Чувствительные к воспалению нанозимы, имитирующие каталазу, облегчают острое повреждение почек путем устранения локального окислительного стресса Ⅲ

Обсуждение

Результаты настоящего исследования показали, что PTC-M может облегчить травмупочка у мышей IRIкак репрезентативная экспериментальная модель ОПП. В частности, PTC-M значительно уменьшал воспаление и апоптоз в почках мышей IRI и защищал от H 2O2--индуцированного повреждения клеток в эпителиальных клетках проксимальных канальцев человека. Эти результаты подчеркивают потенциал фермента PTC-M в качестве кандидата в терапевтические средства не только при ИРИ, но и при ОПП, вызванном другими причинами.

Органические травы для хорошего здоровья почек

Наночастицы Mn3O4 обладают состояниями двойного окисления Mn2+ и Mn3+ и защищают клетки от АФК-опосредованного повреждения, предотвращая окислительное повреждение клеточных компонентов в условиях высокого окислительного стресса. Помимо этих преимуществ, процесс синтеза Mn3O4 прост, причем даже слабое основание может индуцировать его образование [19–21]. Несмотря на большие перспективы, наночастицы на основе Mn3O4-не нашли применения.

Рис. 8. Влияние PTC-M на воспаление почек мышей IRI. Сравнение уровня экспрессии белка HO-1, определенного с помощью иммуноблоттинга в почках мышей-имитаторов, IRI и IRI+PTC-M. -актин использовали в качестве эндогенного контроля. Б. Сравнение уровня экспрессии мРНК маркеров воспаления, определенного с помощью кПЦР в почках мышей-имитаторов, IRI и IRI +PTC-M. C Репрезентативные изображения иммуногистохимического окрашивания на HO-1 (слева) и F4/80 (справа) в почках мышей-имитаторов, IRI и IRI+PTC-M. Масштабные линейки, 25 мкм. Данные показаны как среднее ± SEM. *П<0.05 vs. sham mice; #P<0.05 vs. IRI mice. MCP-1 monocyte chemoattractant protein -1, TNF-α tumor necrosis factor-α, ICAM-1 intercellular adhesion molecule-1, VCAM-1 vascular cell adhesion molecule-1, TGF-β transforming growth factor beta

много для приложений in vivo. Ранее способность наночастиц Mn3O4 поглощать АФК использовалась для цитопротекции [22], при разработке биополупроводников [20] и для снятия окислительного стресса у растений [23]. Однако небольшой размер частиц и нестабильность или возможная агломерация этих наночастиц могут отрицательно повлиять на правильное распределение и период полувыведения из циркуляции при использовании в условиях in vivo. Поскольку обычный Mn3O4 не может быть нацелен на воздействие, потенциальная токсичность для нежелательных участков из-за более высоких дозировок также может быть проблемой безопасности в условиях in vivo. Гидрофобно модифицированные НЧ Mn 3O4 могутоблегчить эту ситуацию, позволив им загружаться в наноноситель, тем самым наделив его способностью пассивно нацеливаться на место действия. Здесь мы синтезировали1-гидрофобный Mn, стабилизированный додекантиолом3O4нанопартикли (dMn3O4НЧ) и использовали их каталазоподобную активациюЦель – уменьшить повреждение почек от ИРИ.

