RR
Rakesh Rawal
Author with expertise in Synthesis and Applications of Carbon Quantum Dots
Achievements
Open Access Advocate
Key Stats
Upvotes received:
0
Publications:
10
(60% Open Access)
Cited by:
2
h-index:
26
/
i10-index:
83
Reputation
Biology
< 1%
Chemistry
< 1%
Economics
< 1%
Show more
How is this calculated?
Publications
0

Sexual dimorphism in neurobehavioural phenotype and gut microbial composition upon long-term exposure to structural analogues of bisphenol-A

Dhirendra Singh et al.Jul 11, 2024
Bisphenol S (BPS) and Bisphenol F (BPF), the analogues of the legacy endocrine disrupting chemical, Bisphenol A (BPA) are ubiquitous in the environment and present in various consumer goods, and potentially neurotoxic. Here, we studied sex-specific responses of bisphenols on behavioural phenotypes, including their association with pro-inflammatory biomarkers and altered neurotransmitters levels, and the key gut microbial abundances. Neurobehavioural changes, using standard test battery, biochemical and molecular estimations for inflammatory cytokines, neurotransmitters, and oxido-nitrosative stress markers, gene expression analysis using qRT-PCR, H&E based histological investigations, gut permeability assays and Oxford Nanopore-based 16S-rRNA metagenomics sequencing for the gut microbial abundance estimations were performed. Bisphenol(s) exposure induces anxiety and depression-like behaviours, particularly in the male mice, with heightened pro-inflammatory cytokines levels and systemic endotoxemia, altered monoamine neurotransmitters levels/turnovers and hippocampal neuronal degeneration and inflammatory responses in the brain. They also increased gut permeability and altered microbial diversity, particularly in males. Present study provides evidence for sex-specific discrepancies in neurobehavioural phenotypes and gut microbiota, which necessitate a nuanced understanding of sex-dependent responses to bisphenols. The study contributes to ongoing discussions on the multifaceted implications of bisphenols exposure and underscores the need for tailored regulatory measures to mitigate potential health risks associated with them.
0
Citation1
0
Save
0

Prenatal opioid exposure significantly impacts placental protein kinase C (PKC) and drug transporters, leading to drug resistance and neonatal opioid withdrawal syndrome

Uppala Radhakrishna et al.Aug 19, 2024
Background Neonatal Opioid Withdrawal Syndrome (NOWS) is a consequence of in-utero exposure to prenatal maternal opioids, resulting in the manifestation of symptoms like irritability, feeding problems, tremors, and withdrawal signs. Opioid use disorder (OUD) during pregnancy can profoundly impact both mother and fetus, disrupting fetal brain neurotransmission and potentially leading to long-term neurological, behavioral, and vision issues, and increased infant mortality. Drug resistance complicates OUD and NOWS treatment, with protein kinase regulation of drug transporters not fully understood. Methods DNA methylation levels of ATP-binding cassette (ABC) and solute carrier (SLC) drug transporters, along with protein kinase C (PKC) genes, were assessed in 96 placental samples using the Illumina Infinium MethylationEPIC array (850K). Samples were collected from three distinct groups: 32 mothers with infants prenatally exposed to opioids who needed pharmacological intervention for NOWS, 32 mothers with prenatally opioid-exposed infants who did not necessitate NOWS treatment, and 32 mothers who were not exposed to opioids during pregnancy. Results We identified 69 significantly differentially methylated SLCs, with 24 hypermethylated and 34 hypomethylated, and 11 exhibiting both types of methylation changes including SLC13A3, SLC15A2, SLC16A11, SLC16A3, SLC19A2 , and SLC26A1 . We identified methylation changes in 11 ABC drug transporters (ABCA1, ABCA12, ABCA2, ABCB10, ABCB5, ABCC12, ABCC2, ABCC9, ABCE1, ABCC7, ABCB3 ): 3 showed hypermethylation, 3 hypomethylation, and 5 exhibited both. Additionally, 7 PKC family genes ( PRKCQ, PRKAA1, PRKCA, PRKCB, PRKCH, PRKCI , and PRKCZ ) showed methylation changes. These genes are associated with 13 pathways involved in NOWS, including ABC transporters, bile secretion, pancreatic secretion, insulin resistance, glutamatergic synapse, and gastric acid secretion. Conclusion We report epigenetic changes in PKC-related regulation of drug transporters, which could improve our understanding of clinical outcomes like drug resistance, pharmacokinetics, drug-drug interactions, and drug toxicity, leading to maternal relapse and severe NOWS. Novel drugs targeting PKC pathways and transporters may improve treatment outcomes for OUD in pregnancy and NOWS.
0

A novel algorithm to differentiate between primary lung tumors and distant liver metastasis in lung cancers using an exosome based multi gene biomarker panel

