Published July 23, 2020 | Version v1
Publication Open

Photodynamic exposure of Rose-Bengal inhibits Tau aggregation and modulates cytoskeletal network in neuronal cells

Creators

  • 1. National Chemical Laboratory
  • 2. University of Mysore

Description

The intracellular Tau aggregates are known to be associated with Alzheimer's disease. The inhibition of Tau aggregation is an important strategy for screening of therapeutic molecules in Alzheimer's disease. Several classes of dyes possess a unique property of photo-excitation, which is applied as a therapeutic measure against numerous neurological dysfunctions. Rose Bengal is a Xanthene dye, which has been widely used as a photosensitizer in photodynamic therapy. The aim of this work was to study the protective role of Rose Bengal against Tau aggregation and cytoskeleton modulations. The aggregation inhibition and disaggregation potency of Rose Bengal and photo-excited Rose Bengal were observed by in-vitro fluorescence, circular dichroism, and electron microscopy. Rose Bengal and photo-excited Rose Bengal induce minimal cytotoxicity in neuronal cells. In our studies, we observed that Rose Bengal and photo-excited Rose Bengal modulate the cytoskeleton network of actin and tubulin. The immunofluorescence studies showed the increased filopodia structures after photo-excited Rose Bengal treatment. Furthermore, Rose Bengal treatment increases the connections between the cells. Rose Bengal and photo-excited Rose Bengal treatment-induced actin-rich podosome-like structures associated with cell membranes. The in-vivo studies on UAS E-14 Tau mutant Drosophila suggested that exposure to Rose Bengal and photo-excited Rose Bengal efficiency rescues the behavioural and memory deficit in flies. Thus, the overall results suggest that Rose Bengal could have a therapeutic potency against Tau aggregation.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

من المعروف أن مجاميع تاو داخل الخلايا مرتبطة بمرض الزهايمر. يعد تثبيط تراكم تاو استراتيجية مهمة لفحص الجزيئات العلاجية في مرض الزهايمر. تمتلك عدة فئات من الأصباغ خاصية فريدة من الإثارة الضوئية، والتي يتم تطبيقها كإجراء علاجي ضد العديد من الاختلالات العصبية. روز بنغال هو صبغة زانثين، والتي استخدمت على نطاق واسع كمحسس ضوئي في العلاج الضوئي الديناميكي. كان الهدف من هذا العمل هو دراسة الدور الوقائي لروز بنغال ضد تجميع تاو وتعديلات الهيكل الخلوي. لوحظ تثبيط التجميع وقوة التصنيف للورد البنغالي والبنغال الوردي المستثار بالصور من خلال الفلورة في المختبر، والتلون الدائري، والمجهر الإلكتروني. تحفز الوردة البنغالية والبنغال الوردية المتحمسة ضوئيًا الحد الأدنى من السمية الخلوية في الخلايا العصبية. في دراساتنا، لاحظنا أن روز البنغال والبنغال الوردي المثير للصور يعدلان شبكة الهيكل الخلوي للأكتين والتوبيولين. أظهرت دراسات التألق المناعي زيادة هياكل الخيطيات بعد العلاج بالورد البنغالي المثير للضوء. علاوة على ذلك، يزيد علاج روز بنغال من الروابط بين الخلايا. بنغال الورد وهياكل بنغال الورد المستحثة بالصور مثل الأكتين الغنية مثل بودوسوم المرتبطة بأغشية الخلايا. اقترحت الدراسات التي أجريت في الجسم الحي على الطائرة بدون طيار E -14 تاو ذبابة الفاكهة المتحولة أن التعرض للورد البنغالي والكفاءة المثيرة للضوء في البنغال الوردية ينقذ العجز السلوكي والذاكرة في الذباب. وبالتالي، تشير النتائج الإجمالية إلى أن روز بنغال يمكن أن يكون لها قوة علاجية ضد تراكم تاو.

Translated Description (French)

Les agrégats de Tau intracellulaires sont connus pour être associés à la maladie d'Alzheimer. L'inhibition de l'agrégation Tau est une stratégie importante pour le criblage de molécules thérapeutiques dans la maladie d'Alzheimer. Plusieurs classes de colorants possèdent une propriété unique de photo-excitation, qui est appliquée comme mesure thérapeutique contre de nombreux dysfonctionnements neurologiques. Le rose bengale est un colorant xanthène, qui a été largement utilisé comme photosensibilisant dans la thérapie photodynamique. L'objectif de ce travail était d'étudier le rôle protecteur du Rose Bengale contre l'agrégation de Tau et les modulations du cytosquelette. La puissance d'inhibition et de désagrégation de l'agrégation du Rose Bengal et du Rose Bengal photo-excité a été observée par fluorescence in vitro, dichroïsme circulaire et microscopie électronique. Le rose bengale et le rose bengale photo-excité induisent une cytotoxicité minimale dans les cellules neuronales. Dans nos études, nous avons observé que le Rose Bengale et le Rose Bengale photo-excité modulent le réseau cytosquelettique de l'actine et de la tubuline. Les études d'immunofluorescence ont montré l'augmentation des structures des filopodes après un traitement au Rose Bengal photo-excité. De plus, le traitement au rose bengale augmente les connexions entre les cellules. Structures de type podosome riches en actine induites par le traitement au rose bengale et au rose bengale photo-excité associées aux membranes cellulaires. Les études in vivo sur la drosophile mutante UAS E-14 Tau ont suggéré que l'exposition au Rose Bengal et à l'efficacité du Rose Bengal photo-excité sauve le déficit comportemental et de mémoire chez les mouches. Ainsi, les résultats globaux suggèrent que le Rose Bengal pourrait avoir une puissance thérapeutique contre l'agrégation de Tau.

