;s de los fenotipos celulares o moleculares). Nanopart&#xED;culas dirigidos molecularmente pueden desempe&#xF1;ar un papel clave en esta visi&#xF3;n a trav&#xE9;s de las evaluaciones no invasivas de los procesos moleculares y poblaciones espec&#xED;ficas de c&#xE9;lulas in vivo y sensibles de diagn&#xF3;stico molecular, y la entrega selectiva de la terap&#xE9;utica. Un hierro superparamagn&#xE9;tico nanopart&#xED;culas de &#xF3;xido con un recubrimiento de dextrano reticulado, o CLIO, es una plataforma de nanopart&#xED;culas potente e ilustrativo para estas aplicaciones. Estas estructuras y sus derivados apoyo de diagn&#xF3;stico por imagen mediante resonancia magn&#xE9;tica (IRM), &#xF3;ptica y tomograf&#xED;a por emisi&#xF3;n de positrones (PET modalidades) y constituye una plataforma vers&#xE1;til para la conjugaci&#xF3;n de ligandos. Una variedad de m&#xE9;todos de conjugaci&#xF3;n existen para acoplar la superficie de dextrano a diferentes grupos funcionales y, adem&#xE1;s, un s&#xF3;lido bioorthogonal [4 + 2] reacci&#xF3;n de cicloadici&#xF3;n entre 1,2,4,5-tetrazeno (Tz) y trans cicloocteno-(TCO) puede conjugado con nanopart&#xED;culas de ligandos o c&#xE9;lulas de la etiqueta pretargeted. La f&#xE1;cil disponibilidad de m&#xE9;todos de conjugaci&#xF3;n ha dado lugar a la s&#xED;ntesis de las bibliotecas de las nanopart&#xED;culas de peque&#xF1;as mol&#xE9;culas modificadas, que luego pueden ser seleccionados para nanopart&#xED;culas con especificidad para un tipo espec&#xED;fico de c&#xE9;lula. Como la mayor&#xED;a de las nanopart&#xED;culas muestran sus ligandos de manera polivalente, un conocimiento detallado de la cin&#xE9;tica y la afinidad de la interacci&#xF3;n de una nanopart&#xED;cula con su objetivo (seg&#xFA;n lo determinado por la resonancia de plasm&#xF3;n superficial) puede aportar datos funcionalmente importantes en el dise&#xF1;o de las nanopart&#xED;culas. En esta cuenta, se revisan las aplicaciones de la plataforma Clio en varias &#xE1;reas relevantes para la misi&#xF3;n de la medicina personalizada. Demostramos perfiles moleculares r&#xE1;pida y altamente sensible de c&#xE1;ncer de marcadores ex vivo, como parte del fenotipo detallada, molecular individualizada. La plataforma tambi&#xE9;n facilita CLIO resonancia magn&#xE9;tica y la imagen objetivo de modalidad combinada (como RM / PET / fluorescencia / TC) para permitir la medici&#xF3;n de los fenotipos moleculares multiplexados en vivo para el diagn&#xF3;stico precoz y la clasificaci&#xF3;n de la enfermedad. Por &#xFA;ltimo, la distribuci&#xF3;n selectiva de un agente de la terapia fotodin&#xE1;mica como parte de una nanopart&#xED;cula teran&#xF3;stica conseguido aumentar la toxicidad celular local y reducir al m&#xED;nimo los efectos secundarios sist&#xE9;micos.

Dextrano revestida de nanopart&#xED;culas de &#xF3;xido de hierro: una plataforma vers&#xE1;til de Imagen Molecular Dirigida, Diagn&#xF3;stico Molecular y Terapia

&#x5BE1;&#x6838;&#x82F7;&#x9178;&#x6742;&#x4EA4;&#x6CD5;&#x8FDB;&#x884C;&#x591A;&#x8DEF;&#x590D;&#x7528;&#x78C1;&#x6027;&#x6807;&#x7B7E;&#x653E;&#x5927;&#x3002;

Multiplexed magnetic labeling amplification using oligonucleotide hybridization.

Multiplex&#xE9;e Amplification marquage magn&#xE9;tique utilisant hybridation d&#x26;#39;oligonucl&#xE9;otides

Multiplex, magnetische Kennzeichnung-Verst&auml;rkung mit Oligonukleotid-Hybridisierung.

Multiplex magnetico etichettatura amplificazione mediante ibridazione del oligonucleotide.

&#x30AA;&#x30EA;&#x30B4;&#x30CC;&#x30AF;&#x30EC;&#x30AA;&#x30C1;&#x30C9;&#x30CF;&#x30A4;&#x30D6;&#x30EA;&#x30C0;&#x30A4;&#x30BC;&#x30FC;&#x30B7;&#x30E7;&#x30F3;&#x3092;&#x7528;&#x3044;&#x305F;&#x591A;&#x91CD;&#x78C1;&#x6C17;&#x6A19;&#x8B58;&#x306E;&#x5897;&#x5E45;

&#xB2E4;&#xC911;&#xD654; &#xB41C; &#xB9C8;&#xADF8;&#xB124;&#xD2F1; &#xB77C;&#xBCA8; &#xC99D;&#xD3ED; oligonucleotide &#xAD50; &#xC7A1;&#xC744; &#xC0AC;&#xC6A9; &#xD558; &#xC5EC;&#xC785;&#xB2C8;&#xB2E4;.

