Luciferase - Luciferine

Recherche sur le SRAS-CoV-2, vaccins et développement thérapeutique

En plus de la nécessité de développer rapidement des tests pour détecter le SRAS-CoV-2 et identifier les individus exposés, les crises COVID-19 ont conduit à des efforts mondiaux massifs pour développer des traitements médicamenteux et des vaccins efficaces contre le SRAS-CoV-2. Une compréhension plus complète de la biologie du virus du SRAS-CoV-2 est également nécessaire. Nous soutenons les scientifiques travaillant à développer des vaccins et à répondre aux questions sur la pathologie virale et le traitement, notamment:

  • Comment le virus pénètre-t-il dans les cellules humaines?
  • Comment le virus rend-il les gens malades?
  • Quels traitements peuvent être utilisés pour soulager les symptômes?
  • Comment acquérir une immunité contre le virus?

Nous offrons un support collaboratif et un large portefeuille de réactifs utilisés dans les laboratoires de recherche étudiant les coronavirus et autres maladies virales émergentes.

Suivi et surveillance de l'activité virale dans les cellules

La compréhension des interactions entre les agents pathogènes viraux et les cellules hôtes et la surveillance de l'effet de l'activité virale sur les cellules sont essentielles au développement de traitements ou de vaccins antiviraux efficaces. Les technologies Promega sont utilisées dans les études de surveillance des étapes clés de la pathogenèse virale, notamment la détection des interactions du virus avec les récepteurs de surface des cellules hôtes, le suivi et la surveillance de la production d'acides nucléiques viraux et de protéines dans la cellule, et la surveillance de la viabilité et du métabolisme des cellules hôtes.

Détecter le virus: protéine hôte: interactions avec les protéines

Comprendre comment le virus du SRAS-CoV-2 pénètre dans les cellules hôtes est une première étape potentielle pour développer un traitement ou prévenir une infection. L'entrée virale dépend des interactions protéine: protéine entre un récepteur de surface de cellule hôte et les protéines virales. Les tests d'interaction protéine: protéine sont un outil précieux pour étudier ces interactions.

Les technologies NanoBiT® et NanoBRET ™ fournissent la sensibilité nécessaire pour détecter les interactions protéine: protéine aux concentrations exprimées in vivo. Les deux sont des méthodes basées sur la bioluminescence qui sont particulièrement utiles dans les études virales en raison de la petite taille et du signal lumineux de la luciférase utilisée. Pour plus de détails, consultez les références et ressources ci-dessous.

Stockage des dossiers médicaux sous la surface de la peau avec le colorant à points quantiques


Les ingénieurs du MIT ont développé un moyen de stocker des informations médicales sous la peau, en utilisant un colorant à points quantiques qui est délivré, avec un vaccin, par un patch à micro-aiguille. Le colorant, invisible à l'œil nu, peut être lu ultérieurement à l'aide d'un smartphone spécialement adapté. Crédit: Second Bay Studios

Un colorant spécialisé, livré avec un vaccin, pourrait permettre le stockage «sur le patient» des antécédents de vaccination.

Chaque année, un manque de vaccination entraîne environ 1,5 million de décès évitables, principalement dans les pays en développement. Un facteur qui rend les campagnes de vaccination plus difficiles dans ces pays est qu'il y a peu d'infrastructure pour stocker les dossiers médicaux, il n'y a donc souvent pas de moyen facile de déterminer qui a besoin d'un vaccin particulier.

Les chercheurs du MIT ont maintenant développé une nouvelle façon d'enregistrer les antécédents de vaccination d'un patient: le stockage des données dans un modèle de colorant, invisible à l'œil nu, qui est délivré sous la peau en même temps que le vaccin.

«Dans les régions où les cartes de vaccination papier sont souvent perdues ou inexistantes et où les bases de données électroniques sont inconnues, cette technologie pourrait permettre la détection rapide et anonyme des antécédents de vaccination des patients pour garantir que chaque enfant est vacciné», explique Kevin McHugh, un ancien post-doctorant du MIT qui est maintenant professeur adjoint de bio-ingénierie à l'Université Rice.

Les chercheurs ont montré que leur nouveau colorant, composé de nanocristaux appelés points quantiques, peut rester au moins cinq ans sous la peau, où il émet une lumière proche infrarouge qui peut être détectée par un smartphone spécialement équipé.

