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Simultaneous detection of carbon monoxide and viscosity changes in cells using bimetallic fluorogenic probes

Projektbeschreibung

Überwachung von Kohlenmonoxid und Viskosität in lebenden Zellen

Kohlenmonoxid (CO) ist ein endogener Gasotransmitter, der mit Zytoprotektion und zellulärer Homöostase assoziiert ist. Eine gesteigerte enzymatische Produktion von CO spielt beim Heilungsprozess von Entzündungen und bei der Linderung von Herz-Kreislauf-Erkrankungen eine entscheidende Rolle. Die Veränderungen der Zellviskosität wurden mit Entzündungen in Verbindung gebracht, auch bei Herz-Kreislauf-Erkrankungen. Die diffusionsgesteuerte Bewegung zellulären Kohlenmonoxids wird durch die Viskositätsveränderungen beeinträchtigt. Das Ziel des EU-finanzierten Projekts COVISENSE ist es, das Kohlenmonoxid und die Zellviskosität, die mit dem Status der Entzündung und der Erkrankung verknüpft sind, gleichzeitig zu messen. Das Forschungsteam wird neuartige bimetallische molekulare Ruthenium-Sonden einführen, die sowohl endogenes Kohlenmonoxid als auch die Viskosität in der zellulären Umgebung überwachen können.

Ziel

Despite its toxic reputation, carbon monoxide (CO) is also an important biological messenger molecule that regulates many vital cell processes, including the response to disease. Increased enzymatic generation of carbon monoxide plays a critical role in the resolution of inflammatory processes and alleviation of cardiovascular disorders. At the same time, altered viscosity levels have been associated with inflammation, including in cardiovascular disease. Since the diffusion-controlled movement of carbon monoxide is also affected by changes in the viscosity of the cellular environment, the two aspects are intimately connected. Therefore, the simultaneous measurement of both carbon monoxide and cellular viscosity would provide unprecedented information on the functioning of the cell and the state of inflammation and disease. We propose to achieve this through a new family of bimetallic ruthenium(II) molecular probes capable of monitoring both endogenous carbon monoxide (using fluorescence intensity) and the viscosity in the cellular environment (through fluorescence lifetime). These highly selective probes would show very low detection limits for CO and operate within the ‘biological window’ above 650 nm. At the same time, internal rotation of the BODIPY fluorophore would allow fluorescence lifetime imaging microscopy (FLIM) to be used to monitor the local viscosity. Through a collaboration with immune-oncologists, the probes will be used to expand the understanding of the role played by the enzyme, haem oxygenase (HO-1), that produces CO. This could help illuminate the association between HO-1 expression and poor prognosis in cancer patients. The project will combine ligand design, organometallic synthesis, fluorescence imaging and cell work, providing the opportunity to gain experience in a range of areas related to sensing in biological environments.

Koordinator

IMPERIAL COLLEGE OF SCIENCE TECHNOLOGY AND MEDICINE
Netto-EU-Beitrag
€ 212 933,76
Adresse
SOUTH KENSINGTON CAMPUS EXHIBITION ROAD
SW7 2AZ LONDON
Vereinigtes Königreich

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Region
London Inner London — West Westminster
Aktivitätstyp
Higher or Secondary Education Establishments
Links
Gesamtkosten
€ 212 933,76