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Biochemical Characterization of a Caspase-3 Far-red Fluorescent Probe for Non-invasive Optical Imaging of Neuronal Apoptosis

Authors :
Valérie Jolivel
Alain Fournier
Pierre-Yves Renard
Jérôme Leprince
Béatrice Botia
Heidi Ligeret
Omar Touzani
Hubert Vaudry
Bruno Delest
Anthony Romieu
David Vaudry
Marc Massonneau
Sébastien Arthaud
Pauline Noack
Christophe Portal
Guillaume Clavé
Différenciation et communication neuronale et neuroendocrine (DC2N)
Université de Rouen Normandie (UNIROUEN)
Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)
Institute for Research and Innovation in Biomedicine (IRIB)
Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
International Associated laboratory Samuel de Champlain
Institut National de la Recherche Scientifique [Québec] (INRS)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN)
QUantitative Imaging in Drug Development (QUIDD)
QUantitative Imaging in Drug Development
Plate-Forme de Recherche en Imagerie Cellulaire de Haute-Normandie (PRIMACEN)
Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Institute for Research and Innovation in Biomedicine (IRIB)
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Normandie Université (NU)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-High-tech Research Infrastructures for Life Sciences (HeRacLeS)
Normandie Université (NU)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Chimie Organique et Bioorganique : Réactivité et Analyse (COBRA)
Institut de Chimie Organique Fine (IRCOF)
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Université de Caen Normandie (UNICAEN)
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Hypoxie, physiopathologies cérébrovasculaire et tumorale (CERVOxy)
Imagerie et Stratégies Thérapeutiques des pathologies Cérébrales et Tumorales (ISTCT)
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Institut de Chimie du CNRS (INC)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN)
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Normandie Université (NU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie Organique Fine (IRCOF)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Source :
Journal of Molecular Neuroscience, Journal of Molecular Neuroscience, 2014, 54 (3), pp.451-462. ⟨10.1007/s12031-014-0325-4⟩, Journal of Molecular Neuroscience, Humana Press, 2014, 54 (3), pp.451-462. ⟨10.1007/s12031-014-0325-4⟩
Publication Year :
2014
Publisher :
HAL CCSD, 2014.

Abstract

International audience; Apoptosis is a regulated process, leading to cell death, which is involved in several pathologies including neurodegenerative diseases and stroke. Caspase-3 is a key enzyme of the apoptotic pathway and is considered as a major target for the treatment of abnormal cell death. Sensitive and non-invasive methods to monitor caspase-3 activity in cells and in the brain of living animals are needed to test the efficiency of novel therapeutic strategies. In the present study, we have biochemically characterized a caspase-3 far-red fluorescent probe, QCASP3.2, that can be used to detect apoptosis in vivo. The specificity of cleavage of QCASP3.2 was demonstrated using recombinant caspases and protease inhibitors. The functionality of the probe was also established in cere-bellar neurons cultured in apoptotic conditions. QCASP3.2 did not exhibit any toxicity and appeared to accurately reflect the induction and inhibition of caspase activity by H 2 O 2 and PACAP, respectively, both in cell lysates and in cultured neurons. Finally, intravenous injection of the probe after cere-bral ischemia revealed activation of caspase-3 in the infarcted hemisphere. Thus, the present study demonstrates that QCASP3.2 is a suitable probe to monitor apoptosis both in vitro and in vivo and illustrates some of the possible applications of this caspase-3 fluorescent probe.

Details

Language :
English
ISSN :
08958696 and 15591166
Database :
OpenAIRE
Journal :
Journal of Molecular Neuroscience, Journal of Molecular Neuroscience, 2014, 54 (3), pp.451-462. ⟨10.1007/s12031-014-0325-4⟩, Journal of Molecular Neuroscience, Humana Press, 2014, 54 (3), pp.451-462. ⟨10.1007/s12031-014-0325-4⟩
Accession number :
edsair.doi.dedup.....67e1bc5c9259425a61d1d3166ad9961d
Full Text :
https://doi.org/10.1007/s12031-014-0325-4⟩