McHugh et l'ancien scientifique invité Lihong Jing sont les principaux auteurs de l'étude, publiée le 18 décembre 2019, dans Science Translational Medicine. Ana Jaklenec, chercheuse au Koch Institute for Integrative Cancer Research du MIT, et Robert Langer, professeur David H. Koch Institute au MIT, sont les auteurs principaux de l'article.

Un record invisible

Il y a plusieurs années, l’équipe du MIT a entrepris de concevoir une méthode d’enregistrement des informations sur la vaccination d’une manière qui n’ait pas besoin d’une base de données centralisée ou d’une autre infrastructure. De nombreux vaccins, comme le vaccin contre la rougeole, les oreillons et la rubéole (ROR), nécessitent plusieurs doses espacées à certains intervalles; sans registres précis, les enfants peuvent ne pas recevoir toutes les doses nécessaires.

«Pour être protégé contre la plupart des agents pathogènes, il faut plusieurs vaccinations», explique Jaklenec. "Dans certaines régions du monde en développement, il peut être très difficile de le faire, car il y a un manque de données sur qui a été vacciné et si elles ont besoin de vaccins supplémentaires ou non."

Pour créer un dossier médical décentralisé «sur le patient», les chercheurs ont développé un nouveau type de points quantiques à base de cuivre, qui émettent de la lumière dans le spectre proche infrarouge. Les points n'ont qu'un diamètre d'environ 4 nanomètres, mais ils sont encapsulés dans des microparticules biocompatibles qui forment des sphères d'environ 20 microns de diamètre. Cette encapsulation permet au colorant de rester en place, sous la peau, après l'injection.

Les chercheurs ont conçu leur colorant pour être administré par un patch de micro-aiguille plutôt que par une seringue et une aiguille traditionnelles. De tels patchs sont en cours de développement pour délivrer des vaccins contre la rougeole, la rubéole et d'autres maladies, et les chercheurs ont montré que leur colorant pouvait être facilement incorporé dans ces patchs.

Les microaiguilles utilisées dans cette étude sont fabriquées à partir d'un mélange de sucre soluble et d'un polymère appelé PVA, ainsi que du colorant à points quantiques et du vaccin. Lorsque le patch est appliqué sur la peau, les microaiguilles, qui mesurent 1,5 mm de long, se dissolvent partiellement, libérant leur charge utile en environ deux minutes.

En chargeant sélectivement des microparticules dans des micro-aiguilles, les patchs fournissent un motif dans la peau qui est invisible à l'œil nu mais peut être numérisé avec un smartphone dont le filtre infrarouge a été retiré. Le patch peut être personnalisé pour imprimer différents modèles qui correspondent au type de vaccin délivré.

«Il est possible qu'un jour cette approche« invisible »crée de nouvelles possibilités de stockage de données, de biodétection et d'applications de vaccins qui pourraient améliorer la manière dont les soins médicaux sont dispensés, en particulier dans les pays en développement», explique Langer.

Vaccination efficace

Des tests utilisant la peau de cadavres humains ont montré que les motifs de points quantiques pouvaient être détectés par les caméras des smartphones après jusqu'à cinq ans d'exposition au soleil simulée.

Les chercheurs ont également testé cette stratégie de vaccination chez le rat, en utilisant des patchs de micro-aiguille qui délivraient les points quantiques avec un vaccin contre la polio. Ils ont constaté que ces rats ont généré une réponse immunitaire similaire à la réponse des rats qui ont reçu un vaccin antipoliomyélitique injecté traditionnel.

"Cette étude a confirmé que l'incorporation du vaccin avec le colorant dans les patchs de micro-aiguille n'a pas affecté l'efficacité du vaccin ou notre capacité à détecter le colorant", explique Jaklenec.

Les chercheurs envisagent désormais de sonder les travailleurs de la santé dans les pays en développement d'Afrique pour obtenir des informations sur la meilleure façon de mettre en œuvre ce type de tenue de registres de vaccination. Ils travaillent également à augmenter la quantité de données pouvant être encodées dans un modèle unique, leur permettant d'inclure des informations telles que la date d'administration du vaccin et le numéro de lot du lot de vaccins.

Les chercheurs pensent que les points quantiques sont sûrs à utiliser de cette manière car ils sont encapsulés dans un polymère biocompatible, mais ils prévoient de poursuivre les études de sécurité avant de les tester chez les patients.

