Adenosine‐Linked CEST MRI Signatures of NAD⁺ Biosynthesis Precursors for Neurodegenerative Disease Detection
Notice bibliographique
Résumé
BACKGROUND: Disruptions in NAD⁺ and purine metabolic pathways are implicated in neurodegenerative diseases such as Alzheimer's. Chemical Exchange Saturation Transfer (CEST) MRI offers a non-invasive modality to track these metabolic signatures in vivo. Identifying CEST properties of NAD⁺ and its precursors may enhance diagnostic sensitivity. METHOD: In vitro CEST MRI experiments were conducted using 3 mM agarose phantoms containing 30 mM of NAD⁺, NMN, NR, Na, Nam, or Trp in phosphate buffer across pH 5.5-8.0. Scans at 7T and 9.4T (Bruker BioSpin) were performed at 37 ± 0.2°C. Z-spectra were acquired using saturation transfer-prepared FLASH (7T) and RARE (9.4T) sequences with B₁ = 0.3-1.5 µT and Δω = ±7ppm. B₀ inhomogeneity was corrected using WASSR. T₁/T₂ were measured and Z-spectra were fitted with a three-pool Bloch-McConnell model. RESULT: NAD⁺ exhibited a prominent CEST peak at 2.03 ppm attributable to the adenine amine group, with up to 15% contrast and positive pH dependence at 2.98 ppm (amide). This 2.03 ppm signal-arising from the adenine ring common to NAD⁺, ATP, and adenosine-suggests potential for broader application in imaging purine metabolism. NMN also showed distinct peaks at 0.7, 2.92, and 4.42 ppm. Tryptophan and NR demonstrated pH-sensitive exchange, while most metabolites followed base-catalyzed exchange mechanisms. Peak separation and spectral clarity were enhanced at 9.4T, supporting further exploration of high-field imaging. CONCLUSION: The 2.03 ppm adenine-associated CEST peak from NAD⁺ represents a promising biomarker for imaging adenosine-linked metabolic pathways, including ATP and related purines. This in vitro characterisation highlights the feasibility of targeting this signal to non-invasively probe purine metabolism in neurodegeneration. These findings lay the groundwork for future in vivo studies investigating ATP, cAMP, and NAD⁺ dynamics via CEST MRI.
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Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
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score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
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