Translated Description (Spanish)

Se sabe que los agregados intracelulares de Tau están asociados con la enfermedad de Alzheimer. La inhibición de la agregación de Tau es una estrategia importante para el cribado de moléculas terapéuticas en la enfermedad de Alzheimer. Varias clases de colorantes poseen una propiedad única de fotoexcitación, que se aplica como medida terapéutica contra numerosas disfunciones neurológicas. Rose Bengal es un tinte de xanteno, que se ha utilizado ampliamente como fotosensibilizador en la terapia fotodinámica. El objetivo de este trabajo fue estudiar el papel protector de la rosa de Bengala frente a la agregación de Tau y las modulaciones del citoesqueleto. La inhibición de la agregación y la potencia de desagregación de Rosa de Bengala y Rosa de Bengala fotoexcitada se observaron mediante fluorescencia in vitro, dicroísmo circular y microscopía electrónica. La rosa de Bengala y la rosa de Bengala fotoexcitada inducen una citotoxicidad mínima en las células neuronales. En nuestros estudios, observamos que la rosa de Bengala y la rosa de Bengala fotoexcitada modulan la red del citoesqueleto de actina y tubulina. Los estudios de inmunofluorescencia mostraron el aumento de las estructuras de filopodios después del tratamiento con Rosa Bengala fotoexcitada. Además, el tratamiento Rose Bengal aumenta las conexiones entre las células. Rose Bengal y el tratamiento de Rose Bengal fotoexcitado indujeron estructuras similares a podosomas ricas en actina asociadas con las membranas celulares. Los estudios in vivo sobre Drosophila mutante UAS E-14 Tau sugirieron que la exposición a Rose Bengal y la eficiencia de Rose Bengal fotoexcitada rescata el déficit de comportamiento y memoria en las moscas. Por lo tanto, los resultados generales sugieren que Rose Bengal podría tener una potencia terapéutica contra la agregación de Tau.

Files

s41598-020-69403-2.pdf.pdf

Files (8.0 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:382f8c7373b8c37f151c52978562e7cf
8.0 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
يؤدي التعرض الديناميكي الضوئي للورد والبنغال إلى تثبيط تراكم تاو وتعديل الشبكة الهيكلية الخلوية في الخلايا العصبية
Translated title (French)
L'exposition photodynamique de Rose-Bengal inhibe l'agrégation de Tau et module le réseau cytosquelettique dans les cellules neuronales
Translated title (Spanish)
La exposición fotodinámica de Rose-Bengal inhibe la agregación de Tau y modula la red citoesquelética en las células neuronales

Identifiers

Other
https://openalex.org/W3044511119
DOI
10.1038/s41598-020-69403-2

Is supplement to
https://openalex.org/W3045930638 (Other)
https://openalex.org/W3035716359 (Other)
https://openalex.org/W2102917682 (Other)
https://openalex.org/W2092039178 (Other)
https://openalex.org/W2082749841 (Other)
https://openalex.org/W2044834564 (Other)
https://openalex.org/W2022509150 (Other)
https://openalex.org/W2004035935 (Other)
https://openalex.org/W1501164736 (Other)
https://openalex.org/W1031730264 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
India

References

  • https://openalex.org/W1490345724
  • https://openalex.org/W1492086662
  • https://openalex.org/W1502030433
  • https://openalex.org/W1546276948
  • https://openalex.org/W1974881588
  • https://openalex.org/W1990473479
  • https://openalex.org/W1992835639
  • https://openalex.org/W1995997091
  • https://openalex.org/W1997198091
  • https://openalex.org/W1998440070
  • https://openalex.org/W2006353558
  • https://openalex.org/W2011096827
  • https://openalex.org/W2015389516
  • https://openalex.org/W2016062730
  • https://openalex.org/W2017818235
  • https://openalex.org/W2029913872
  • https://openalex.org/W2032074600
  • https://openalex.org/W2033241989
  • https://openalex.org/W2034286717
  • https://openalex.org/W2036805988
  • https://openalex.org/W2039974786
  • https://openalex.org/W2041525960
  • https://openalex.org/W2042485050
  • https://openalex.org/W2046436217
  • https://openalex.org/W2051515900
  • https://openalex.org/W2054710865
  • https://openalex.org/W2061111257
  • https://openalex.org/W2067775847
  • https://openalex.org/W2073891485
  • https://openalex.org/W2084771679
  • https://openalex.org/W2093314722
  • https://openalex.org/W2120468103
  • https://openalex.org/W2121302773
  • https://openalex.org/W2128300032
  • https://openalex.org/W2135686999
  • https://openalex.org/W2152175789
  • https://openalex.org/W2155048015
  • https://openalex.org/W2156701913
  • https://openalex.org/W2157319245
  • https://openalex.org/W2159333258
  • https://openalex.org/W2162773156
  • https://openalex.org/W2164136371
  • https://openalex.org/W2165232616
  • https://openalex.org/W2185034389
  • https://openalex.org/W2189621653
  • https://openalex.org/W2337266235
  • https://openalex.org/W2565304789
  • https://openalex.org/W2566675800
  • https://openalex.org/W2782095023
  • https://openalex.org/W2811147363
  • https://openalex.org/W2894040248
  • https://openalex.org/W2945276138
  • https://openalex.org/W2949984033
  • https://openalex.org/W2950505031
  • https://openalex.org/W2964552141
  • https://openalex.org/W2978428954
  • https://openalex.org/W2981039403
  • https://openalex.org/W2982673336
  • https://openalex.org/W4210975612
  • https://openalex.org/W4211050998
  • https://openalex.org/W4213299463
  • https://openalex.org/W4244093491