La amplificaci&#xF3;n multiplexada Etiquetado magn&#xE9;tica mediante la hibridaci&#xF3;n de oligonucle&#xF3;tidos

&#x66F4;&#x5FEB;&#x3001; &#x66F4;&#x7075;&#x654F;&#x7684;&#x68C0;&#x6D4B;&#x65B9;&#x6CD5;&#x80FD;&#x591F;&#x53D1;&#x73B0;&#x7279;&#x5B9A;&#x7EC6;&#x83CC;&#x7684;&#x79CD;&#x7C7B;&#x548C;&#x54C1;&#x79CD;&#x7684;&#x53D1;&#x5C55;&#x4E00;&#x76F4;&#x662F;&#x4E00;&#x4E2A;&#x957F;&#x671F;&#x7684;&#x4E34;&#x5E8A;&#x6311;&#x6218;&#x3002;&#x56E0;&#x6B64;&#x5230;&#x76EE;&#x524D;&#x4E3A;&#x6B62;&#xFF0C;&#x7EC6;&#x83CC;&#x611F;&#x67D3;&#x7684;&#x8BCA;&#x65AD;&#x4ECD;&#x7136;&#x8981;&#x4F9D;&#x9760;&#x8017;&#x65F6;&#x5FAE;&#x751F;&#x7269;&#x57F9;&#x517B;&#x6DB2;&#x7684;&#x6027;&#x80FD;&#x3002;&#x5728;&#x8FD9;&#x91CC;&#xFF0C;&#x6211;&#x4EEC;&#x8BC1;&#x660E; bioorthogonal &#x5316;&#x5B66;&#x7528;&#x4E8E;&#x78C1;&#x6807;&#x8BB0;&#x7279;&#x5B9A;&#x7684;&#x75C5;&#x539F;&#x4F53;&#xFF0C;&#x4F7F;&#x5176;&#x540E;&#x7EED;&#x68C0;&#x6D4B;&#x78C1;&#x6838;&#x5171;&#x632F;&#x5206;&#x6790;&#x3002;&#x6297;&#x4F53;&#x5BF9;&#x611F;&#x5174;&#x8DA3;&#x7684;&#x4E00;&#x4E2A;&#x7EC6;&#x83CC;&#x7684;&#x76EE;&#x6807;&#x662F;&#x7B2C;&#x4E00;&#x6B21;&#x4FEE;&#x6539;&#x4E0E;&#x8DE8; cyclooctene&#xFF0C;&#x7136;&#x540E;&#x8026;&#x5408;&#x5230;&#x56DB;&#x55EA;&#x6539;&#x6027;&#x7684;&#x78C1;&#x6027; nanoprobes&#xFF0C;&#x76F4;&#x63A5;&#x5728;&#x7EC6;&#x83CC;&#x4E0A;&#x3002;&#x6B64;&#x6807;&#x8BB0;&#x7684;&#x65B9;&#x6CD5;&#x8FDB;&#x884C;&#x4E86;&#x9A8C;&#x8BC1;&#x7531;&#x8868;&#x9762;&#x7B49;&#x79BB;&#x5B50;&#x4F53;&#x5171;&#x632F;&#x6280;&#x672F;&#x548C;&#x9AD8;&#x5EA6;&#x5177;&#x4F53;&#x68C0;&#x6D4B;&#x91D1;&#x9EC4;&#x8272;&#x8461;&#x8404;&#x7403;&#x83CC;&#x4F7F;&#x7528;&#x5FAE;&#x578B;&#x8BCA;&#x65AD;&#x78C1;&#x5171;&#x632F;&#x7CFB;&#x7EDF;&#x3002;&#x73AF;&#x52A0;&#x6210;&#x53CD;&#x5E94;&#x76F8;&#x6BD4;&#x5176;&#x4ED6;&#x65E0;&#x94DC; bioorthogonal &#x5316;&#x5B66;&#x6210;&#x5206;&#xFF0C;&#x5728;&#x8FD9;&#x91CC;&#x62A5;&#x544A;&#x663E;&#x793A;&#x901F;&#x5EA6;&#x66F4;&#x5FEB;&#x7684;&#x53CD;&#x5E94;&#x52A8;&#x529B;&#x5B66;&#x548C;&#x4EA7;&#x751F;&#x8D34;&#x6807;&#x6548;&#x7387;&#x66F4;&#x9AD8;&#x3002;&#x8003;&#x8651;&#x5230;&#x77ED;&#x7684;&#x6D4B;&#x5B9A;&#x65F6;&#x95F4;&#x548C;&#x5FC5;&#x8981;&#x7684;&#x53EF;&#x79FB;&#x690D;&#x6027;&#xFF0C;&#x5B83;&#x662F;&#x4EEA;&#x5668;&#x7684;&#x53EF;&#x884C;&#x7684;&#x8FD9;&#x79CD;&#x65B9;&#x6CD5;&#x53EF;&#x80FD;&#x9002;&#x5408;&#x4E34;&#x5E8A;&#x4F7F;&#x7528;&#x5728;&#x8D44;&#x6E90;&#x6709;&#x9650;&#x7684;&#x60C5;&#x51B5;&#x3002;

&#x4F7F;&#x7528; bioorthogonal &#x5316;&#x5B66;&#x548C;&#x78C1;&#x5171;&#x632F;&#x8BCA;&#x65AD;&#x7684;&#x7279;&#x5B9A;&#x75C5;&#x539F;&#x4F53;&#x68C0;&#x6D4B;&#x3002;

The development of faster and more sensitive detection methods capable of identifying specific bacterial species and strains has remained a longstanding clinical challenge. Thus to date, the diagnosis of bacterial infections continues to rely on the performance of time-consuming microbiological cultures. Here, we demonstrate the use of bioorthogonal chemistry for magnetically labeling specific pathogens to enable their subsequent detection by nuclear magnetic resonance. Antibodies against a bacterial target of interest were first modified with trans-cyclooctene and then coupled to tetrazine-modified magnetic nanoprobes, directly on the bacteria. This labeling method was verified by surface plasmon resonance as well as by highly specific detection of Staphylococcus aureus using a miniaturized diagnostic magnetic resonance system. Compared to other copper-free bioorthogonal chemistries, the cycloaddition reaction reported here displayed faster kinetics and yielded higher labeling efficiency. Considering the short assay times and the portability of the necessary instrumentation, it is feasible that this approach could be adapted for clinical use in resource-limited settings.

Specific pathogen detection using bioorthogonal chemistry and diagnostic magnetic resonance.

