Published February 7, 2017
| Version v1
Publication
Open
Bis(3,5-diiodo-2,4,6-trihydroxyphenyl)squaraine photodynamic therapy disrupts redox homeostasis and induce mitochondria-mediated apoptosis in human breast cancer cells
Creators
- 1. Rajiv Gandhi Centre for Biotechnology
- 2. National Institute for Interdisciplinary Science and Technology
Description
Photodynamic therapy (PDT) is a clinically established and highly evolving treatment modality for cancer. PDT utilizes a light responsive drug called photosensitizer that selectively destroys tumor cells upon light irradiation. Squaraines are a class of dyes possessing all favorable characteristics of a photosensitizer and have been considered to be a potent candidate for next generation PDT. In this study we chose an iodo derivative of squaraine called diiodo-squaraine (bis(3, 5-diiodo-2,4,6-trihydroxyphenyl)squaraine) which has been reported for its tumor specificity but least studied for its cellular and molecular functions. Our studies revealed that the iodo derivative of squaraine possess maximum photodynamic activity in human breast cancer cells MDA- MB- 231 and had very little cytotoxicity in normal breast cells MCF-10A. We analyzed its pro and anti-apoptotic events initiated by oxidative stress exploring a proteomic approach and delineated other critical molecular pathways and key proteins involved in regulating the complex network of cellular response upon PDT. Our study showed that, diiodo- squaraines predominantly accumulate in mitochondria and induce mitochondria-mediated apoptosis. Our study also reveals the novel mechanistic role of diiodo-squaraines to induce oxidative stress there by activating both protective and death inducing pathways post PDT.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
العلاج الضوئي الديناميكي (PDT) هو طريقة علاجية مثبتة سريريًا ومتطورة للغاية للسرطان. يستخدم PDT دواءً مستجيبًا للضوء يسمى المحسس الضوئي الذي يدمر الخلايا السرطانية بشكل انتقائي عند تشعيع الضوء. السكارينات هي فئة من الأصباغ التي تمتلك جميع الخصائص المواتية للمُحَسِّس الضوئي، وقد اعتبرت مرشحًا قويًا للجيل القادم من مادة PDT. في هذه الدراسة، اخترنا مشتق اليود من سكورايين يسمى ديودو سكورايين (BIS(3, 5 - diiodo -2,4,6 - trihydroxyphenyl) squaraine) والذي تم الإبلاغ عنه لخصوصيته للورم ولكن أقل دراسة لوظائفه الخلوية والجزيئية. كشفت دراساتنا أن مشتق اليود من السكوارين يمتلك أقصى نشاط ضوئي ديناميكي في خلايا سرطان الثدي البشرية MDA - MB - 231 ولديه القليل جدًا من السمية الخلوية في خلايا الثدي الطبيعية MCF -10A. قمنا بتحليل أحداثها المؤيدة والمضادة للموت المبرمج التي بدأها الإجهاد التأكسدي لاستكشاف نهج بروتيني وحددنا المسارات الجزيئية الحرجة الأخرى والبروتينات الرئيسية المشاركة في تنظيم الشبكة المعقدة للاستجابة الخلوية على PDT. أظهرت دراستنا أن ثنائي يودو سكارين يتراكم في الغالب في الميتوكوندريا ويحفز موت الخلايا المبرمج بوساطة الميتوكوندريا. تكشف دراستنا أيضًا عن الدور الميكانيكي الجديد لثنائي يودو السربينات للحث على الإجهاد التأكسدي هناك من خلال تنشيط كل من المسارات الوقائية والمسببة للموت بعد PDT.Translated Description (French)
La thérapie photodynamique (TPD) est une modalité de traitement du cancer cliniquement établie et très évolutive. La PDT utilise un médicament sensible à la lumière appelé photosensibilisateur qui détruit sélectivement les cellules tumorales lors de l'irradiation lumineuse. Les squaraïnes sont une classe de colorants possédant toutes les caractéristiques favorables d'un photosensibilisateur et ont été considérées comme un candidat puissant pour la prochaine génération de PDT. Dans cette étude, nous avons choisi un dérivé iodé de la squaraïne appelé diiodo-squaraïne (bis(3,5-diiodo-2,4,6-trihydroxyphényl)squaraïne) qui a été rapporté pour sa spécificité tumorale mais moins étudié pour ses fonctions cellulaires et moléculaires. Nos études ont révélé que le dérivé iodé de la squaraïne possède une activité photodynamique maximale dans les cellules cancéreuses du sein humain MDA- MB- 231 et avait très peu de cytotoxicité dans les cellules mammaires normales MCF-10A. Nous avons analysé ses événements pro et anti-apoptotiques initiés par le stress oxydatif en explorant une approche protéomique et en délimitant d'autres voies moléculaires critiques et des protéines clés impliquées dans la régulation du réseau complexe de la réponse cellulaire à la PDT. Notre étude a montré que les diiodo-squaraïnes s'accumulent principalement dans les mitochondries et induisent une apoptose médiée par les mitochondries. Notre étude révèle également le nouveau rôle mécaniste des diiodo-squaraines pour y induire un stress oxydatif en activant à la fois les voies protectrices et les voies induisant la mort après la TPD.Translated Description (Spanish)
