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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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| 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 | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
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 source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».