Le d&#xE9;veloppement de m&#xE9;thodes de d&#xE9;tection plus rapides et plus sensibles, capables d&#x26;#39;identifier des esp&#xE8;ces bact&#xE9;riennes sp&#xE9;cifiques et des souches est rest&#xE9; un d&#xE9;fi de longue date clinique. Ainsi &#xE0; ce jour, le diagnostic des infections bact&#xE9;riennes continue de s&#x26;#39;appuyer sur la performance de longues cultures microbiologiques. Ici, nous d&#xE9;montrons l&#x26;#39;utilisation de la chimie bioorthogonal pour magn&#xE9;tiquement &#xE9;tiquetage des agents pathog&#xE8;nes sp&#xE9;cifiques afin de permettre leur d&#xE9;tection ult&#xE9;rieure par r&#xE9;sonance magn&#xE9;tique nucl&#xE9;aire. Les anticorps dirig&#xE9;s contre une cible bact&#xE9;rienne d&#x26;#39;int&#xE9;r&#xEA;t ont d&#x26;#39;abord &#xE9;t&#xE9; modifi&#xE9;e avec le trans-cyclooct&#xE8;ne et ensuite coupl&#xE9; &#xE0; t&#xE9;trazine modifi&#xE9;s nanosondes magn&#xE9;tiques, directement sur les bact&#xE9;ries. Cette m&#xE9;thode de marquage a &#xE9;t&#xE9; v&#xE9;rifi&#xE9;e par r&#xE9;sonance plasmonique de surface, ainsi que par la d&#xE9;tection hautement sp&#xE9;cifique de Staphylococcus aureus en utilisant un miniaturis&#xE9; syst&#xE8;me de diagnostic par r&#xE9;sonance magn&#xE9;tique. Compar&#xE9; &#xE0; d&#x26;#39;autres sans cuivre chimies bioorthogonal, la r&#xE9;action de cycloaddition rapport&#xE9; ici que la cin&#xE9;tique plus rapide et a abouti &#xE0; une plus grande efficacit&#xE9; d&#x26;#39;&#xE9;tiquetage. Consid&#xE9;rant les temps d&#x26;#39;analyse courts et la portabilit&#xE9; de l&#x26;#39;instrumentation n&#xE9;cessaire, il est possible que cette approche pourrait &#xEA;tre adapt&#xE9;e pour une utilisation clinique dans le pays &#xE0; ressources limit&#xE9;es.

Sp&#xE9;cifique de d&#xE9;tection de pathog&#xE8;nes utilisant la chimie et de diagnostic Bioorthogonal par r&#xE9;sonance magn&#xE9;tique

Die Entwicklung schneller und empfindlicher Nachweismethoden identifizieren bestimmte bakterielle Arten und St&auml;mme ist eine langj&auml;hrige klinische Herausforderung geblieben. Somit bis heute die Diagnose bakterieller Infektionen setzt weiterhin auf die Leistung der zeitaufw&auml;ndige mikrobiologische Kulturen. Hier zeigen wir die Verwendung von Bioorthogonal Chemie zum Beschriften von magnetisch spezifischen Krankheitserregern um ihre sp&auml;tere Erkennung von Kernspinresonanz zu aktivieren. Antik&ouml;rper gegen bakterielle Ziel von Interesse waren zuerst mit Trans-Cycloocten ge&auml;ndert und dann gekoppelt mit Tetrazine ver&auml;nderte magnetische Nanoprobes, direkt auf die Bakterien. Diese Methode der Kennzeichnung wurde durch Surface Plasmon Resonance sowie durch hochspezifische Nachweis von Staphylococcus Aureus mit einem miniaturisierten Diagnose Magnet-Resonanz-System &uuml;berpr&uuml;ft. Im Vergleich zu anderen Kupfer-freie Bioorthogonal-Chemie, die Cycloaddition Reaktion berichtet hier angezeigten schnellere Kinetik und hat h&ouml;heren Kennzeichnung Effizienz ergeben. In Anbetracht der kurzen Assay-Mal und die &Uuml;bertragbarkeit von der notwendigen Instrumentierung ist es m&ouml;glich, dass dieser Ansatz f&uuml;r den klinischen Einsatz-begrenzten Ressourcen angepasst werden konnte.

Spezifischen Erregernachweis mit Bioorthogonal Chemie und diagnostische Magnetresonanz.

Lo sviluppo di metodi di rilevamento pi&ugrave; veloce e pi&ugrave; sensibile in grado di identificare ceppi e specie batterica specifica &egrave; rimasta una lunga sfida clinica. Cos&igrave; fino ad oggi, la diagnosi di infezioni batteriche continua a fare affidamento sulle prestazioni delle colture microbiologiche che richiede tempo. Qui, ci dimostrano l&#39;uso di chimica di bioorthogonal per l&#39;etichettatura magneticamente agenti patogeni specifici per attivare il loro rilevamento successiva risonanza magnetica nucleare. Gli anticorpi contro un bersaglio batterico di interesse erano prima modificati con trans-ciclottene e poi accoppiati a tetrazine-modificato nanoprobes magnetico, direttamente sui batteri. Questo metodo di etichettatura &egrave; stato verificato da risonanza plasmonica di superficie cos&igrave; come da rilevazione altamente specifico di Staphylococcus aureus, utilizzando un sistema miniaturizzato diagnostica risonanza magnetica. Rispetto ad altri processi chimici bioorthogonal esente da rame, la reazione di cicloaddizione segnalato qui visualizzato cinetica pi&ugrave; veloce e ha prodotto una maggiore efficienza di etichettatura. Considerando i tempi di saggio breve e la portabilit&agrave; della strumentazione necessaria, &egrave; possibile che questo approccio potrebbe essere adattato per l&#39;uso clinico nelle impostazioni di risorse limitate.

Rilevamento del patogeno specifico utilizzando bioorthogonal chimica e diagnostica risonanza magnetica.

