Metallacrowns könnten die medizinische Bildgebung und die nicht-invasive Diagnostik revolutionieren. Dies zeigen Wissenschaftler des CNRS in einem Artikel in der Zeitschrift
Chemical Science, in dem sie diese neuen biologischen Bildgebungsmittel vorstellen.
Seit Jahren interessieren sich Wissenschaftler für Lanthanoide, diese "Seltenen Erden", die in der Lage sind, intensives und charakteristisches Licht im nahen Infrarotbereich zu emittieren. Eingebettet in supramolekulare Komplexe, sogenannte Metallacrowns, schienen sie perfekt für die nicht-invasive optische biologische Bildgebung zu sein, einschließlich tiefer Gewebe und nicht nur oberflächlicher. Ihr Hauptproblem: Sie mussten mit ultraviolettem Licht angeregt werden, einem aggressiven Licht für Gewebe, das ihre Verwendung in Biologie und Medizin stark einschränkt.
Bild der Nahinfrarot-Lumineszenz überlagert mit dem in weißem Licht beobachteten Bild, erhalten an lebenden HeLa-Zellen, in denen die Lanthanoid-Metallacrowns, deren Struktur eingeblendet ist, inkubiert wurden.
@Timothée Lathion Das Team von Wissenschaftlern des Centre de biophysique moléculaire (CNRS) hat diese Hürde nun überwunden. Es hat eine neue Familie von Metallacrowns entwickelt, deren innovative Struktur an ihrer Peripherie kleine biokompatible organische Sensibilisatoren namens "Cumarine" integriert. Diese "Antennen" fangen sichtbares Licht, das für biologische Systeme unschädlich ist, auf und übertragen es effizient auf das Lanthanoid, das dann im zweiten Fenster des nahen Infrarots (NIR-II) wieder emittiert. Dieser spektrale Bereich ist ideal für die Bildgebung, da diese Art von Licht tief in Gewebe mit sehr geringer Streuung eindringt.
Dank dieses innovativen Ansatzes konnten die Forscher dieses Cumarin-integrierende Metallacrown verwenden, um lebende Zellen zu markieren und sie durch Nahinfrarot-Mikroskopie sichtbar zu machen. Die erhaltenen Bilder zeigen ein stabiles Lichtsignal, das eine gute Nachweisempfindlichkeit bietet und die Robustheit dieser neuen Generation von Bildgebungssonden bestätigt.
Diese Ergebnisse markieren einen entscheidenden Schritt: Sie verwandeln ein lange vielversprechendes, aber durch UV-Anregung begrenztes Werkzeug in eine Technologie, die nun mit echter biologischer Bildgebung kompatibel ist. Langfristig könnten diese leuchtenden Kronen wertvolle Verbündete werden, um lebende Gewebe tiefgehend zu beobachten, die Früherkennung zu verbessern oder den Krankheitsverlauf zu verfolgen. Ein Fortschritt, veröffentlicht in
Chemical Science, der den Weg für ein immenses Feld der nicht-invasiven Bildgebung
in vitro und
in vivo ebnet.
Redakteur: AVR
Quelle: CNRS INC