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Shine, Shine, Ruthenium Caged Drug†
No full textThis is a highlight on the paper by Bonnet et al.: A Lock-and-Kill Anticancer Photoactivated Chemotherapy Agent. which constitutes an important step toward establishing photoactivated chemotherapy (PACT) as a widespread tool to treat different health issues, specially tumors. PACT can be a useful technique to deliver already tested drugs, where the effect of the desired molecule is directed only to its target after light irradiation, even in the cases in which it is difficult to achieve a precise delivery in the desired organ or tissue. Ruthenium-polipyridyl caged-compounds are near ideal devices to deliver a drug in that precise fashion, albeit they usually fail in revealing their actual location due to their weak light emission properties. The mentioned work introduces a simple and clever idea: the use of a covalently linked fluorophore to map the caged-compounds in-vivo distribution prior to the eventual irradiation to activate the chemotherapy.Fil: Etchenique, Roberto Argentino. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; ArgentinaFil: Filevich, Oscar. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Tecnologías Emergentes y Ciencias Aplicadas. - Universidad Nacional de San Martin. Instituto de Tecnologías Emergentes y Ciencias Aplicadas; Argentin
RuBiGABA-2: a hydrophilic caged GABA with long wavelength sensitivity
No full textWe have devised a new caged GABA based on ruthenium bipyridyl coordination chemistry. This photo-trigger delivers GABA upon irradiation with wavelengths up to 532 nm undergoing heterolytic photo-cleavage, in a clean and very fast (a few nanoseconds) photoreaction. With an absorptivity coefficient epsilon(MAX) = 5300 M-1 cm(-1) at 447 nm and a quantum efficiency phi similar to 0.09, RuBiGABA-2 is among the most active caged-GABAs, especially at long wavelengths. This highly hydrophilic caged GABA can be synthesized in a simple one-pot reaction. The synthesis, chemical characterization and photochemical properties are presented. Finally, the usefulness of this caged compound is demonstrated by photodelivering free GABA on leech motoneurons.Fil: Filevich, Oscar. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Inorgánica, Analítica y Quimica Fisica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; ArgentinaFil: Etchenique, Roberto Argentino. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de Los Materiales, Medioambiente y Energía; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Inorgánica, Analítica y Quimica Fisica; Argentin
A ruthenium-rhodamine complex as an activatable fluorescent probe
No full textWe describe the synthesis and characterization of a ruthenium-bipyridyl complex bearing a rhodamine-based fluorescent ligand. The complex is weakly fluorescent due to the quenching of rhodamine. Upon irradiation of the MLCT band it releases rhodamine in a fast and clean heterolytic reaction, increasing its fluorescence nearly 6-fold and making it the first visible-light activatable fluorophore based in transition metal chemistry. These properties and its lack of toxicity make it a good candidate for its use as a biologically friendly caged fluorescent probe. The use of this probe as a neuronal marker, and as a flow profiler in a thin, planar cavity and in a model flow injection analysis (FIA) is demonstrated. © 2010 American Chemical Society.Fil: del Mármol, Mariana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Inorgánica, Analítica y Química Física; ArgentinaFil: Filevich, Oscar. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Inorgánica, Analítica y Química Física; ArgentinaFil: Etchenique, Roberto Argentino. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Inorgánica, Analítica y Química Física; Argentin
A caged nicotine with nanosecond range kinetics and visible light sensitivity
No full textWe report the synthesis, characterization and applications of a ruthenium-bipyridine based caged nicotine. The complex [Ru(bpy)2(nic)2]2+ (where bpy=2,2' bipyridine and nic=nicotine (3-[(2S)-1-methylpyrrolidin-2-yl] pyridine)) releases nicotine with a quantum yield Φ=0.23 upon irradiation with biologically harmless, blue (473nm) or green (532nm) light. The photolysis reaction is clean and very fast, with a time constant of 17ns. The synthesis is simple and the obtained compound is characterized by NMR, UV-Vis spectroscopy and cyclic voltametry. We find that this compound is active in biological systems, being able to elicit action potentials in leech neurons. © 2010 Elsevier Inc.Fil: Filevich, Oscar. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Inorgánica, Analítica y Química Física; ArgentinaFil: Salierno, Marcelo Javier. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Inorgánica, Analítica y Química Física; ArgentinaFil: Etchenique, Roberto Argentino. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Inorgánica, Analítica y Química Física; Argentin
Energy transfer from a rhodamine antenna to a ruthenium-bipyridine center