&#x7279;&#x5B9A;&#x306E;&#x7D30;&#x83CC;&#x7A2E;&#x304A;&#x3088;&#x3073;&#x682A;&#x3092;&#x540C;&#x5B9A;&#x3059;&#x308B;&#x3053;&#x3068;&#x304C;&#x3067;&#x304D;&#x308B;&#x3088;&#x308A;&#x901F;&#x304F;&#x3001;&#x3088;&#x308A;&#x9AD8;&#x611F;&#x5EA6;&#x306A;&#x691C;&#x51FA;&#x65B9;&#x6CD5;&#x306E;&#x958B;&#x767A;&#x304C;&#x9577;&#x5E74;&#x306E;&#x81E8;&#x5E8A;&#x306E;&#x6311;&#x6226;&#x3092;&#x7D9A;&#x3051;&#x3066;&#x3044;&#x308B;&#x3002;&#x3057;&#x305F;&#x304C;&#x3063;&#x3066;&#x3001;&#x3053;&#x308C;&#x307E;&#x3067;&#x3001;&#x7D30;&#x83CC;&#x611F;&#x67D3;&#x75C7;&#x306E;&#x8A3A;&#x65AD;&#x306F;&#x3001;&#x6642;&#x9593;&#x306E;&#x304B;&#x304B;&#x308B;&#x5FAE;&#x751F;&#x7269;&#x57F9;&#x990A;&#x306E;&#x6027;&#x80FD;&#x306B;&#x4F9D;&#x5B58;&#x3057;&#x7D9A;&#x3051;&#x3066;&#x3044;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x3053;&#x3053;&#x3067;&#x306F;&#x3001;&#x78C1;&#x6C17;&#x6838;&#x78C1;&#x6C17;&#x5171;&#x9CF4;&#x3059;&#x308B;&#x3053;&#x3068;&#x306B;&#x3088;&#x3063;&#x3066;&#x3001;&#x305D;&#x306E;&#x5F8C;&#x306E;&#x691C;&#x51FA;&#x3092;&#x6709;&#x52B9;&#x306B;&#x3059;&#x308B;&#x306B;&#x306F;&#x3001;&#x7279;&#x5B9A;&#x306E;&#x75C5;&#x539F;&#x4F53;&#x3092;&#x6A19;&#x8B58;&#x3059;&#x308B;&#x305F;&#x3081;&#x306E;bioorthogonal&#x5316;&#x5B66;&#x306E;&#x4F7F;&#x7528;&#x65B9;&#x6CD5;&#x3092;&#x793A;&#x3057;&#x3066;&#x3044;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x8208;&#x5473;&#x306E;&#x3042;&#x308B;&#x7D30;&#x83CC;&#x306E;&#x30BF;&#x30FC;&#x30B2;&#x30C3;&#x30C8;&#x306B;&#x5BFE;&#x3059;&#x308B;&#x6297;&#x4F53;&#x306F;&#x3001;&#x307E;&#x305A;&#x6700;&#x521D;&#x306B;&#x3001;&#x76F4;&#x63A5;&#x7D30;&#x83CC;&#x306B;&#x3001;&#x30C8;&#x30E9;&#x30F3;&#x30B9; - &#x30B7;&#x30AF;&#x30ED;&#x30AA;&#x30AF;&#x30C6;&#x30F3;&#x3092;&#x4F7F;&#x7528;&#x3057;&#x3066;&#x5909;&#x66F4;&#x3057;&#x3066;&#x3001;&#x30C6;&#x30C8;&#x30E9;&#x30B8;&#x30F3;&#x4FEE;&#x98FE;&#x78C1;&#x6027;&#x30CA;&#x30CE;&#x30D7;&#x30ED;&#x30FC;&#x30D6;&#x306B;&#x7D50;&#x5408;&#x3055;&#x305B;&#x305F;&#x3002;&#x3053;&#x306E;&#x6A19;&#x8B58;&#x65B9;&#x6CD5;&#x306F;&#x3001;&#x8868;&#x9762;&#x30D7;&#x30E9;&#x30BA;&#x30E2;&#x30F3;&#x5171;&#x9CF4;&#x306B;&#x3088;&#x3063;&#x3066;&#x540C;&#x69D8;&#x306E;&#x5C0F;&#x578B;&#x78C1;&#x6C17;&#x5171;&#x9CF4;&#x8A3A;&#x65AD;&#x30B7;&#x30B9;&#x30C6;&#x30E0;&#x3092;&#x7528;&#x3044;&#x305F;&#x9EC4;&#x8272;&#x30D6;&#x30C9;&#x30A6;&#x7403;&#x83CC;&#x306E;&#x7279;&#x7570;&#x6027;&#x306E;&#x9AD8;&#x3044;&#x691C;&#x51FA;&#x306B;&#x3088;&#x308A;&#x78BA;&#x8A8D;&#x3057;&#x305F;&#x3002;&#x4ED6;&#x306E;&#x9285;&#x30D5;&#x30EA;&#x30FC;bioorthogonal&#x5316;&#x5B66;&#x306B;&#x6BD4;&#x3079;&#x3066;&#x3001;&#x74B0;&#x5316;&#x53CD;&#x5FDC;&#x304C;&#x3053;&#x3053;&#x306B;&#x8868;&#x793A;&#x3055;&#x308C;&#x308B;&#x3088;&#x308A;&#x901F;&#x304F;&#x901F;&#x5EA6;&#x3092;&#x5831;&#x544A;&#x3057;&#x3001;&#x3088;&#x308A;&#x9AD8;&#x3044;&#x6A19;&#x8B58;&#x52B9;&#x7387;&#x304C;&#x5F97;&#x3089;&#x308C;&#x305F;&#x3002;&#x77ED;&#x3044;&#x30A2;&#x30C3;&#x30BB;&#x30A4;&#x6642;&#x9593;&#x3068;&#x5FC5;&#x8981;&#x306A;&#x8A08;&#x88C5;&#x306E;&#x79FB;&#x690D;&#x6027;&#x3092;&#x8003;&#x616E;&#x3059;&#x308B;&#x3068;&#x3001;&#x305D;&#x308C;&#x306F;&#x3053;&#x306E;&#x30A2;&#x30D7;&#x30ED;&#x30FC;&#x30C1;&#x306F;&#x3001;&#x8CC7;&#x6E90;&#x304C;&#x9650;&#x3089;&#x308C;&#x305F;&#x8A2D;&#x5B9A;&#x3067;&#x3001;&#x81E8;&#x5E8A;&#x4F7F;&#x7528;&#x306B;&#x9069;&#x5408;&#x3055;&#x305B;&#x308B;&#x3053;&#x3068;&#x306F;&#x53EF;&#x80FD;&#x3067;&#x3059;&#x3002;

Bioorthogonal&#x5316;&#x5B66;&#x3068;&#x8A3A;&#x65AD;&#x78C1;&#x6C17;&#x5171;&#x9CF4;&#x3092;&#x4F7F;&#x7528;&#x3057;&#x3066;&#x3001;&#x7279;&#x5B9A;&#x306E;&#x75C5;&#x539F;&#x4F53;&#x691C;&#x51FA;