Kanisha Shah et al.Jun 14, 2024
Abstract The lack of non-invasive methods for detection of early metastasis is a crucial reason for the poor prognosis of lung cancer (LC) liver metastasis (LM) patients. In this study, the goal was to identify circulating biomarkers based on a biomarker model for the early diagnosis and monitoring of patients with LCLM. An 8-gene panel identified in our previous study was validated in CTC, cfRNA and exosomes isolated from primary lung cancer with & without metastasis. Further multivariate analysis including PCA & ROC was performed to determine the sensitivity and specificity of the biomarker panel. Model validation cohort ( n = 79) was used to verify the stability of the constructed predictive model. Further, clinic-pathological factors, survival analysis and immune infiltration correlations were also performed. In comparison to our previous tissue data, exosomes demonstrated a good discriminative value with an AUC of 0.7247, specificity (72.48%) and sensitivity (96.87%) for the 8-gene panel. Further individual gene patterns led us to a 5- gene panel that showed an AUC of 0.9488 ( p = < 0.001) and 0.9924 ( p = < 0.001) respectively for tissue and exosomes. Additionally, on validating the model in a larger cohort a risk score was obtained (RS > 0.2) for prediction of liver metastasis with an accuracy of 95%. Survival analysis and immune filtration markers suggested that four exosomal markers were independently associated with poor overall survival. We report a novel blood-based exosomal biomarker panel for early diagnosis, monitoring of therapeutic response, and prognostic evaluation of patients with LCLM.
6

Dopamine functionalized, red carbon quantum dots forin vivobioimaging, cancer therapeutics, and neuronal differentiation

Pankaj Yadav et al.Jun 19, 2023
Abstract One of the crucial requirements of quantum dots for biological applications is their surface modifications for very specific and enhanced biological recognition and uptake. Toward this, we present the green synthesis of bright, red-emitting carbon quantum dots derived from mango leaf extract (mQDs). These mQDs are conjugated electrostatically with dopamine to form mQDs-dopamine (mQDs: DOPA) bioconjugates. Bright red fluorescence of mQDs was used for bioimaging and uptake in multiple cell lines, tissues, and in vivo models like zebrafish. mQDs exhibited the highest uptake in brain tissue as compared to others. mQD:DOPA conjugate induced cellular toxicity only in cancer cells while showing increased uptake in epithelial cells and zebrafish. Additionally, the mQDs: DOPA promoted neuronal differentiation of SH-SY5Y cells to complete neurons. Both mQDs and mQDs: DOPA exhibited potential for higher collective cell migrations implicating their future potential as next-generation tools for advanced biological and biomedical applications. TOC mQDs were electrostatically conjugated with dopamine (DOPA) to form the mQDs: DOPA bioconjugate. mQDs are used to image cells, tissues, and zebrafish embryos. mQDs: DOPA kills cancer cells, differentiates neuronal cells, and increases the uptake of mQDs in zebrafish embryos.
0

DNA methylation patterns of circadian and ultradian genes are altered in the peripheral blood of patients with hidradenitis suppurativa

Uppala Radhakrishna et al.Nov 26, 2024
Background Hidradenitis suppurativa (HS) is a chronic inflammatory skin condition that affects hair follicles in areas with apocrine sweat glands, such as the underarms, groin, and buttocks. The pathogenesis of HS is not fully understood, but considering the key role played by the biological clock in the control of immune/inflammatory processes the derangement of circadian and ultradian pathways could be hypothesized. Methods We analyzed genome-wide DNA methylation patterns in peripheral blood from 24 HS cases and 24 controls using the Infinium HumanMethylation450 BeadChip array (Illumina), followed by bioinformatics and statistical analyses. Results We found that several circadian and ultradian genes were differentially methylated in HS patients, predominantly exhibiting hypomethylation. These genes were enriched in pathways such as MAPK and WNT cascades, acute phase response, cytokine release, inflammation, innate immune response, xenobiotic detoxification, and oxidative stress response. Conclusion Altered DNA methylation patterns of genes related to circadian and ultradian pathways could contribute to immune system derangement and inflammatory processes chronicization in addition to other comorbidities hallmarking HS onset and progression, at the same time representing possible druggable targets.
0

Exosome derived multi-gene biomarker panel identifies the risk of liver metastasis in lung cancer patients

Kanisha Shah et al.Dec 13, 2023
Abstract Background The lack of non-invasive methods for detection of early metastasis is a crucial reason for the poor prognosis of lung cancer (LC) liver metastasis (LM) patients. In this study, the goal was to identify circulating biomarkers based on a biomarker model for the early diagnosis and monitoring of patients with LCLM. Methods An 8-gene panel identified in our previous study was validated in CTC, cfRNA and exosomes isolated from primary lung cancer with & without metastasis. Further multivariate analysis including PCA & ROC was performed to determine the sensitivity and specificity of the biomarker panel. Model validation cohort ( n = 79) was used to verify the stability of the constructed predictive model. Further, clinic-pathological factors, survival analysis and immune infiltration correlations were also performed. Results In comparison to our previous tissue data, exosomes demonstrated a good discriminative value with an AUC of 0.7247, specificity (72.48 %) and sensitivity (96.87%) for the 8-gene panel. Further individual gene patterns led us to a 5-gene panel that showed an AUC of 0.9488 (p = <0.001) and 0.9924 (p = <0.001) respectively for tissue and exosomes. Additionally, on validating the model in a larger cohort a risk score was obtained (RS >0.2) for prediction of liver metastasis with an accuracy of 95%. Survival analysis and immune filtration markers suggested that four exosomal markers were independently associated with poor overall survival. Conclusion We report a novel blood-based exosomal biomarker panel for early diagnosis, monitoring of therapeutic response, and prognostic evaluation of patients with LCLM.