Efficacy of nadph-oxidase and rho-kinase pathways inhibition in a genetic in-vitro Parkinson's disease model

  • I.O. Ishola
  • K. Klockmeier
  • N.U. Okubadejo
  • E.E. Wanker
  • S.A. Omilabu
Keywords: Y-27632, telmisartan, MTT assay, adenylate kinase, cell viability, synphilin-1

Abstract

Summary
The nerve terminal protein α-synuclein and its interacting protein synphilin-1 are major protein components of Lewy bodies (LBs), the pathological hallmark of sporadic Parkinson disease (PD). Angiotensin II type 1 receptor (AT R) blocker and Rho-associated protein kinase (Rho) inhibitor have shown protective effects against 1 neurotoxins. This study examined the effects of telmisartan (AT R blocker), CGP42112 (AT R agonist) and Y1 2 27632 (Rho inhibitor) in a genetic in vitro PD model produced by α-synuclein in the H4 human neuroglioma cell line. H4 neuroglioma cells transfected with equimolar ratio of constructs encoding non-amyloid β components (NAC) (Aa 61-95) of α-synuclein carboxy-terminus fused to enhanced green fluorescent fusion protein (EGFP) (SNCA), and synphilin-1 fused to mCherry (SNCAIP) or empty vector control. Two hours later, telmisartan, CGP42112 or Y-27632 (1, 5 or 10µM) or telmisartan (5µM) + Y-27632 (5µM) was added and assayed for αsynuclein toxicity. WTSyn-EGFP-Synphilin-1 (SNCA-SNCAIP) induced marked cell toxicity compared with empty vector control. However, telmisartan (1, 5 or 10 µM) produced concentration dependent decrease in toxicity (9.07±3.51, 41.85±11.27, and 66.92±8.96%, respectively). Similarly, Y-27632 (1, 5 or 10µM) significantly reduced adenylate kinase release in a dose dependent manner (3.27±1.03, 28.54±5.64 and 46.89%, respectively) but not CGP42112. Interestingly, co-administration of telmisartan (5µM) with Y-27632 (5µM) induced synergism, producing 86.72±14.58% reduction in cytolysis. Findings from this study showed that telmisartan and Y-27632 attenuate α-synuclein pathology. This underscores the translational potential of telmisartan and Y-27632 as disease-modifying drugs for the treatment of sporadic PD.

Keywords: Y-27632; telmisartan; MTT assay; adenylate kinase; cell viability; synphilin-1

Abstrait
La protéine α-synucléine nerveuse terminale et sa protéine synphiline-1 en interaction sont des composants protéiques majeurs des corps de Lewy (LB), caractéristique pathologique de la maladie de Parkinson (PD) sporadique. Un inhibiteur des récepteurs de l'angiotensine II de type 1 (AT1R) et un inhibiteur de la protéine kinase (Rho) associée à Rho ont montré des effets protecteurs contre les neurotoxines. Cette étude a examiné les effets du telmisartan (bloqueur AT1R), du CGP42112 (agoniste de l'AT2R) et du Y-27632 (inhibiteur de Rho) dans un modèle génétique de PD in vitro produit par la α-synucléine dans la lignée cellulaire H4 de neurogliome humain. Cellules de neurogliome H4 transfectées avec un rapport équimolaire de constructions codant pour des composants β non amyloïdes (NAC) (Aa 61-95) de l'α-synucléine carboxy-terminal fusionnée à la protéine de fusion à fluorescence verte améliorée (SNCA) et à la synphiline-1 fusionnée mCherry (SNCAIP) ou un contrôle vectoriel vide. Deux heures plus tard, le telmisartan, CGP42112 ou Y-27632 (1, 5 ou 10 µM) ou le telmisartan (5 µM) + Y-27632 (5 µM) a été ajouté et dosé pour déterminer sa toxicité en α-synucléine. WTSyn-EGFP-Synphilin-1 (SNCA-SNCAIP) a induit une toxicité cellulaire marquée par rapport au contrôle du vecteur vide. Cependant, le telmisartan (1, 5 ou 10 µM) a entraîné une diminution de la toxicité en fonction de la concentration (9,07 ± 3,51, 41,85 ± 11,27 et 66,92 ± 8,96%, respectivement). De même, le Y-27632 (1, 5 ou 10 µM) a significativement réduit la libération d'adénylate kinase de manière dépendante de la dose (3,27 ± 1,03, 28,54 ± 5,64 et 46,89%, respectivement), mais pas de CGP42112. Fait intéressant, la co-administration de telmisartan (5 µM) avec Y27632 (5 µM) a induit une synergie, produisant une réduction de 86,72 ± 14,58% de la cytolyse. Les résultats de cette étude ont montré que le telmisartan et le Y-27632 atténuent la pathologie de l'α-synucléine. Cela souligne le potentiel de traduction du telmisartan et du Y-27632 en tant que médicaments modificateurs de la maladie pour le traitement de la MP sporadique.

Mots-clés: Y-27632; le telmisartan; Dosage du MTT; l'adénylate kinase; viabilité cellulaire; synphilin-1

West Afr. J. Pharmacol. Drug Res. Vol.32 January – December 2017/2018; 1-9

Author Biographies

I.O. Ishola
Department of Pharmacology, Therapeutics and Toxicology, Faculty of Basic Medical Sciences, College of Medicine, University of Lagos, Lagos, Nigeria
K. Klockmeier
Neuroproteomics Division, Max Delbrueck Center for Molecular Medicine, 13125 Berlin, Germany
N.U. Okubadejo
Department of Medicine, Neurology Division, Faculty of Clinical Sciences, College of Medicine, University of Lagos, Lagos, Nigeria
E.E. Wanker
Neuroproteomics Division, Max Delbrueck Center for Molecular Medicine, 13125 Berlin, Germany
S.A. Omilabu
Department of Microbiology and Parasitology, Faculty of Basic Medical Sciences, College of Medicine, University of Lagos, Lagos, Nigeria
Published
2019-10-22
Section
Articles

Journal Identifiers


eISSN: 0303-691X