&#xD2B9;&#xC815; &#xC138;&#xADE0; &#xC885; &#xBC0F; &#xC885;&#xC790;&#xB97C; &#xC2DD;&#xBCC4;&#xD560; &#xC218; &#xC788;&#xB294; &#xBE60;&#xB974;&#xACE0; &#xBCF4;&#xB2E4; &#xBBFC;&#xAC10;&#xD55C; &#xD0D0;&#xC9C0; &#xBC29;&#xBC95;&#xC758; &#xAC1C;&#xBC1C;&#xC740; &#xC624;&#xB79C; &#xC784;&#xC0C1; &#xB3C4;&#xC804; &#xB0A8;&#xC544; &#xC788;&#xB2E4;. &#xB0A0;&#xC9DC;&#xC5D0; &#xB530;&#xB77C;&#xC11C; &#xC138;&#xADE0; &#xAC10;&#xC5FC;&#xC758; &#xC9C4;&#xB2E8;&#xC744; &#xACC4;&#xC18D; &#xC18C;&#xBAA8; &#xBBF8;&#xC0DD;&#xBB3C; culture&#xC758; &#xC131;&#xB2A5;&#xC5D0; &#xC758;&#xC874; &#xD569;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xC5EC;&#xAE30;, &#xC6B0;&#xB9AC;&#xB294; &#xC790;&#xC11D;&#xC73C;&#xB85C; &#xD575; &#xC790;&#xAE30; &#xACF5;&#xBA85;&#xC5D0; &#xC758;&#xD574; &#xADF8;&#xB4E4;&#xC758; &#xD6C4;&#xC18D; &#xAC80;&#xC0C9;&#xC744; &#xC0AC;&#xC6A9; &#xD558;&#xB824;&#xBA74; &#xD2B9;&#xC815; &#xBCD1;&#xC6D0; &#xCCB4;&#xB97C; &#xB77C;&#xBCA8;&#xC5D0; &#xB300; &#xD55C; bioorthogonal &#xD654;&#xD559;&#xC758; &#xC0AC;&#xC6A9;&#xC744; &#xBCF4;&#xC5EC; &#xC90D;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xAD00;&#xC2EC;&#xC758; &#xC138;&#xADE0;&#xC131; &#xB300;&#xC0C1;&#xC5D0; &#xB300;&#xD558;&#xC5EC; &#xD56D; &#xCCB4; &#xBA3C;&#xC800; &#xD2B8;&#xB79C;&#xC2A4; cyclooctene&#xB85C; &#xC218;&#xC815; &#xB418;&#xC5C8;&#xACE0;, &#xB9C8;&#xADF8;&#xB124;&#xD2F1; nanoprobes &#xBD80;&#xC11C; &#xBC15;&#xD14C;&#xB9AC;&#xC544;&#xC5D0; &#xC9C1;&#xC811; tetrazine &#xC218;&#xC815; &#xB2E4;&#xC74C; &#xACB0;&#xD569;. &#xB77C;&#xBCA8; &#xC774;&#xB807;&#xAC8C; &#xC18C;&#xD615;&#xB41C; &#xC9C4;&#xB2E8; &#xC790;&#xAE30; &#xACF5;&#xBA85; &#xC2DC;&#xC2A4;&#xD15C;&#xC744; &#xC0AC;&#xC6A9; &#xD558; &#xC5EC; &#xD669;&#xC0C9; &#xD3EC;&#xB3C4;&#xC0C1;&#xAD6C;&#xADE0;&#xC758; &#xB9E4;&#xC6B0; &#xAD6C;&#xCCB4;&#xC801;&#xC778; &#xD0D0;&#xC9C0; &#xBFD0;&#xB9CC; &#xC544;&#xB2C8;&#xB77C; &#xD45C;&#xBA74; &#xD50C;&#xB77C;&#xC2A4;&#xBAAC; &#xACF5;&#xBA85;&#xC5D0; &#xC758;&#xD574; &#xAC80;&#xC99D; &#xB418;&#xC5C8;&#xB2E4;. &#xB2E4;&#xB978; &#xAD6C;&#xB9AC; &#xBB34;&#xB8CC; bioorthogonal &#xD654;&#xD559;&#xC5D0; &#xBE44;&#xD574; cycloaddition &#xBC18;&#xC751; &#xBCF4;&#xACE0; &#xC5EC;&#xAE30; &#xD45C;&#xC2DC; &#xB41C; &#xB354; &#xBE60;&#xB978; &#xC18D;&#xB3C4; &#xB192;&#xC740; &#xB77C;&#xBCA8; &#xD6A8;&#xC728;&#xC744; &#xC5BB;&#xC9C0; &#xBABB;&#xD588;&#xB2E4;. &#xC9E7;&#xC740; &#xBD84;&#xC11D; &#xACB0;&#xACFC; &#xC2DC;&#xAC04;&#xACFC; &#xD544;&#xC694;&#xD55C; &#xACC4;&#xCE21;&#xC758; &#xC774;&#xB3D9;&#xC131;&#xC744; &#xACE0;&#xB824; &#xD558;&#xBA74; &#xADF8;&#xAC83;&#xC774; &#xAC00;&#xB2A5; &#xD569;&#xB2C8;&#xB2E4;&#xC774; &#xC774;&#xB807;&#xAC8C; &#xC784;&#xC0C1; &#xC0AC;&#xC6A9; &#xB9AC;&#xC18C;&#xC2A4; &#xC81C;&#xD55C; &#xC124;&#xC815;&#xC5D0; &#xB300; &#xD55C; &#xC801;&#xC751; &#xB420; &#xC218; &#xC788;&#xC2B5;&#xB2C8;&#xB2E4;.

&#xD2B9;&#xC815; &#xBCD1;&#xC6D0; &#xCCB4; &#xD0D0;&#xC9C0;&#xB294; bioorthogonal &#xD654;&#xD559; &#xBC0F; &#xC790;&#xAE30; &#xACF5;&#xBA85; &#xC9C4;&#xB2E8; &#xC0AC;&#xC6A9;.

