Published November 17, 2021 | Version v1
Publication Open

The photoprotective properties of α-tocopherol phosphate against long-wave UVA1 (385 nm) radiation in keratinocytes in vitro

Creators

  • 1. University of Jordan
  • 2. King's College London

Description

UVA1 radiation (340-400 nm), especially longwave UVA1 (> 370 nm), is often ignored when assessing sun protection due to its low sunburning potential, but it generates reactive oxygen species (ROS) and is poorly attenuated by sunscreens. This study aimed to investigate if α-tocopherol phosphate, (α-TP) a promising new antioxidant, could protect against long-wave UVA1 induced cell death and scavenge UVA1 induced ROS in a skin cell model. HaCaT keratinocyte cell viability (24 h) was assessed with Alamar Blue and Neutral Red assays. The metabolism of α-TP into α-T, assessed using mass spectrometry, and the compound's radical scavenging efficacy, assessed by the dichlorodihydrofluorescein (H2DCFDA) ROS detection assay, was monitored in HaCaTs. The mechanism of α-TP ROS scavenging was determined using non-cell based DPPH and ORAC assays. In HaCaT keratinocytes, irradiated with 226 J/cm2 UVA1 in low-serum (2%, starved) cell culture medium, pretreatment with 80 µM α-TP significantly enhanced cell survival (88%, Alamar Blue) compared to control, whereas α-T pre-treatment had no effect survival (70%, Alamar Blue). Pre-treatment of cells with 100 μM α-TP or 100 μM α-T before 57 J/cm2 UVA1 also significantly reduced ROS generation over 2 h (24.1% and 23.9% respectively) compared to the control and resulted in α-TP bioconversion into α-T. As α-TP displayed weak antioxidant activity in the cell-free assays thus its photoprotection was assigned to its bioconversion to α-T by cellular phosphatases. Through this mechanism α-TP prevented long-wave UVA1 induced cell death and scavenged UVA1 induced ROS in skin cells when added to the starved cell culture medium before UVA1 exposure by bioconversion into α-T.

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

Translated Description (Arabic)

غالبًا ما يتم تجاهل إشعاع UVA1 (340-400 نانومتر)، وخاصة الأشعة فوق البنفسجية طويلة الموجة UVA1 (> 370 نانومتر)، عند تقييم الحماية من الشمس بسبب انخفاض احتمالية حروق الشمس، لكنه يولد أنواعًا من الأكسجين التفاعلي (ROS) ويضعفه واقيات الشمس. هدفت هذه الدراسة إلى التحقق مما إذا كان ألفا توكوفيرول فوسفات (α - TP)، وهو مضاد جديد واعد للأكسدة، يمكن أن يحمي من موت الخلايا المستحث بالأشعة فوق البنفسجية طويلة الموجة (UVA1) وكسح الأشعة فوق البنفسجية (UVA1) المستحثة بالأشعة فوق البنفسجية (ROS) في نموذج خلايا الجلد. تم تقييم صلاحية خلايا الكيراتين (24 ساعة) مع مقايسات ألامار الزرقاء والحمراء المحايدة. تم رصد استقلاب α - TP إلى α - T، الذي تم تقييمه باستخدام مقياس الطيف الكتلي، وفعالية الكسح الجذري للمركب، الذي تم تقييمه بواسطة اختبار الكشف عن ROS ثنائي كلورو ثنائي هيدرو فلوريسين (H2DCFDA)، في HaCaTs. تم تحديد آلية كسح α - TP ROS باستخدام مقايسات DPPH و ORAC غير القائمة على الخلايا. في الخلايا الكيراتينية HaCaT، المشععة بـ 226 J/cm2 UVA1 في وسط زراعة الخلايا منخفضة المصل (2 ٪، جائع)، المعالجة المسبقة بـ 80 ميكرومتر α - TP تعزز بشكل كبير بقاء الخلايا (88 ٪، Alamar Blue) مقارنة بالتحكم، في حين أن α - T قبل العلاج لم يكن له أي تأثير على البقاء (70 ٪، Alamar Blue). كما أدت المعالجة المسبقة للخلايا التي تحتوي على 100 ميكرومتر من α - TP أو 100 ميكرومتر من α - T قبل 57 جول/سم 2 من UVA1 إلى تقليل توليد ROS بشكل كبير على مدار ساعتين (24.1 ٪ و 23.9 ٪ على التوالي) مقارنةً بالتحكم وأسفرت عن تحويل α - TP الحيوي إلى α - T. كما أظهر α - TP نشاطًا ضعيفًا مضادًا للأكسدة في المقايسات الخالية من الخلايا، وبالتالي تم تعيين الحماية الضوئية الخاصة به لتحويله الحيوي إلى α - T بواسطة الفوسفاتازات الخلوية. من خلال هذه الآلية، منع α - TP موت الخلايا المستحث بـ UVA1 طويل الموجة و ROS المستحث بـ UVA1 في خلايا الجلد عند إضافته إلى وسط زراعة الخلايا الجائعة قبل التعرض لـ UVA1 عن طريق التحويل الحيوي إلى α - T.