No full textThe coordination of a modified rhodamine B (Rhod) to a bis-bipyridine ruthenium (ii) (Ru-bpy) phototrigger complex enables a photodissociation reaction at longer wavelengths through enhanced absorption of green light (532 nm). The very high molar absorptivity of rhodamine (∼105 M -1 cm-1) and the high quantum efficiency of Förster resonance energy transfer (FRET) from rhodamine to the Ru-bpy center (0.84) result in an unusually high photosensitivity and uncaging cross-section of the Ru-bpy-rhodamine complex at longer wavelengths.Fil: Filevich, Oscar. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; ArgentinaFil: García Acosta, Beatriz. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; ArgentinaFil: Etchenique, Roberto Argentino. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; Argentin
Caged compounds for the control of gene expression
No full textEn este trabajo se extiende la tecnología de fotoliberadores de moléculas biológicamente interesantes activables con luz visible basados en bipiridinas de rutenio, inicialmente desarrollada en nuestro laboratorio. Se caracterizan algunas propiedades de fotoliberadores de moléculas de importancia biológica, coordinados a rutenio a través de grupos poco básicos como nitrilos o tioéteres. Se describen algunas propiedades de dos de ellos: Un fotoliberador de un fluoróforo derivado de rodamina cuya fluorescencia disminuye en su estado coordinado y es recuperada al ser fotoliberado; y un fotoliberador de una molécula pequeña capaz de controlar la síntesis de proteínas por el operón lactosa, como demuestran los bioensayos en E. coli. La capacidad para proteger y fotoliberar estos grupos funcionales junto con la posibilidad de funcionalizar superficies con fotoliberadores y microirradiarlas a escala subcelular con un microscopio adaptado a tal fin, extienden la utilidad de estas herramientas para responder preguntas actuales y relevantes.In this work we further extend the technology of visible-light phototriggers for biologically relevant biomolecules, which was originally developed in our lab. We characterize some properties of molecules with biological importance which, through low-basicity groups like nitriles or thioethers, coordinate ruthenium-bipyridine complexes yielding caged-compounds which can be released with low-energy visible light. The properties of two of them are studied to some detail: a phototrigger of a modified rhodamine that is a fluorescence quencher: rhodamine's full fluorescence is recovered upon photorelease. The second one is a phototrigger for a small-molecule which can control genetic systems under lac operon regulatory elements, as shown by E. coli bioassays. As a proof-of-concept, the chemical modification of surfaces with a ruthenium caged-compound is shown, toghether with the optical instrument constructed for controlling photouncageing at a sub-cellular scale. These ruthenium- bipyridine based tools extend the functions available through biomolecule and small-molecule visible-light phototriggers.Fil:Filevich, Oscar. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina
Ruthenium polypyridyl phototriggers: from beginnings to perspectives
No full textOctahedral Ru(II) polypyridyl complexes constitute a superb platform to devise photoactive triggers capable of delivering entire molecules in a reliable, fast, efficient and clean way. Ruthenium coordination chemistry opens the way to caging a wide range of molecules, such as amino acids, nucleotides, neurotransmitters, fluorescent probes and genetic inducers. Contrary to other phototriggers, these Ru- based caged compounds are active with visible light, and can be photolysed even at 532nm (green), enabling the use of simple and inexpensive equipment. These compounds are also active in the two-photon regime, a property that extends their scope to systems where IR light must be used to achieve high precision and penetrability. The state of the art and the future of ruthenium polypyridyl phototriggers are discussed, and several new applications are presented.Fil: Zayat, Leonardo Martin. Consejo Nacional de Investigaciones Científico Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Químico Física de los Materiales Medioambiente y Energía; Argentina;Fil: Filevich, Oscar. Consejo Nacional de Investigaciones Científico Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Químico Física de los Materiales Medioambiente y Energía; Argentina;Fil: Baraldo Victorica, Luis Mario. Consejo Nacional de Investigaciones Científico Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Químico Física de los Materiales Medioambiente y Energía; Argentina;Fil: Etchenique, Roberto Argentino. Consejo Nacional de Investigaciones Científico Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Químico Física de los Materiales Medioambiente y Energía; Argentina
Escalando la enseñanza de programación en tiempos de pandemia: desafíos y oportunidades