«Le stockage, l'accès et le contrôle des dossiers médicaux sont un sujet important avec de nombreuses approches possibles», explique Mark Prausnitz, président de l'ingénierie chimique et biomoléculaire de Georgia Tech, qui n'a pas participé à la recherche. "Cette étude présente une nouvelle approche où le dossier médical est stocké et contrôlé par le patient dans la peau du patient d'une manière minimalement invasive et élégante."

Référence: «Les points quantiques biocompatibles dans le proche infrarouge délivrés à la peau par des patchs microneedle enregistrent la vaccination» par Kevin J. McHugh, Lihong Jing, Sean Y. Severt, Mache Cruz, Morteza Sarmadi, Hapuarachchige Surangi N. Jayawardena, Collin F. Perkinson, Fridrik Larusson, Sviatlana Rose, Stephanie Tomasic, Tyler Graf, Stephany Y. Tzeng, James L. Sugarman, Daniel Vlasic, Matthew Peters, Nels Peterson, Lowell Wood, Wen Tang, Jihyeon Yeom, Joe Collins, Philip A. Welkhoff, Ari Karchin , Megan Tse, Mingyuan Gao, Moungi G.Bawendi, Robert Langer et Ana Jaklenec, 18 décembre 2019, Science Translational Medicine.


DOI: 10.1126 / scitranslmed.aay7162 / https://archive.vn/poBTZ

La recherche a été financée par la Fondation Bill et Melinda Gates et la subvention de soutien (de base) du Koch Institute du National Cancer Institute. Les autres auteurs de l'article sont Sean Severt, Mache Cruz, Morteza Sarmadi, Hapuarachchige Surangi Jayawardena, Collin Perkinson, Fridrik Larusson, Sviatlana Rose, Stephanie Tomasic, Tyler Graf, Stephany Tzeng, James Sugarman, Daniel Vlasic, Matthew Peters, Nels Peterson, Lowell Wood, Wen Tang, Jihyeon Yeom, Joe Collins, Philip Welkhoff, Ari Karchin, Megan Tse, Mingyuan Gao et Moungi Bawendi.

Création de conjugués à points quantiques auto-éclairants

Min-Kyung So 1, Andreas M Loening, Sanjiv S Gambhir, Jianghong Rao
PMID: 17406398 DOI: 10.1038 / nprot.2006.162

Abstrait

Les points quantiques semi-conducteurs sont des nanocristaux fluorescents inorganiques qui, en raison de leurs propriétés optiques uniques par rapport à celles des fluorophores organiques, sont devenus populaires comme sondes d'imagerie fluorescentes. Bien que l'excitation de la lumière externe soit généralement requise pour l'imagerie avec des points quantiques, un nouveau type de conjugué de points quantiques a été signalé qui peut être luminescent sans avoir besoin d'excitation externe. Ces conjugués de points quantiques auto-éclairants peuvent être préparés par couplage de points quantiques présentant des carboxylates disponibles dans le commerce à la protéine électroluminescente Renilla luciferase. Lorsque les conjugués sont exposés à la coelentérazine du substrat de la luciférase, l'énergie libérée par le catabolisme du substrat est transférée aux points quantiques par transfert d'énergie par résonance de bioluminescence, conduisant à une émission de lumière quantique. Ce protocole décrit des procédures étape par étape pour la préparation et la caractérisation de ces conjugués à point quantique auto-éclairants. Le processus de préparation est relativement simple et peut être effectué en moins de 2 heures. La disponibilité de conjugués à points quantiques auto-éclairants offrira de nombreuses nouvelles possibilités pour l'imagerie et la détection in vivo, telles que la surveillance du trafic de cellules in vivo, l'imagerie par bioluminescence multiplex et les nouveaux biocapteurs à base de points quantiques.

NanoLuc® Luciferase propulse plus que les analyses de reporter

La luciférase NanoLuc® a été discutée à plusieurs reprises sur ce blog et sur notre site Web car l'enzyme fait partie intégrante de l'étude des réponses génétiques et de la dynamique des protéines. Alors que la luciférase NanoLuc® a été introduite pour la première fois comme enzyme rapporteur pour évaluer l'activité du promoteur, ses capacités se sont étendues bien au-delà d'un rapporteur génétique, créant des outils utilisés pour étudier les interactions protéiques endogènes, l'engagement des cibles, la dégradation des protéines et plus encore. D'où vient la luciférase NanoLuc® et comment une seule enzyme alimente plusieurs technologies?

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