Development Of An Aptamer-Based MRI Contrast Agent For Thrombin Detection

Daphnee Dubouchet-Olsheski

Abstract


Thrombin is an enzyme that converts soluble fibrinogen into insoluble strands of fibrin (which works with platelets to form a blood clot). MR imaging of thrombin could be useful in the imaging of blood clots (thrombus and embolus). An MRI contrast agent can be made more specific for a certain protein by conjugating (joining) it to an aptamer. An aptamer is a synthesized single-stranded DNA, targeted (through a process called SELEX) to a specific protein. The development of a targeted MRI contrast agent could enhance the diagnostic value of the obtained MR images. Through screening two series of contrast agents, DOTA (1,4,7,10-tetraazacyclododecane-1,4,7,10-tetraacetic acid) and DTPA (diethylenetriaminepentaacetic acid), this project hopes to find the best system for measuring thrombin in serum. This use of aptamer technology (and DNA synthesis) appears to be a unique method of targeting thrombin rather than the more invasive angiography and angioscopy procedures. The first phase of this project involved the synthesis of aptamer-DOTA and aptamer-DTPA conjugates. Progress towards the development of these conjugates is presented. Upon successful synthesis of the aptamer conjugates, they could be screened to find the best system for measuring thrombin in serum.

 

La thrombine est une enzyme qui convertit le fibrinogène soluble en brins de fibrine insoluble (ce qui permet aux plaquettes de former un caillot de sang). L’imagerie à résonance magnétique (IRM) de la thrombine pourrait être utile pour l’imagerie de caillots sanguins (thrombus et embolie). Un agent de contraste IRM peut être conçu pour viser plus spécifiquement une certaine protéine par voie de conjugaison (liaison) à un aptamère. Un aptamère est simple brin d’ADN synthétisé, qui cible (par le processus SELEX) une protéine spécifique. L’élaboration d’un agent de contraste IRM ciblée envers une protéine particulière pourrait améliorer la valeur diagnostique des images IRM obtenues. Grâce à un dépistage de deux séries d’agents de contrastes, DOTA (acide 1,4,7,10-tétraazacyclododécane-1,4,7,10-tétraacétique) et DTPA (acide diéthylènetriaminepentaacétique), ce projet vise à trouver la meilleure méthode afin de mesurer la thrombine dans le sérum. L’utilisation de cette technologie avec aptamère (et avec la synthèse de l’ADN) semble être une méthode unique afin de cibler la trombine de manière moins invasive que les procédures d’angiographie ou d’angioscopie. La première phase de ce projet consistait de la synthèse du conjugué de l’aptamère DOTA et de l’aptamère DTPA. Le progrès vers l’élaboration de ces conjugués est présenté dans cet article. Dès la réussite de la synthèse des conjugués d’aptamères, ces derniers pourraient être en mesure d’être évalué afin de trouver la meilleure méthode pour mesurer la thrombine dans le sérum.


Keywords


Blood clots; MRI; DNA; synthesis; thrombus; embolus; nanotechnology; caillots de sang; IRM; ADN, la synthèse; thrombus, embolie; nanotechnologies.

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DOI: https://doi.org/10.13034/cysj-2013-003

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