No full textEn el marco del proyecto de Inteligencia Artificial Interdisciplinaria de UNSAM se lanzó, enmarzo de 2020, la materia Programación en Python. La pandemia de COVID-19 nos tomó porsorpresa y esa cursada se transformó en virtual. Para el segundo cuatrimestre ya contábamoscon experiencia y capacidad de previsión lo que permitió cambiar radicalmente el enfoque del curso, y llevar adelante una completa virtualización de la metodología pedagógica. Esteescrito relata la experiencia de docencia a distancia detallando herramientas y resultadosobservados en un curso con cientos de alumnos de grado y posgrado, de Argentina y delextranjero. Culmina discutiendo sobre necesidades pendientes y posibilidades a futuro. Enparticular, si bien la pandemia de COVID-19 ha destrozado muchas de nuestras mejorescostumbres y prácticas, también ha acelerado una verdadera disrupción pedagógica generandonuevos espacios para la labor docente, que pueden aprovecharse para dictar cursos máshorizontales, federales e inclusivos.In March 2020, within the interdisciplinary artificial intelligence project from UNSAM, “Python Programming” was launched. COVID-19 pandemics surprised us and we were forced to transform a previously course thought as face-to-face into completely virtual. For the following semester, we were already experienced and with sufficient prevision we were able to completely change the focus of the course and adequate it to the new conditions. We managed to accomplish this by adding teachers from different disciplines which led us to successfully provide a completely virtual pedagogic methodology. This text resumes our virtual teaching experience detailing our pedagogic approach and observed results in a course with hundreds of graduate and undergraduate students from Argentina and abroad. We end with a discussion on pending needs and future possibilities. Although the COVID-19 pandemics has trashed our best practices and customs, it has also hastened a true pedagogical disruption creating new spaces for teachers that should be seized for more horizontal, federal and inclusive courses.Fil: Cerdeiro, Manuela. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Cálculo; ArgentinaFil: Crespo, José Emilio. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Ecología, Genética y Evolución; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Filevich, Oscar. Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Instituto de Tecnologias Emergentes y Ciencias Aplicadas. - Universidad Nacional de San Martin. Instituto de Tecnologias Emergentes y Ciencias Aplicadas.; ArgentinaFil: Grimson, Rafael. Universidad Nacional de San Martín. Escuela de Ciencia y Tecnología; Argentina. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Investigación e Ingeniería Ambiental. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigación e Ingeniería Ambiental; ArgentinaFil: López y Rosenfeld, Matías. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Investigación en Ciencias de la Computación; Argentin
Modulating Surface Density of Proteins via Caged Surfaces and Controlled Light Exposure
No full textWe demonstrate the possibility of tuning the degree of functionalization of a surface using photoactivatable chemistries and controlled light exposure. A photosensitive organosilane with a protected amine terminal group and a tetraethyleneglycol spacer was synthesized. A o-nitrobenzyl cage was used as the photoremovable group to cage the amine functionality. Surfaces with phototunable amine densities were generated by controlled irradiation of silica substrates modified with the photosensitive anchor. Protein layers with different densities could be obtained by successive coupling and assembly steps. Protein surface concentrations were quantified by reflectance interference. Our results demonstrate that the protein density correlates with the photogenerated ligand density. The density control was proved over four coupling steps (biotin, SAv, BTtris-NTA, MBP, or GFP), indicating that the interactions between underlying layer and soluble targets are highly specific and the immobilized targets at the four levels maintain their full functionality. Protein micropatterns with a gradient of protein density were also obtained. © 2011 American Chemical Society.Fil: Álvarez, Marta. Max-Planck-Institut fur Polymerforschung; AlemaniaFil: Alonso, José María. Max Planck Institut fur Metallforschung; AlemaniaFil: Filevich, Oscar. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Inorgánica, Analítica y Química Física; ArgentinaFil: Bhagawati, Maniraj. Universitat Osnabruck; AlemaniaFil: Etchenique, Roberto Argentino. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Inorgánica, Analítica y Química Física; ArgentinaFil: Piehler, Jacob. Universitat Osnabruck; AlemaniaFil: del Campo, Aránzazu. Max-Planck-Institut fur Polymerforschung; Alemani
Compuestos enjaulados para la regulación de la expresión de genes
No full textEn este trabajo se extiende la tecnología de fotoliberadores de moléculas biológicamente interesantes activables con luz visible basados en bipiridinas de rutenio, inicialmente desarrollada en nuestro laboratorio. Se caracterizan algunas propiedades de fotoliberadores de moléculas de importancia biológica, coordinados a rutenio a través de grupos poco básicos como nitrilos o tioéteres. Se describen algunas propiedades de dos de ellos: Un fotoliberador de un fluoróforo derivado de rodamina cuya fluorescencia disminuye en su estado coordinado y es recuperada al ser fotoliberado; y un fotoliberador de una molécula pequeña capaz de controlar la síntesis de proteínas por el operón lactosa, como demuestran los bioensayos en E. coli. La capacidad para proteger y fotoliberar estos grupos funcionales junto con la posibilidad de funcionalizar superficies con fotoliberadores y microirradiarlas a escala subcelular con un microscopio adaptado a tal fin, extienden la utilidad de estas herramientas para responder preguntas actuales y relevantes
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