Q42864035
Dotaz
Zobrazit nápovědu
Theranostics is a novel paradigm integrating therapy and diagnostics, thereby providing new prospects for overcoming the limitations of traditional treatments. In this context, perfluorocarbons (PFCs) are the most widely used tracers in preclinical fluorine-19 magnetic resonance (19F MR), primarily for their high fluorine content. However, PFCs are extremely hydrophobic, and their solutions often display reduced biocompatibility, relative instability, and subpar 19F MR relaxation times. This study aims to explore the potential of micellar 19F MR imaging (MRI) tracers, synthesized by polymerization-induced self-assembly (PISA), as alternative theranostic agents for simultaneous imaging and release of the non-steroidal antileprotic drug clofazimine. In vitro, under physiological conditions, these micelles demonstrate sustained drug release. In vivo, throughout the drug release process, they provide a highly specific and sensitive 19F MRI signal. Even after extended exposure, these fluoropolymer tracers show biocompatibility, as confirmed by the histological analysis. Moreover, the characteristics of these polymers can be broadly adjusted by design to meet the wide range of criteria for preclinical and clinical settings. Therefore, micellar 19F MRI tracers display physicochemical properties suitable for in vivo imaging, such as relaxation times and non-toxicity, and high performance as drug carriers, highlighting their potential as both diagnostic and therapeutic tools.
- MeSH
- biokompatibilní materiály chemie MeSH
- fluor chemie MeSH
- fluorokarbony chemie MeSH
- halogenace MeSH
- lidé MeSH
- magnetická rezonanční tomografie metody MeSH
- micely MeSH
- myši MeSH
- nanočástice * chemie terapeutické užití MeSH
- teranostická nanomedicína * MeSH
- zobrazování fluorovou magnetickou rezonancí * metody MeSH
- zvířata MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
- myši MeSH
- zvířata MeSH
- Publikační typ
- časopisecké články MeSH
Contactless digital tags are increasingly penetrating into many areas of human activities. Digitalization of our environment requires an ever growing number of objects to be identified and tracked with machine-readable labels. Molecules offer immense potential to serve for this purpose, but our ability to write, read, and communicate molecular code with current technology remains limited. Here we show that magnetic patterns can be synthetically encoded into stable molecular scaffolds with paramagnetic lanthanide ions to write digital code into molecules and their mixtures. Owing to the directional character of magnetic susceptibility tensors, each sequence of lanthanides built into one molecule produces a unique magnetic outcome. Multiplexing of the encoded molecules provides a high number of codes that grows double-exponentially with the number of available paramagnetic ions. The codes are readable by nuclear magnetic resonance in the radiofrequency (RF) spectrum, analogously to the macroscopic technology of RF identification. A prototype molecular system capable of 16-bit (65,535 codes) encoding is presented. Future optimized systems can conceivably provide 64-bit (~10^19 codes) or higher encoding to cover the labelling needs in drug discovery, anti-counterfeiting and other areas.
- MeSH
- lanthanoidy * MeSH
- lidé MeSH
- magnetická rezonanční spektroskopie MeSH
- magnetismus MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
- Publikační typ
- časopisecké články MeSH
- práce podpořená grantem MeSH
Cíl: Představujeme radiofrekvenční objemovou cívku s pracovním objemem 100 ml pro in vivo 1H a 19F MR zobrazování malých hlodavců na 4,7 T experimentálním spektrometru. Metodika: Cívka je konstrukce typu birdcage s jednokanálovým buzením a dvanácti podélnými elementy vytvářejícími homogenní elektromagnetické pole B1 v cívce. Od běžně konstruovaných birdcage cívek se cívka prezentovaná v tomto článku odlišuje možností změny rezonanční frekvence ve velkém frekvenčním rozsahu (zahrnujícím f019F= 188,6 - f01H= 200,4 MHz @ B0 4,7 T), což je umožněno unikátním řešením změny elektrické kapacity mezi vodiči prostřednictvím změny délky cívky. Výsledky: Hodnoty faktoru kvality v rezonancích pro nezatíženou cívku jsou Q1H = 328 a Q19F= 331. Tyto výsledky jsou srovnatelné s hodnotami běžného typu konstrukce birdcage cívek určených pouze pro jednu z rezonančních frekvencí. Prezentovaná cívka však umožňuje nejen měření 1H, ale i 19F snímků se srovnatelným MR signálem bez nutnosti výměny cívek mezi jednotlivými měřeními. Závěr: Obě taková měření tedy mohou být provedena s identickou polohou vzorku nebo hlodavce.