El desarrollo de m&#xE9;todos de detecci&#xF3;n m&#xE1;s r&#xE1;pidos y m&#xE1;s sensibles, capaces de identificar determinadas especies bacterianas y las tensiones se ha mantenido desde hace mucho tiempo un desaf&#xED;o cl&#xED;nico. As&#xED; hasta la fecha, el diagn&#xF3;stico de infecciones bacterianas sigue bas&#xE1;ndose en el rendimiento de tiempo que consumen cultivos microbiol&#xF3;gicos. En este caso, se demuestra el uso de la qu&#xED;mica bioorthogonal de etiquetado magn&#xE9;ticamente pat&#xF3;genos espec&#xED;ficos que permitan su posterior detecci&#xF3;n por resonancia magn&#xE9;tica nuclear. Los anticuerpos contra un objetivo bacteriana de inter&#xE9;s se modificaron primero con trans-cicloocteno y luego se acopla a tetrazina-modificados nanosondas magn&#xE9;ticas, directamente sobre las bacterias. Este m&#xE9;todo de etiquetado fue verificada por resonancia de plasm&#xF3;n superficial, as&#xED; como por la detecci&#xF3;n altamente espec&#xED;fica de Staphylococcus aureus utilizando un miniaturizado sistema de diagn&#xF3;stico de resonancia magn&#xE9;tica. En comparaci&#xF3;n con otros libres de cobre-qu&#xED;micas bioorthogonal, la reacci&#xF3;n de cicloadici&#xF3;n que aqu&#xED; se muestran cin&#xE9;tica de la reacci&#xF3;n y dio una mayor eficiencia de etiquetado. Teniendo en cuenta los tiempos de ensayo cortos y la portabilidad de la instrumentaci&#xF3;n necesaria, es factible que este enfoque podr&#xED;a ser adaptado para su uso cl&#xED;nico en entornos con recursos limitados.

Detecci&#xF3;n de pat&#xF3;genos espec&#xED;ficos utilizando la qu&#xED;mica Bioorthogonal y Resonancia Magn&#xE9;tica de diagn&#xF3;stico

&#x662F;&#x6211;&#x7684;&#x5BA2;&#x4EBA;&#xFF1A; &#x8D85;&#x5206;&#x5B50;&#x7684;&#x4E3B;&#x5BA2;&#x4F53;&#x76F8;&#x4E92;&#x4F5C;&#x7528;&#x7528;&#x4E8E;&#x9AD8;&#x6548; bioorthogonal &#x6807;&#x8BB0;&#x7684;&#x7EC6;&#x80DE;&#x7684;&#x76EE;&#x6807;&#x3002;&#x6297;&#x4F53;&#x4E0E;&#x73AF;&#x7CCA;&#x7CBE;&#x4E3B;&#x673A;&#x5206;&#x5B50;&#x6807;&#x8BB0;&#x7ED1;&#x5B9A;&#x5230;&#x91D1;&#x521A;&#x6807;&#x8BB0; magnetofluorescent &#x7EB3;&#x7C73;&#x7C92;&#x5B50;&#xFF0C;&#x5E76;&#x63D0;&#x4F9B; amplifiable &#x6218;&#x7565;&#x53EF;&#x4EE5;&#x9002;&#x5E94;&#x4E0D;&#x540C;&#x7684;&#x8BCA;&#x65AD;&#x6280;&#x672F;&#xFF0C;&#x5982;&#x5206;&#x5B50;&#x5206;&#x6790;&#x6216;&#x78C1;&#x6027;&#x7EC6;&#x80DE;&#x5206;&#x9009;&#x7684;&#x751F;&#x7269;&#x6807;&#x5FD7;&#x7269;&#x68C0;&#x6D4B;&#x3002;

&#x8D85;&#x5206;&#x5B50;&#x4E3B;&#x5BA2;&#x4F53;&#x76F8;&#x4E92;&#x4F5C;&#x7528;&#x7684;&#x6807;&#x7B7E;&#x548C;&#x7EC6;&#x80DE;&#x751F;&#x7269;&#x6807;&#x5FD7;&#x7269;&#x7684;&#x68C0;&#x6D4B;&#x3002;

Be my guest: A supramolecular host-guest interaction is utilized for highly efficient bioorthogonal labeling of cellular targets. Antibodies labeled with a cyclodextrin host molecule bind to adamantane-labeled magnetofluorescent nanoparticles and provide an amplifiable strategy for biomarker detection that can be adapted to different diagnostic techniques such as molecular profiling or magnetic cell sorting.

Supramolecular Host-Guest Interaction for Labeling and Detection of Cellular Biomarkers.

Soyez mon invit&#xE9;: Un supramol&#xE9;culaire interaction h&#xF4;te-invit&#xE9; est utilis&#xE9; pour l&#x26;#39;&#xE9;tiquetage bioorthogonal tr&#xE8;s efficace de cibles cellulaires. Anticorps marqu&#xE9; avec une mol&#xE9;cule h&#xF4;te de cyclodextrine se lient &#xE0; l&#x26;#39;adamantane marqu&#xE9;s nanoparticules magnetofluorescent et fournir une strat&#xE9;gie de d&#xE9;tection amplifiable biomarqueur qui peut &#xEA;tre adapt&#xE9; &#xE0; diff&#xE9;rentes techniques de diagnostic comme profilage mol&#xE9;culaire ou tri cellulaire magn&#xE9;tique.

Supramol&#xE9;culaire h&#xF4;te-invit&#xE9; d&#x26;#39;interaction pour l&#x26;#39;&#xE9;tiquetage et la d&#xE9;tection de biomarqueurs cellulaires

Seien Sie mein Gast: eine supramolekulare Host-Gast-Interaktion ist f&uuml;r hocheffiziente Bioorthogonal Kennzeichnung von zellulare Ziele genutzt. Antik&ouml;rper, die mit einer Host-Cyclodextrin-Molek&uuml;l beschriftet Adamantan-markierten Magnetofluorescent Nanopartikel binden und bieten eine amplifiable Strategie f&uuml;r Biomarker-Erkennung, die unterschiedliche Diagnosetechniken wie Molekulare Profilerstellung oder magnetischen Zellsortierung angepasst werden kann.

Supramolekulare Host-Guest-Interaktion f&uuml;r die Kennzeichnung und Erkennung von zellul&auml;ren Biomarkern.

