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Ultraviolet–visible–near-infrared optical properties of amyloid fibrils shed light on amyloidogenesis

Authors :
Jean-Luc Coll
M. Sallanon
Vincent Forge
Thomas G. Dane
Patrice Rannou
C. Marquette
Yves Usson
Charlotte Vendrely
Sun-Jae Lee
Anaëlle Rongier
Odette Chaix-Pluchery
Mélanie Guidetti
Eniko Veronika Kovari
Jonathan Pansieri
Daniel Imbert
Véronique Josserand
Julien Vollaire
Arnold Fertin
Laboratoire de Chimie et Biologie des Métaux (LCBM - UMR 5249)
Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG)
Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA))
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA))
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)
Institute for Advanced Biosciences / Institut pour l'Avancée des Biosciences (Grenoble) (IAB)
Centre Hospitalier Universitaire [Grenoble] (CHU)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Etablissement français du sang - Auvergne-Rhône-Alpes (EFS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)
SYstèmes Moléculaires et nanoMatériaux pour l’Energie et la Santé (SYMMES)
Radiopharmaceutiques biocliniques (LRB)
Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])
Université de Genève = University of Geneva (UNIGE)
European Synchroton Radiation Facility [Grenoble] (ESRF)
Equipe de recherche sur les relations matrice extracellulaire-cellules (ERRMECe)
Fédération INSTITUT DES MATÉRIAUX DE CERGY-PONTOISE (I-MAT)
CY Cergy Paris Université (CY)-CY Cergy Paris Université (CY)
CY Cergy Paris Université (CY)
Laboratoire des matériaux et du génie physique (LMGP )
Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut National Polytechnique de Grenoble (INPG)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Dynamiques Cellulaire et Tissulaire - Interdisciplinarité, Modélisation & Microscopie (TIMC-IMAG-DyCTiM2)
Techniques de l'Ingénierie Médicale et de la Complexité - Informatique, Mathématiques et Applications, Grenoble - UMR 5525 (TIMC-IMAG)
Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-VetAgro Sup - Institut national d'enseignement supérieur et de recherche en alimentation, santé animale, sciences agronomiques et de l'environnement (VAS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-VetAgro Sup - Institut national d'enseignement supérieur et de recherche en alimentation, santé animale, sciences agronomiques et de l'environnement (VAS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])
ANR-12-RPIB-0010,MULTIMAGE,Structures nanométriques pour détection précoce en imagerie multimodale(2012)
ANR-17-CE09-0013,BioNics,Nano électronique bio-inspirée par auto-assemblage de protéines(2017)
ANR-15-IDEX-0002,UGA,IDEX UGA(2015)
ANR-11-INBS-0001,ANAEE-FR,ANAEE-Services(2011)
Amyloid Fibres : From Foldopathies to NanoDesign (AFFOND )
Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG)
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG)
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])
Centre Hospitalier Universitaire [Grenoble] (CHU)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Etablissement français du sang - Auvergne-Rhône-Alpes (EFS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])
Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG)
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
INSERM U1039
Department of Mental Health and Psychiatry
European Synchrotron Radiation Facility (ESRF)
Université de Cergy Pontoise (UCP)
Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Université de Cergy Pontoise (UCP)
Université Paris-Seine-Université Paris-Seine
Institut National Polytechnique de Grenoble (INPG)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Dynamique Cellulaire et Tissulaire- Interdisciplinarité, Modèles & Microscopies (TIMC-IMAG-DyCTiM)
Usson, Yves
RECHERCHES PARTENARIALES ET INNOVATION BIOMEDICALE - Structures nanométriques pour détection précoce en imagerie multimodale - - MULTIMAGE2012 - ANR-12-RPIB-0010 - RPIB - VALID
Nano électronique bio-inspirée par auto-assemblage de protéines - - BioNics2017 - ANR-17-CE09-0013 - AAPG2017 - VALID
IDEX UGA - - UGA2015 - ANR-15-IDEX-0002 - IDEX - VALID
Infrastructures - ANAEE-Services - - ANAEE-FR2011 - ANR-11-INBS-0001 - INBS - VALID
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA)
Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Grenoble Alpes (UGA)
Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )
Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Grenoble Alpes (UGA)
Source :
Nature Photonics, Nature Photonics, 2019, 13 (7), pp.473-479. ⟨10.1038/s41566-019-0422-6⟩, Nature Photonics, Nature Publishing Group, 2019, 13 (7), pp.473-479. ⟨10.1038/s41566-019-0422-6⟩, Nature Photonics, Vol. 13, No 7 (2019) pp. 473-479
Publication Year :
2019
Publisher :
HAL CCSD, 2019.

Abstract

International audience; Amyloid fibres attract considerable interest due to their biological role in neurodegenerative diseases and their potential as functional biomaterials. Here, we describe an intrinsic signal of amyloid fibres in the near-infrared range. When combined with their recently reported blue luminescence, it paves the way towards new blueprints for the label-free detection of amyloid deposits in in vitro and in vivo contexts. The blue luminescence allows for staining-free characterization of amyloid deposits in human samples. The near-infrared signal offers promising prospects for innovative diagnostic strategies for neurodegenerative diseases—to improve medical care and for the development of new therapies. As a proof of concept, we demonstrate direct detection of amyloid deposits within brains of living, aged mice with Alzheimer’s disease using non-invasive and contrast-agent-free imaging. Ultraviolet–visible–near-infrared optical properties of amyloids open new research avenues for amyloidosis as well as for next-generation biophotonic devices.

Details

Language :
English
ISSN :
17494885 and 17494893
Database :
OpenAIRE
Journal :
Nature Photonics, Nature Photonics, 2019, 13 (7), pp.473-479. ⟨10.1038/s41566-019-0422-6⟩, Nature Photonics, Nature Publishing Group, 2019, 13 (7), pp.473-479. ⟨10.1038/s41566-019-0422-6⟩, Nature Photonics, Vol. 13, No 7 (2019) pp. 473-479
Accession number :
edsair.doi.dedup.....30a682b34fe283607bf21e942cad7f92
Full Text :
https://doi.org/10.1038/s41566-019-0422-6⟩