Translated Description (French)

Le rayonnement UVA1 (340-400 nm), en particulier les UVA1 à ondes longues (> 370 nm), est souvent ignoré lors de l'évaluation de la protection solaire en raison de son faible potentiel solaire, mais il génère des espèces réactives de l'oxygène (ROS) et est mal atténué par les écrans solaires. Cette étude visait à déterminer si le phosphate d'α-tocophérol, (α-TP) un nouvel antioxydant prometteur, pouvait protéger contre la mort cellulaire induite par les UVA1 à ondes longues et piéger les ROS induits par les UVA1 dans un modèle de cellules cutanées. La viabilité des cellules kératinocytaires HaCaT (24 h) a été évaluée avec les tests Alamar Blue et Neutral Red. Le métabolisme de l'α-TP en α-T, évalué par spectrométrie de masse, et l'efficacité de piégeage des radicaux du composé, évaluée par le test de détection ROS de la dichlorodihydrofluorescéine (H2DCFDA), ont été surveillés dans les HaCaT. Le mécanisme de piégeage des ROS α-TP a été déterminé à l'aide de tests DPPH et ORAC non basés sur les cellules. Dans les kératinocytes HaCaT, irradiés avec 226 J/cm2 UVA1 dans un milieu de culture cellulaire à faible teneur en sérum (2%, affamé), le prétraitement avec 80 µM d'α-TP a significativement amélioré la survie cellulaire (88%, Alamar Blue) par rapport au témoin, alors que le prétraitement en α-T n'a eu aucun effet sur la survie (70%, Alamar Blue). Le prétraitement des cellules avec 100 μM d'α-TP ou 100 μM d'α-T avant 57 J/cm2 UVA1 a également réduit de manière significative la génération de ROS sur 2 h (24,1 % et 23,9 % respectivement) par rapport au témoin et a entraîné une bioconversion de l'α-TP en α-T. Comme l'α-TP présentait une faible activité antioxydante dans les tests acellulaires, sa photoprotection a donc été attribuée à sa bioconversion en α-T par les phosphatases cellulaires. Grâce à ce mécanisme, l'α-TP a empêché la mort cellulaire induite par les UVA1 à ondes longues et a éliminé les ROS induits par les UVA1 dans les cellules de la peau lorsqu'il est ajouté au milieu de culture cellulaire affamé avant l'exposition aux UVA1 par bioconversion en α-T.

Translated Description (Spanish)