La terapia fotodinámica (TFD) es una modalidad de tratamiento clínicamente establecida y de alta evolución para el cáncer. La TFD utiliza un fármaco sensible a la luz llamado fotosensibilizador que destruye selectivamente las células tumorales tras la irradiación de luz. Las squaraines son una clase de colorantes que poseen todas las características favorables de un fotosensibilizador y se han considerado como un potente candidato para la TFD de próxima generación. En este estudio elegimos un derivado yodo de la escuaraína llamado diyodo-escuaraína (bis(3, 5-diyodo-2,4,6-trihidroxifenil)escuaraína) que ha sido reportado por su especificidad tumoral pero menos estudiado por sus funciones celulares y moleculares. Nuestros estudios revelaron que el derivado yodo de la escuaraína posee la máxima actividad fotodinámica en las células de cáncer de mama humano MDA-MB-231 y tenía muy poca citotoxicidad en las células mamarias normales MCF-10A. Analizamos sus eventos pro y antiapoptóticos iniciados por el estrés oxidativo explorando un enfoque proteómico y delineamos otras vías moleculares críticas y proteínas clave involucradas en la regulación de la compleja red de respuesta celular a la TFD. Nuestro estudio mostró que las diyodo escuadras se acumulan predominantemente en las mitocondrias e inducen la apoptosis mediada por las mitocondrias. Nuestro estudio también revela el novedoso papel mecanicista de las diyodo-escuarinas para inducir el estrés oxidativo activando tanto las vías protectoras como las que inducen la muerte después de la TFD.Files
srep42126.pdf.pdf
Files
(6.9 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:d5c6413cbe08be999e099d8748b5845a
|
6.9 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- BIS(3،5 - diiodo -2،4،6 - trihydroxyphenyl) العلاج الضوئي للسكارين يعطل توازن الأكسدة ويؤدي إلى موت الخلايا المبرمج بوساطة الميتوكوندريا في خلايا سرطان الثدي البشرية
- Translated title (French)
- La thérapie photodynamique à base de bis(3,5-diiodo-2,4,6-trihydroxyphényl)squaraïne perturbe l'homéostasie rédox et induit une apoptose induite par les mitochondries dans les cellules cancéreuses du sein humain
- Translated title (Spanish)
- La terapia fotodinámica con bis(3,5-diyodo-2,4,6-trihidroxifenil)escuaraína interrumpe la homeostasis redox e induce la apoptosis mediada por mitocondrias en células de cáncer de mama humano
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W2587278928
- DOI
- 10.1038/srep42126
References
- https://openalex.org/W1175152041
- https://openalex.org/W1503137832
- https://openalex.org/W1535894484
- https://openalex.org/W1560179018
- https://openalex.org/W1840165714
- https://openalex.org/W1861006984
- https://openalex.org/W1967923020
- https://openalex.org/W1972868748
- https://openalex.org/W1981617042
- https://openalex.org/W1993977807
- https://openalex.org/W2001340083
- https://openalex.org/W2005431883
- https://openalex.org/W2006605419
- https://openalex.org/W2012699085
- https://openalex.org/W2016009699
- https://openalex.org/W2028799613
- https://openalex.org/W2029914806
- https://openalex.org/W2033034006
- https://openalex.org/W2034136876
- https://openalex.org/W2042809079
- https://openalex.org/W2043494467
- https://openalex.org/W2052617338
- https://openalex.org/W2055043387
- https://openalex.org/W2055204590
- https://openalex.org/W2057140087
- https://openalex.org/W2062273647
- https://openalex.org/W2067831604
- https://openalex.org/W2069406305
- https://openalex.org/W2076781713
- https://openalex.org/W2076788187
- https://openalex.org/W2077168519
- https://openalex.org/W2079594432
- https://openalex.org/W2084894624
- https://openalex.org/W2085143181
- https://openalex.org/W2085887466
- https://openalex.org/W2089587489
- https://openalex.org/W2094557972
- https://openalex.org/W2095180064
- https://openalex.org/W2114820029
- https://openalex.org/W2116860075
- https://openalex.org/W2124531971
- https://openalex.org/W2126811792
- https://openalex.org/W2127429864
- https://openalex.org/W2140464899
- https://openalex.org/W2149956571
- https://openalex.org/W2154182565
- https://openalex.org/W2158217645
- https://openalex.org/W2171293990
- https://openalex.org/W2207251655
- https://openalex.org/W2246766813
- https://openalex.org/W225038342
- https://openalex.org/W2292483887
- https://openalex.org/W2317425522
- https://openalex.org/W33696432
- https://openalex.org/W4241619719
- https://openalex.org/W848213732