Mitochondria-targeted Triphenylamine Derivatives Activatable by Two-Photon Excitation for Triggering and Imaging Cell Apoptosis

Autor: Patrick Tauc, Nathalie Gagey-Eilstein, Blaise Dumat, Marie-Paule Teulade-Fichou, Houcine Bougherara, Florence Mahuteau-Betzer, Stéphanie Bury-Moné, Etienne Henry, Eric Deprez, Frédéric Subra, Rahima Chennoufi
Přispěvatelé: Laboratoire de Biologie et de Pharmacologie Appliquée (LBPA), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut Cochin (IC UM3 (UMR 8104 / U1016)), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Descartes - Paris 5 (UPD5)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Chimie Organique, Médicinale et Extractive et Toxicologie Expérimentale (COMETE - UMR 8638), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université Paris Descartes - Paris 5 (UPD5), Laboratoire des biomolécules (LBM UMR 7203), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Département de Chimie - ENS Paris, École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Chimie Moléculaire de Paris Centre (FR 2769), Institut de Chimie du CNRS (INC)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - Chimie ParisTech-PSL (ENSCP), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Ecole Superieure de Physique et de Chimie Industrielles de la Ville de Paris (ESPCI Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - Chimie ParisTech-PSL (ENSCP), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Laboratoire de microbiologie des environnements extrêmophiles (LM2E), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Brest (UBO)-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER), Laboratoire de Biotechnologie et Pharmacogénétique Appliquée (LBPA), Institut de Chimie des Substances Naturelles (ICSN), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC), Chimie, Modélisation et Imagerie pour la Biologie [Orsay], Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Curie [Paris]-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Paris Descartes - Paris 5 (UPD5)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Paris Descartes - Paris 5 (UPD5)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Chimie Moléculaire de Paris Centre (FR 2769), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-ESPCI ParisTech-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris- Chimie ParisTech-PSL (ENSCP)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-ESPCI ParisTech-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris- Chimie ParisTech-PSL (ENSCP)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris)-Département de Chimie - ENS Paris, École normale supérieure - Paris (ENS Paris)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Curie-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2016
Předmět:
Programmed cell death
Fluorescence-lifetime imaging microscopy
Light
medicine.medical_treatment
Cell
Photodynamic therapy
Apoptosis
02 engineering and technology
010402 general chemistry
01 natural sciences
Article
Flow cytometry
Two-photon excitation microscopy
fluorescence imaging
Commentaries
medicine
Humans
Photosensitizer
advances in optical probes
ComputingMilieux_MISCELLANEOUS
Multidisciplinary
Aniline Compounds
Photosensitizing Agents
medicine.diagnostic_test
Cell Death
activatable probes
Chemistry
Small molecules
Optical Imaging
021001 nanoscience & nanotechnology
Flow Cytometry
0104 chemical sciences
Mitochondria
[SDV.BBM.BP]Life Sciences [q-bio]/Biochemistry
Molecular Biology/Biophysics
medicine.anatomical_structure
Photochemotherapy
photodynamic therapy
imaging cellular stress
Biophysics
0210 nano-technology
Reactive Oxygen Species
HeLa Cells
Zdroj: Scientific Reports
Scientific Reports, Nature Publishing Group, 2016, 6 (1), ⟨10.1038/srep21458⟩
Molecular Imaging
Scientific Reports (2045-2322) (Nature Publishing Group), 2016-03, Vol. 6, N. 21458, P. 12p.
ISSN: 2045-2322
DOI: 10.1038/srep21458⟩
Popis: Photodynamic therapy (PDT) leads to cell death by using a combination of a photosensitizer and an external light source for the production of lethal doses of reactive oxygen species (ROS). Since a major limitation of PDT is the poor penetration of UV-visible light in tissues, there is a strong need for organic compounds whose activation is compatible with near-infrared excitation. Triphenylamines (TPAs) are fluorescent compounds, recently shown to efficiently trigger cell death upon visible light irradiation (458 nm), however outside the so-called optical/therapeutic window. Here, we report that TPAs target cytosolic organelles of living cells, mainly mitochondria, triggering a fast apoptosis upon two-photon excitation, thanks to their large two-photon absorption cross-sections in the 760–860 nm range. Direct ROS imaging in the cell context upon multiphoton excitation of TPA and three-color flow cytometric analysis showing phosphatidylserine externalization indicate that TPA photoactivation is primarily related to the mitochondrial apoptotic pathway via ROS production, although significant differences in the time courses of cell death-related events were observed, depending on the compound. TPAs represent a new class of water-soluble organic photosensitizers compatible with direct two-photon excitation, enabling simultaneous multiphoton fluorescence imaging of cell death since a concomitant subcellular TPA re-distribution occurs in apoptotic cells.
Databáze: OpenAIRE
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