Essere mio ospite: un&#39;interazione ospite supramolecolare &egrave; utilizzata per l&#39;etichettatura bioorthogonal altamente efficiente di bersagli cellulari. Anticorpi etichettati con una molecola di host ciclodestrina legano alle nanoparticelle adamantano-etichetta magnetofluorescent e forniscono una strategia di amplifiable per l&#39;individuazione di biomarcatori che pu&ograve; essere adattati a diverse tecniche diagnostiche quali analisi molecolare o ordinamento delle cellule magnetiche.

Supramolecolare interazione ospite per l&#39;etichettatura e l&#39;individuazione di Biomarcatori cellulari.

&#x79C1;&#x306E;&#x30B2;&#x30B9;&#x30C8;&#x3067;&#x3042;&#x308B;&#xFF1A;&#x8D85;&#x5206;&#x5B50;&#x30DB;&#x30B9;&#x30C8; - &#x30B2;&#x30B9;&#x30C8;&#x76F8;&#x4E92;&#x4F5C;&#x7528;&#x306F;&#x3001;&#x7D30;&#x80DE;&#x6A19;&#x7684;&#x6027;&#x306E;&#x9AD8;&#x3044;&#x52B9;&#x7387;&#x7684;&#x306A;bioorthogonal&#x30E9;&#x30D9;&#x30EA;&#x30F3;&#x30B0;&#x306E;&#x305F;&#x3081;&#x306B;&#x5229;&#x7528;&#x3055;&#x308C;&#x3066;&#x3044;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x30B7;&#x30AF;&#x30ED;&#x30C7;&#x30AD;&#x30B9;&#x30C8;&#x30EA;&#x30F3;&#x30DB;&#x30B9;&#x30C8;&#x5206;&#x5B50;&#x3067;&#x6A19;&#x8B58;&#x3057;&#x305F;&#x6297;&#x4F53;&#x306F;&#x3001;&#x30A2;&#x30C0;&#x30DE;&#x30F3;&#x30BF;&#x30F3;&#x6A19;&#x8B58;magnetofluorescent&#x30CA;&#x30CE;&#x7C92;&#x5B50;&#x306B;&#x7D50;&#x5408;&#x3057;&#x3001;&#x305D;&#x306E;&#x3088;&#x3046;&#x306A;&#x5206;&#x5B50;&#x30D7;&#x30ED;&#x30D5;&#x30A1;&#x30A4;&#x30EA;&#x30F3;&#x30B0;&#x3084;&#x78C1;&#x6C17;&#x7D30;&#x80DE;&#x30BD;&#x30FC;&#x30C6;&#x30A3;&#x30F3;&#x30B0;&#x306A;&#x3069;&#x3001;&#x3055;&#x307E;&#x3056;&#x307E;&#x306A;&#x8A3A;&#x65AD;&#x6280;&#x8853;&#x306B;&#x9069;&#x5408;&#x3055;&#x305B;&#x308B;&#x3053;&#x3068;&#x304C;&#x3067;&#x304D;&#x308B;&#x30D0;&#x30A4;&#x30AA;&#x30DE;&#x30FC;&#x30AB;&#x30FC;&#x3092;&#x691C;&#x51FA;&#x3059;&#x308B;&#x305F;&#x3081;&#x306E;&#x5897;&#x5E45;&#x53EF;&#x80FD;&#x306A;&#x6226;&#x7565;&#x3092;&#x63D0;&#x4F9B;&#x3057;&#x3066;&#x3044;&#x307E;&#x3059;&#x3002;

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&#xB0B4; &#xC190;&#xB2D8;: supramolecular &#xD638;&#xC2A4;&#xD2B8;-&#xAC8C;&#xC2A4;&#xD2B8; &#xC0C1;&#xD638; &#xC791;&#xC6A9;&#xC740; &#xB9E4;&#xC6B0; &#xD6A8;&#xC728;&#xC801;&#xC778; bioorthogonal &#xC140;&#xB8F0;&#xB7EC; &#xB300;&#xC0C1;&#xC758; &#xB77C;&#xBCA8;&#xC5D0; &#xB300; &#xD55C; &#xD65C;&#xC6A9;. Cyclodextrin &#xD638;&#xC2A4;&#xD2B8; &#xBD84;&#xC790;&#xC640; &#xD568;&#xAED8; &#xD45C;&#xC2DC; &#xD558;&#xB294; &#xD56D; &#xCCB4; adamantane &#xD45C;&#xC2DC; &#xB41C; magnetofluorescent &#xB098;&#xB178; &#xC785;&#xC790;&#xC5D0; &#xBC14;&#xC778;&#xB529;&#xD558;&#xACE0; &#xBD84;&#xC790; &#xD504;&#xB85C; &#xD30C;&#xC77C;&#xB9C1; &#xB610;&#xB294; &#xB9C8;&#xADF8;&#xB124;&#xD2F1; &#xC140; &#xC815;&#xB82C; &#xAC19;&#xC740; &#xB2E4;&#xC591; &#xD55C; &#xC9C4;&#xB2E8; &#xAE30;&#xBC95;&#xC744; &#xC801;&#xC6A9;&#xD560; &#xC218; &#xC788;&#xC2B5;&#xB2C8;&#xB2E4; biomarker &#xAC80;&#xCD9C;&#xC744; &#xC704;&#xD55C; amplifiable &#xC804;&#xB7B5;&#xC744; &#xC81C;&#xACF5; &#xD569;&#xB2C8;&#xB2E4;.

&#xB77C;&#xBCA8;&#xC5D0; &#xB300; &#xD55C; supramolecular &#xD638;&#xC2A4;&#xD2B8;-&#xAC8C;&#xC2A4;&#xD2B8; &#xC0C1;&#xD638; &#xC791;&#xC6A9; &#xBC0F; &#xC138;&#xD3EC; &#xBC14;&#xC774;&#xC624; &#xB9C8;&#xCEE4;&#xC758; &#xAC80;&#xCD9C;.