Aim: We present a radio frequency volume coil with a working volume of 100 ml for in vivo 1H and 19F MR imaging of small rodents on a 4.7 T experimental spectrometer. The coil has a single-channel excitation. Method: Structure of coil is birdcage type with twelve longitudinal elements generating a sufficiently homogeneous electromagnetic field B1 in the coil. From commonly constructed birdcage coils, this is distinguished by the possibility of changing the resonant frequency over a large frequency range (including f019F = 188.6 MHz - f01H = 200.4 MHz @ B0 4.7T), which is allowed possible by changing the electrical capacitance between the wires through changes in the length of the coil. Result: The quality factors in the resonances for the unloaded coil are Q1H = 328 and Q19F = 331. This is comparable to the common type of birdcage coil design used for only one of the frequencies. However, the presented coil allows measurement of 1H, as well as 19F images with comparable MR signals, but without the need to change the coils between individual measurements. Conclusion: Both such measurements can thus be performed with an identical rodent position.
- Klíčová slova
- objemová radiofrekvenční cívka,
- MeSH
- design vybavení MeSH
- hlodavci MeSH
- magnetická rezonanční tomografie * přístrojové vybavení MeSH
- zobrazování fluorovou magnetickou rezonancí MeSH
- zvířata MeSH
- Check Tag
- zvířata MeSH
- Publikační typ
- klinická studie MeSH
- práce podpořená grantem MeSH
Novel multiresponsive hybrid biocompatible systems of κ-carrageenan-graft-poly(2-isopropyl-2-oxazoline-co-2-butyl-2-oxazoline)s with unique combination of responsiveness to external stimuli were synthesized and studied. The polymer thermoresponsive behavior proved the existence of both lower and upper critical solution temperatures in aqueous milieu, forming gel at lower temperature, a solution at room temperature and cloudy nanophase-separated dispersion at elevated temperature. The limit temperatures can easily be adjusted by the polyoxazoline graft length and grafting density. Moreover, the polymer behavior is additionally dependent on the concentration of potassium ions. The polymers behave similarly as the original κ-carrageenan, and thus, the poly(2-alkyl-2-oxazoline) grafts do not decrease the ability of the κ-carrageenan to form the self-assembled structures. Molecular principles beyond this multistimuli-responsive behavior were elucidated with the use of dynamic light scattering, magnetic resonance and fluorescence measurements as well as atomic force microscopy. These polymers could be used in a wide range of biological applications demanding thermo- and potassium-responsiveness.
- MeSH
- imunokonjugáty chemie MeSH
- intravitální mikroskopie MeSH
- lymfatické uzliny diagnostické zobrazování MeSH
- mannany * chemická syntéza MeSH
- multimodální zobrazování * metody MeSH
- myši MeSH
- optické zobrazování metody MeSH
- techniky in vitro MeSH
- zvířata MeSH
- Check Tag
- myši MeSH
- zvířata MeSH
- Publikační typ
- práce podpořená grantem MeSH
V článku se popisuje historie buněčného zobrazování pomocí magnetické rezonance v České republice, naše zkušenosti v této oblasti získané na pracovišti MR v Institutu klinické a experimentální medicíny a nejnovější trendy v této oblasti, včetně použití multimodálních kontrastních látek. V článku jsou uvedené i aplikace z experimentální medicíny na různých zvířecích modelech a příklad klinické studie, kde se využívaly kontrastní látky ke značení transplantovaných pankreatických ostrůvků.
We describe the history of molecular/cellular imaging using magnetic resonance imaging in the Czech Republic, our experience gained at the Department of Magnetic Resonance at the Institute for Clinical and Experimental Medicine and the latest trends in this field, including the use of multimodal contrast agents. The article also contains applications from experimental medicine on various animal models and an example of a clinical study using contrast agents to label transplanted pancreatic islets.