В последнее время линкеры ТЗ привлекли внимание при разработке систем доставки, реагирующих на АФК, на сайты, богатые АФК. Связи ТК будут мгновенно расщепляться АФК-оксидантами, что приведет к потере структурной целостности систем наночастиц и ускорению высвобождения загруженных терапевтических агентов [24–26]. Более того, связи ТК стабильны в физиологических условиях. В этой работемы использовали чувствительный к АФК амфифильный полимер ПЭГ.стеариновый конъюгат, полученный с помощью гидрофильного ПЭГсвязан с гидрофобными C18-алкильными цепями через линкер ТК.(ПЭГ-ТК-С18, ПТК), ранее синтезированный нашей группой.[15]. АФК-чувствительные наномицеллы были созданысамостоятельная сборка ПТК и подготовленного дМн3O4НПбыли загружены внутрь, в результате чего появилась универсальная наноплатформафермент ПТК-М. Подготовленный ПТК-Мфермент содержал разные домены (как показано наИнжир.1): (1) внешняя оболочка ПЭГ, обладающая биосовместимостью,дисперсность и длительный период полувыведения из циркуляции in vivo иизбирательное накопление в очагах воспаления за счет дополнительныхстанция через негерметичные сосуды и последующее информирование обязательноклеточно-опосредованная секвестрация (ELVIS) [27], (2)Линкер TK, который можно расщепить в среде, богатой ROS., (3) сегмент C18 с гидрофобным ядромза включение dMn3O4НЧ, а также улучшенные клеточныепоглощение и (4) dMn3O4НЧ для элиминации АФК.Среди других преимуществ - простая процедура синтеза.дМн3O4НП. После введения PTC-M распространялсяв крови и накапливается в богатых АФКочаги воспаления с последующей мгновенной диссоциациейсвязи ТЗ со стороны ROS и дестабилизация PTCM, обеспечивающий поэтапное освобождение и активациюдМн3O4НП.

Характеристиками ИРИ почек являются активное воспаление за счет иммунных ответов на ишемическое повреждение тканей и повышенный окислительный стресс. Снижение тканевой перфузии приводит к острому повреждению канальцев, которое вызывает воспалительные последствия и вызывает гибель эпителиальных клеток канальцев. Эти поврежденные клетки снова усиливают воспалительную реакцию и создают порочный круг. Хорошо известно, что баланс между провоспалительными и противовоспалительными медиаторами определяет повреждение или восстановление тканей [28]. Наше исследование показало усиление регуляции HO-1 в почках мышей IRI, которое подавлялось PTC-M. HO-1, известный как эндогенный противовоспалительный фермент, модулирует иммунные реакции после ишемии [29, 30]. Повышенная экспрессия HO-1 представляет собой противовоспалительную и антиоксидантную реакцию против IRI. Снижение экспрессии HO-1 при введении ПТК-М косвенно подразумевало снижение воспалительной реакции в тканях. Напротив, IL-6, MCP-1 и TNF- известны как провоспалительные медиаторы и играют роль в обострении воспаления тканей. ICAM-1 и VCAM-1 способствуют усугублению воспаления, способствуя привлечению воспалительных клеток. PTC-M также снижал экспрессию этих молекул. Поскольку эти воспалительные цитокины запускают каскад системного воспаления, очень важно подавить воспалительную реакцию на поврежденные почки. Восстановление почечной перфузии активирует эндотелиальные клетки сосудов, что запускает не только высвобождение воспалительных цитокинов, но и продукцию АФК [31]. Активированные нейтрофилы также продуцируют и высвобождают АФК посредством активации НАДФН-оксидазы 2 протеинвоспалительными цитокинами [32]. Чрезмерное количество АФК вызывает повреждение клеточных белков, липидов, нуклеиновых кислот, мембран и митохондрий. Накопление внутриклеточных АФК приводит к состояниям окислительного стресса и активации путей гибели клеток. Таким образом, для лечения ИРИ почек необходимо снижение апоптоза канальцевых клеток. Результаты нашего исследования показали, что экспрессия проапоптотического белка Bax повышалась, а экспрессия антиапоптотического белка Bcl-2 снижалась, увеличивая соотношение Bax/Bcl-2, что соответствует с предыдущими исследованиями [33]. PTC-M эффективно ослаблял апоптоз, индуцированный IR, что выражалось в уменьшении соотношения Bax/Bcl-2. Расщепленная каспаза 3, каспаза-палач, активируемая как внешними, так и внутренними путями, также снижалась при лечении PTC-M. Известно, что путь MAPK участвует в разнообразных клеточных реакциях на выживание против внешних раздражителей. Эти реакции включают клеточную пролиферацию, дифференцировку, воспаление и апоптоз [34]. В предыдущих исследованиях сигнальные пути МАРК активировались после ИР-повреждения [35, 36]. По нашим результатам, фосфорилирование ERK, JNK и p38 MAPK увеличивалось после IR-повреждения и улучшалось при лечении PTC-M как в экспериментах in vivo, так и in vitro.