avec la possibilité de le coupler sélectivement à des protéines pour mesurer les changements locaux de concentrations de Ca2+

La large utilisation de sondes vertes, comme la GFP, incite à rechercher des sondes sensibles au calcium qui émettent dans le rouge voire l’infrarouge. La deuxième exigence est d’avoir une sonde suffisamment rapide pour détecter l’activité qui provoque des changements dans la concentration de calcium.
Le nouveau CaRuby-nano répond idéalement à cette double exigence (Collot et al., 2015). De plus, le bras latéral fonctionnalisable est compatible avec la Chimie Click sans cuivre, par ex. avec le DBCO pour la conjugaison de dextrane, de quantum dots ou d’une protéine d’intérêt.

ion calcium

Un autre défi est d’atteindre de plus grandes profondeurs tissulaires pour l’imagerie de l’activité neuronale (800μm et au-delà). Un objectif majeur de la microscopie multiphotonique est l’imagerie profonde, par exemple, dans les couches néocorticales infragranulaires ou dans les structures sous-corticales. Le CaRuby-nano avec des spectres d’excitation à deux photons décalés vers le rouge et d’émission de fluorescence peut être avantageux pour accéder à des régions tissulaires plus profondes.

Indicateur de Ca2+ AM1 Salt2 Ex/Em (nm) FCa/Ffree3 Kd (nM) Luminosité-S/B4
CaRuby-nano – – – FP-CARUBN 575/610 ~50 258 ***

1. AM: forme d’ester acétoxyméthylique perméable aux cellules.
2. Salt: dérivés de sels, imperméables aux cellules (sel de sodium, d’ammonium ou de potassium).
3. FCa/Ffree: Intensité de fluorescence de l’indicateur lié au Ca2+ par rapport à la forme de l’indicateur sans Ca2+.
4. Luminosité de la fluorescence et rapport signal/bruit de fond gradués sur une échelle * (luminosité faible) à *** (luminosité intense)

Autres indicateurs de calcium largement utilisés

Indicateur de Ca2+ AM1 Salt2 Ex/Em (nm) FCa/Ffree3 Kd (nM) Luminosité-S/B4
Fluo-3 FP-78932A FP-I3021A 506/526 ~100 390 *
Fluo-4 FP-729716 FP-M20202 494/516 ~100 345 **
Ca2+ Green-1 FP-88919B LQU710 506/531 ~14 190 ***
Ca2+ Green-5N FP-67431A – – – 506/531 ~38 14,000 ***
Ca2+ Orange FP-37581A – – – 549/576 ~3 185 **
FP488 BAPTA-1 FP-431791 – – – 494/523 ~14 170 ***

1. AM: forme d’ester acétoxyméthylique perméable aux cellules.
2. Salt: dérivés de sels, imperméables aux cellules (sel de sodium, d’ammonium ou de potassium).
3. FCa/Ffree: Intensité de fluorescence de l’indicateur lié au Ca2+ par rapport à la forme de l’indicateur sans Ca2+.
4. Luminosité de la fluorescence et rapport signal/bruit de fond gradués sur une échelle * (luminosité faible) à *** (luminosité intense)

 

Bibliographie

Collot M. et al., A red calcium indicator dye for dual-color imaging, Nature Methods 12:490 (2015)
Rai M. et al., Metal Nanoparticles as Therapeutic Agents: A Paradigm Shift in Medicine, Chapter 3 in Metal Nanoparticles: Synthesis and Applications in Pharmaceutical Sciences, Wiley-VCH ISBN: 978-3-527-33979-2 (2018)
Zamaleeva A. et al., FRET-Based Nanobiosensors for Imaging Intracellular Ca2+ and H+ Microdomains, Sensors 15(9):24662-24680 (2015)

 

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