Targeted Magnetic Intra-Lysosomal Hyperthermia produces lysosomal reactive oxygen species and causes Caspase-1 dependent cell death

Autor: Bernard Pipy, Pascal Clerc, Daniel Fourmy, Véronique Gigoux, Pauline Jeanjean, Michel Gougeon, N. Hallali, Julian Carrey
Přispěvatelé: Centre National de la Recherche Scientifique - CNRS (FRANCE), Institut National Polytechnique de Toulouse - INPT (FRANCE), Institut National de la Recherche Agronomique - INRA (FRANCE), Institut National des Sciences Appliquées de Toulouse - INSA (FRANCE), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale - INSERM (FRANCE), Institut de Recherche pour le Développement - IRD (FRANCE), Université Toulouse III - Paul Sabatier - UT3 (FRANCE), Centre Interuniversitaire de Recherche et d'Ingénierie des Matériaux - CIRIMAT (Toulouse, France), Laboratoire de physique et chimie des nano-objets (LPCNO), Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - 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Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2018
Předmět:
0301 basic medicine
Cell death
Programmed cell death
Hot Temperature
Caspase 1
Pharmaceutical Science
02 engineering and technology
Ferric Compounds
Cathepsin B
Cell Line
03 medical and health sciences
Cricetinae
Gastrins
Pyroptosis
Animals
Humans
Génie chimique
Magnetic hyperthermia
Receptor
Cancer
chemistry.chemical_classification
Reactive oxygen species
Chemistry
Magnetic Phenomena
021001 nanoscience & nanotechnology
3. Good health
Cell biology
Cytosol
030104 developmental biology
Apoptosis
[SDV.SP.PHARMA] Life Sciences [q-bio]/Pharmaceutical sciences/Pharmacology
Caspase-1
[SDV.SP.PHARMA]Life Sciences [q-bio]/Pharmaceutical sciences/Pharmacology
Nanoparticles
Sciences pharmaceutiques
Lysosome membrane permeabilization
Signal transduction
Lysosomes
Reactive Oxygen Species
0210 nano-technology
Cathepsin-B
Zdroj: Journal of Controlled Release
Journal of Controlled Release, Elsevier, 2018, 270, pp.120-134. ⟨10.1016/j.jconrel.2017.11.050⟩
Journal of Controlled Release, 2018, 270, pp.120-134. ⟨10.1016/j.jconrel.2017.11.050⟩
ISSN: 0168-3659
Popis: International audience; Therapeutic strategies using drugs which cause Lysosomal Cell Death have been proposed for eradication of resistant cancer cells. In this context, nanotherapy based on Magnetic Intra-Lysosomal Hyperthermia (MILH) generated by magnetic nanoparticles (MNPs) that are grafted with ligands of receptors overexpressed in tumors appears to be a very promising therapeutic option. However, mechanisms whereby MILH induces cell death are still elusive. Herein, using Gastrin-grafted MNPs specifically delivered to lysosomes of tumor cells from different cancers, we provide evidences that MILH causes cell death through a non-apoptotic signaling pathway. The mechanism of cell death involves a local temperature elevation at the nanoparticle periphery which enhances the production of reactive oxygen species through the lysosomal Fenton reaction. Subsequently, MILH induces lipid peroxidation, lysosomal membrane permeabilization and leakage of lysosomal enzymes into the cytosol, including Cathepsin-B which activates Caspase-1 but not apoptotic Caspase-3. These data highlight the clear potential of MILH for the eradication of tumors overexpressing receptors.
Databáze: OpenAIRE
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