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Interplay between Cellular Uptake, Intracellular Localization and the Cell Death Mechanism in Triphenylamine-Mediated Photoinduced Cell Death

Authors :
Houcine Bougherara
Florence Mahuteau-Betzer
Françoise Simon
Marie-Paule Teulade-Fichou
Delphine Naud-Martin
Albert Moussaron
Rahima Chennoufi
Guillaume Bordeau
Céline Frochot
Patrick Tauc
Eric Deprez
Ngoc-Duong Trinh
Bertrand Cinquin
Béatrice Rambaud
Laboratoire de biologie et pharmacologie appliquée (LBPA)
Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Normale Supérieure Paris-Saclay (ENS Paris Saclay)
Interactions moléculaires et réactivité chimique et photochimique (IMRCP)
Institut de Chimie de Toulouse (ICT)
Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université de Toulouse (UT)-Institut Ecologie et Environnement (INEE)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Fédération de Recherche Fluides, Energie, Réacteurs, Matériaux et Transferts (FERMAT)
Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
SMODD - Systèmes Moléculaires Organisés et Développement Durable (SMODD)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT)
Chimie et modélisation pour la biologie du cancer (CMBC)
Institut Curie [Paris]-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Laboratoire Réactions et Génie des Procédés (LRGP)
Université de Lorraine (UL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Institut Cochin (IC UM3 (UMR 8104 / U1016))
Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité)
Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Lorraine (UL)
Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP)
Rousselle, Théo
Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Source :
Scientific Reports, Scientific Reports, 2020, 10 (1), ⟨10.1038/s41598-020-63991-9⟩, Scientific Reports, Nature Publishing Group, 2020, 10 (1), ⟨10.1038/s41598-020-63991-9⟩, Scientific Reports, Vol 10, Iss 1, Pp 1-14 (2020)
Publication Year :
2020
Publisher :
HAL CCSD, 2020.

Abstract

Triphenylamines (TPAs) were previously shown to trigger cell death under prolonged one- or two-photon illumination. Their initial subcellular localization, before prolonged illumination, is exclusively cytoplasmic and they translocate to the nucleus upon photoactivation. However, depending on their structure, they display significant differences in terms of precise initial localization and subsequent photoinduced cell death mechanism. Here, we investigated the structural features of TPAs that influence cell death by studying a series of molecules differing by the number and chemical nature of vinyl branches. All compounds triggered cell death upon one-photon excitation, however to different extents, the nature of the electron acceptor group being determinant for the overall cell death efficiency. Photobleaching susceptibility was also an important parameter for discriminating efficient/inefficient compounds in two-photon experiments. Furthermore, the number of branches, but not their chemical nature, was crucial for determining the cellular uptake mechanism of TPAs and their intracellular fate. The uptake of all TPAs is an active endocytic process but two- and three-branch compounds are taken up via distinct endocytosis pathways, clathrin-dependent or -independent (predominantly caveolae-dependent), respectively. Two-branch TPAs preferentially target mitochondria and photoinduce both apoptosis and a proper necrotic process, whereas three-branch TPAs preferentially target late endosomes and photoinduce apoptosis only.

Details

Language :
English
ISSN :
20452322
Database :
OpenAIRE
Journal :
Scientific Reports, Scientific Reports, 2020, 10 (1), ⟨10.1038/s41598-020-63991-9⟩, Scientific Reports, Nature Publishing Group, 2020, 10 (1), ⟨10.1038/s41598-020-63991-9⟩, Scientific Reports, Vol 10, Iss 1, Pp 1-14 (2020)
Accession number :
edsair.doi.dedup.....8e53551e295a8f1102a6a2d8a48f3d9e
Full Text :
https://doi.org/10.1038/s41598-020-63991-9⟩