Sea mi invitado: Un supramolecular anfitri&#xF3;n-hu&#xE9;sped la interacci&#xF3;n se utiliza para el etiquetado bioorthogonal altamente eficiente de los objetivos celulares. Los anticuerpos marcados con una mol&#xE9;cula de ciclodextrina se unen anfitri&#xF3;n a adamantano-etiquetados nanopart&#xED;culas magnetofluorescent y proporcionar una estrategia para la detecci&#xF3;n amplificable biomarcador que se puede adaptar a diferentes t&#xE9;cnicas de diagn&#xF3;stico, tales como perfiles moleculares o la clasificaci&#xF3;n de c&#xE9;lulas magn&#xE9;tico.

Supramolecular Host-Guest Interacci&#xF3;n para el etiquetado y la detecci&#xF3;n de biomarcadores celulares

Products are increasingly incorporating nanomaterials, but we have a poor understanding of their adverse effects. To assess risk, regulatory authorities need more experimental testing of nanoparticles. Computational models play a complementary role in allowing rapid prediction of potential toxicities of new and modified nanomaterials. We generated quantitative, predictive models of cellular uptake and apoptosis induced by nanoparticles for several cell types. We illustrate the potential of computational methods to make a contribution to nanosafety.

Modeling biological activities of nanoparticles.

The development of classification nano-structure-activity Relationships (nano-SARs) of nanoparticle (NP) bioactivity is presented with the aim of demonstrating the integration of multiparametric toxicity/bioactivity assays to arrive at statistically meaningful class definitions (i.e., bioactivity/inactivity endpoints), as well as the implications of nano-SAR applicability domains and decision boundaries. Nano-SARs are constructed based on a dataset of 44 iron oxide core nanoparticles (NPs), used in molecular imaging and nano-sensing, containing bioactivity profiles for four cell types and four different assays. Class definitions are developed on the basis of 'hit' (i.e., significant bioactivity) identification analysis and self-organizing map based consensus clustering; these class definitions enable construction of nano-SARs of a high classification accuracy (>78%) with different NP descriptor combinations that include primary size, spin-lattice and spin-spin relaxivities, and zeta potentials. Analysis of the nano-SAR performance for different class definitions suggests that H4 (i.e., class with at least four hits) is a reasonable endpoint (from a 'regulatory' viewpoint) for keeping the level of false negatives (i.e., incorrect labeling of bioactive NPs as inactive) low. The establishment of a quantitative nano-SAR applicability domain is demonstrated, making use of a probability density with the H4 class definition and naive Bayesian classifier (NBC) model (with spin-lattice relaxivity and zeta potential as descriptors). Decision boundaries are determined for the above H4/NBC nano-SAR for different acceptance levels of false negative to false positive predictions, illustrating a practical approach that may assist in regulatory decision making with a consideration of reducing the likelihood of identifying bioactive NPs as being inactive.

Nano-SAR development for bioactivity of nanoparticles with considerations of decision boundaries.

When resectable, invasive pancreatic ductal adenocarcinoma (PDAC) is most commonly treated with surgery and radiochemotherapy. Given the intricate local anatomy and locoregional mode of dissemination, achieving clean surgical margins can be a significant challenge. On the basis of observations that cathepsin E (CTSE) is overexpressed in PDAC and that an United States Food and Drug Administration (FDA)-approved protease inhibitor has high affinity for CTSE, we have developed a CTSE optical imaging agent [ritonavir tetramethyl-BODIPY (RIT-TMB)] for potential intraoperative use. We show nanomolar affinity [half maximal inhibitory concentration (IC50) of 39.9 Â± 1.2 nM] against CTSE of the RIT-TMB in biochemical assays and intracellular accumulation and target-to-background ratios that allow specific delineation of individual cancer cells. This approach should be useful for more refined surgical staging, planning, and resection with curative intent.

Targeting cathepsin E in pancreatic cancer by a small molecule allows in vivo detection.

A proteomics method to pull down secondary drug targets from live cells is described. The drug of interest is modified with trans-cyclooctene (TCO) and incubated with live cells. Upon cell lysis, the modified drug bound to the protein is pulled down using magnetic beads decorated with a cleavable tetrazine-modified linker. Samples are then run on an SDS-PAGE gel and isolated bands are submitted for mass spectrometry analysis to identify drug targets.

Article	Year
Enantioselective syntheses of ring-C precursors of vitamin B12. Substrate control. A novel Si-assisted elimination of vinyl bromides. Organic letters\| PubMed ID: 14653697	2003
Toward the synthesis of cobyric acid. Enantioselective syntheses of completely differentiated ring D synthons. Organic letters\| PubMed ID: 18537250	2008
Disrupted in schizophrenia 1 regulates neuronal progenitor proliferation via modulation of GSK3beta/beta-catenin signaling. Cell\| PubMed ID: 19303846	2009
Binding affinity and kinetic analysis of targeted small molecule-modified nanoparticles. Bioconjugate chemistry\| PubMed ID: 20028085	2010
Quantitative nanostructure-activity relationship modeling. ACS nano\| PubMed ID: 20857979	2010
Dextran-coated iron oxide nanoparticles: a versatile platform for targeted molecular imaging, molecular diagnostics, and therapy. Accounts of chemical research\| PubMed ID: 21661727	2011
Multiplexed magnetic labeling amplification using oligonucleotide hybridization. Advanced materials (Deerfield Beach, Fla.)\| PubMed ID: 21780311	2011
Specific pathogen detection using bioorthogonal chemistry and diagnostic magnetic resonance. Bioconjugate chemistry\| PubMed ID: 22043803	2011
Supramolecular Host-Guest Interaction for Labeling and Detection of Cellular Biomarkers. Angewandte Chemie (International ed. in English)\| PubMed ID: 22113923	2011
Modeling biological activities of nanoparticles. Nano letters\| PubMed ID: 23039907	2012
Nano-SAR development for bioactivity of nanoparticles with considerations of decision boundaries. Small (Weinheim an der Bergstrasse, Germany)\| PubMed ID: 23423856	2013
Targeting cathepsin E in pancreatic cancer by a small molecule allows in vivo detection. Neoplasia (New York, N.Y.)\| PubMed ID: 23814481	2013
Bioorthogonal Approach to Identify Unsuspected Drug Targets in Live Cells. Angewandte Chemie (International ed. in English)\| PubMed ID: 23960025	2013

Carlos Tassa

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