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A Demonstration of Le Chatelier's Principle on the Nanoscale.

ABSTRACT: Photothermal desorption of molecules from plasmonic nanoparticles is an example of a light-triggered molecular release due to heating of the system. However, this phenomenon ought to work only if the molecule-nanoparticle interaction is exothermic in nature. In this study, we compare protein adsorption behavior onto gold nanoparticles for both endothermic and exothermic complexation reactions, and demonstrate that Le Chatelier's principle can be applied to predict protein adsorption or desorption on nanomaterial surfaces. Polyelectrolyte-wrapped gold nanorods were used as adsorption platforms for two different proteins, which we were able to adsorb/desorb from the nanorod surface depending on the thermodynamics of their interactions. Furthermore, we show that the behaviors hold up under more complex biological environments such as fetal bovine serum.

SUBMITTER: Lin W

PROVIDER: S-EPMC5658755 | biostudies-literature | 2017 Oct

REPOSITORIES: biostudies-literature

ACCESS DATA

Publications

A Demonstration of Le Chatelier's Principle on the Nanoscale.

Lin Wayne W Murphy Catherine J CJ

ACS central science 20170918 10

Photothermal desorption of molecules from plasmonic nanoparticles is an example of a light-triggered molecular release due to heating of the system. However, this phenomenon ought to work only if the molecule-nanoparticle interaction is exothermic in nature. In this study, we compare protein adsorption behavior onto gold nanoparticles for both endothermic and exothermic complexation reactions, and demonstrate that Le Chatelier's principle can be applied to predict protein adsorption or desorptio ...[more]

PMID: 29104926

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Project description:Circadian misalignment-the misalignment between the central circadian "clock" and behavioral and environmental cycles (including sleep/wake, fasting/eating, dark/light)-results in adverse cardiovascular and metabolic effects. Potential underlying mechanisms for these adverse effects include alterations in the orogastrointestinal microbiota. However, it remains unknown whether human oral microbiota has endogenous circadian rhythms (i.e., independent of sleep/wake, fasting/eating, and dark/light cycles) and whether circadian misalignment influences oral microbiota community composition. Healthy young individuals [27.3 ± 2.3 years (18-35 years), 4 men and 2 women, body-mass index range: 18-28 kg/m2 ] were enrolled in a stringently controlled 14-day circadian laboratory protocol. This included a 32-h constant routine (CR) protocol (endogenous circadian baseline assessment), a forced desynchrony protocol with four 28-h "days" under ~3 lx to induce circadian misalignment, and a post-misalignment 40-h CR protocol. Microbiota assessments were performed on saliva samples collected every 4 h throughout both CR protocols. Total DNA was extracted and processed using high-throughput 16S ribosomal RNA gene amplicon sequencing. The relative abundance of specific oral microbiota populations, i.e., one of the five dominant phyla, and three of the fourteen dominant genera, exhibited significant endogenous circadian rhythms. Importantly, circadian misalignment dramatically altered the oral microbiota landscape, such that four of the five dominant phyla and eight of the fourteen dominant genera exhibited significant circadian misalignment effects. Moreover, circadian misalignment significantly affected the metagenome functional content of oral microbiota (inferred gene content analysis), as indicated by changes in specific functional pathways associated with metabolic control and immunity. Collectively, our proof-of-concept study provides evidence for endogenous circadian rhythms in human oral microbiota and show that even relatively short-term experimental circadian misalignment can dramatically affect microbiota community composition and functional pathways involved in metabolism and immune function. These proof-of-principle findings have translational relevance to individuals typically exposed to circadian misalignment, including night shift workers and frequent flyers.

Project description:Introduction Le traitement du syndrome d’hypersensibilité médicamenteuse ou drug reaction with eosinophilia and systemic symptoms (DRESS) est difficile. En cas d’atteinte viscérale, une corticothérapie systémique est le plus souvent proposée en première intention malgré l’absence d’essai clinique. En l’absence de réponse, le traitement de deuxième ligne n’est pas codifié. Récemment, le benralizumab un anticorps monoclonal ciblant le récepteur de l’interleukine 5 a été utilisé pour traiter deux patients avec une infection sévère à COVID-19 ayant un DRESS résistant à une corticothérapie à forte dose. Nous rapportons le cas d’un patient infecté par le COVID-19 atteint d’un DRESS avec engagement du pronostic vital traité par benralizumab. Matériel et méthodes Un patient de 43 ans, sans antécédent, hospitalisé pour un syndrome de détresse respiratoire aigu lié à une infection à COVID-19 a présenté un DRESS sévère associant une hyperéosinophilie (6660/mm3), de la fièvre, une polyadénopathie, un exanthème maculopapuleux avec œdème du visage, une insuffisance rénale aiguë, une hépatite et une pneumopathie à éosinophiles. Les médicaments les plus imputables étaient la ciprofloxacine et le céfépime. Le traitement initial de ce DRESS sévère a comporté une corticothérapie locale et systémique. Une aggravation hémodynamique a motivé un traitement par immunoglobulines intraveineuses. Devant une atteinte pluriviscérale associée à une majoration du taux d’éosinophiles (10 000/mm3) et des critères biologiques de syndrome d’activation macrophagique avec engagement du pronostic vital, une injection de benralizumab 30 mg en sous-cutanée a été réalisée après concertation multidisciplinaire. Résultats (si adapté) : l’évolution a été très rapidement favorable avec une chute du nombre d’éosinophiles sanguins en 48 heures et une amélioration globale des dysfonctions d’organes et des lésions cutanées. Une deuxième injection de benralizumab a été réalisée quatre semaines plus tard en raison de la réascension modérée des éosinophiles à la décroissance de la corticothérapie générale, sans récidive. Discussion La physiopathologie du DRESS est complexe, elle met en jeu des réponses lymphocytaires T spécifiques et souvent des réactivations virales. Aucune réplication des virus fréquemment rencontrés dans le DRESS (HSV1, HSV2, VZV, CMV, EBV et HHV6) n’a été trouvée chez notre patient. Mais, la mise en évidence d’une réplication du SARS-CoV 2 à distance de l’infection initiale (plus de 60 jours après la 1re PCR SARS-CoV2 positive) pourrait suggérer un rôle potentiel inducteur du SARS-CoV2 dans le DRESS. Le rôle précis des éosinophiles dans la physiopathologie du DRESS n’est pas élucidé, mais l’efficacité et la bonne tolérance du benralizumab chez notre patient plaide en faveur de l’intérêt d’une thérapie anti-IL5 récepteur chez les patients atteints de DRESS sévère corticorésistant ou avec besoin d’une alternative aux corticoïdes systémiques.

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