La radiación UVA1 (340-400 nm), especialmente la UVA1 de onda larga (> 370 nm), a menudo se ignora al evaluar la protección solar debido a su bajo potencial de quemaduras solares, pero genera especies reactivas de oxígeno (ROS) y está poco atenuada por los protectores solares. Este estudio tuvo como objetivo investigar si el fosfato de α-tocoferol, (α-TP) un nuevo antioxidante prometedor, podría proteger contra la muerte celular inducida por UVA1 de onda larga y eliminar las ROS inducidas por UVA1 en un modelo de células de la piel. La viabilidad de los queratinocitos HaCaT (24 h) se evaluó con los ensayos Alamar Blue y Neutral Red. El metabolismo de α-TP en α-T, evaluado mediante espectrometría de masas, y la eficacia de eliminación de radicales del compuesto, evaluada mediante el ensayo de detección de ero de diclorodihidrofluoresceína (H2DCFDA), se monitoreó en HaCaT. El mecanismo de eliminación de α-TP ROS se determinó utilizando ensayos DPPH y ORAC no basados en células. En queratinocitos HaCaT, irradiados con 226 J/cm2 de UVA1 en medio de cultivo celular bajo en suero (2%, privado de alimento), el pretratamiento con α-TP 80 µM mejoró significativamente la supervivencia celular (88%, Alamar Blue) en comparación con el control, mientras que el pretratamiento con α-T no tuvo ningún efecto sobre la supervivencia (70%, Alamar Blue). El pretratamiento de células con α-TP 100 μM o α-T 100 μM antes de 57 J/cm2 UVA1 también redujo significativamente la generación de ROS durante 2 h (24.1% y 23.9% respectivamente) en comparación con el control y dio como resultado la bioconversión de α-TP en α-T. Como α-TP mostró una débil actividad antioxidante en los ensayos sin células, su fotoprotección se asignó a su bioconversión a α-T por fosfatasas celulares. A través de este mecanismo, α-TP evitó la muerte celular inducida por UVA1 de onda larga y eliminó las ero inducidas por UVA1 en las células de la piel cuando se añadió al medio de cultivo celular privado de alimento antes de la exposición a UVA1 por bioconversión en α-T.

Files

s41598-021-01299-y.pdf.pdf

Files (2.5 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
md5:1eb32e6ca28e441747c2b2b9449ff1c2
2.5 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
الخصائص الضوئية لفوسفات ألفا توكوفيرول ضد الأشعة فوق البنفسجية طويلة الموجة 1 (385 نانومتر) في الخلايا الكيراتينية في المختبر
Translated title (French)
Les propriétés photoprotectrices du phosphate d'α-tocophérol contre le rayonnement UVA1 à ondes longues (385 nm) dans les kératinocytes in vitro
Translated title (Spanish)
Las propiedades fotoprotectoras del fosfato de α-tocoferol contra la radiación UVA1 de onda larga (385 nm) en queratinocitos in vitro

Identifiers

Other
https://openalex.org/W3135596388
DOI
10.1038/s41598-021-01299-y

Is supplement to
https://openalex.org/W4213437920 (Other)
https://openalex.org/W3141912730 (Other)
https://openalex.org/W2901118894 (Other)
https://openalex.org/W2801219963 (Other)
https://openalex.org/W2750717144 (Other)
https://openalex.org/W2439405451 (Other)
https://openalex.org/W2383787296 (Other)
https://openalex.org/W2376877574 (Other)
https://openalex.org/W2362176472 (Other)
https://openalex.org/W2077883236 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Jordan

References

  • https://openalex.org/W1570820765
  • https://openalex.org/W1964066906
  • https://openalex.org/W1969952966
  • https://openalex.org/W1973054250
  • https://openalex.org/W1974850609
  • https://openalex.org/W1977028961
  • https://openalex.org/W1981180035
  • https://openalex.org/W1981946257
  • https://openalex.org/W1990170694
  • https://openalex.org/W1995254437
  • https://openalex.org/W2008906831
  • https://openalex.org/W2020418983
  • https://openalex.org/W2027065902
  • https://openalex.org/W2028350081
  • https://openalex.org/W2048039428
  • https://openalex.org/W2050329696
  • https://openalex.org/W2054817969
  • https://openalex.org/W2057149788
  • https://openalex.org/W2061345046
  • https://openalex.org/W2066598302
  • https://openalex.org/W2075160628
  • https://openalex.org/W2093971029
  • https://openalex.org/W2126584105
  • https://openalex.org/W2138047682
  • https://openalex.org/W2154385453
  • https://openalex.org/W2157494964
  • https://openalex.org/W2333143284
  • https://openalex.org/W2418708337
  • https://openalex.org/W2435860603
  • https://openalex.org/W2699623048
  • https://openalex.org/W2744362834
  • https://openalex.org/W2748912324
  • https://openalex.org/W2752053109
  • https://openalex.org/W2769031448
  • https://openalex.org/W2804969197
  • https://openalex.org/W2888268024
  • https://openalex.org/W2951722982
  • https://openalex.org/W3000588231
  • https://openalex.org/W3096524150
  • https://openalex.org/W3117693776
  • https://openalex.org/W3147814936
  • https://openalex.org/W3201378776
  • https://openalex.org/W47372566