Els nanozims que imiten la catalasa sensibles a la infamació alleugen la lesió renal aguda mitjançant la reversión de l'estrès oxidatiu local Ⅲ

Discussió

Els resultats del present estudi van revelar que PTC-M podria millorar la lesió de laronyó en ratolins IRIcom a model experimental representatiu d'AKI. Especialment, PTC-M va reduir significativament la infamació i l'apoptosi als ronyons dels ratolins IRI i va protegir contra les lesions cel·lulars induïdes per H 2O2- a les cèl·lules epitelials tubulars proximals humanes. Aquestes troballes posen de manifest el potencial de l'enzim PTC-M com a candidat per a agents terapèutics no només per a IRI sinó també per a AKI per altres causes.

Herbes orgàniques per a una bona salut renal

Les nanopartícules de Mn3O4 tenen estat de doble oxidació Mn2+ i Mn{3+ i protegeixen les cèl·lules del dany mediat per ROS evitant el dany oxidatiu dels components cel·lulars durant condicions d'estrès oxidatiu elevat. A part d'aquests beneficis, el procés de síntesi de Mn3O4 és senzill, on fins i tot una base feble pot induir la seva formació [19-21]. Malgrat la gran promesa, les nanopartícules basades en Mn3O4-no s'han explotat

Fig. 8 Efectes de PTC-M sobre la infamació en ronyons de ratolins IRI. Una comparació del nivell d'expressió de proteïnes per a HO-1 determinat mitjançant immunoblotting del ronyó de ratolins simulats, IRI i IRI+PTC-M. -L'actina es va utilitzar com a control endogen. B Comparació del nivell d'expressió d'ARNm per a marcadors inflamatoris determinats per qPCR del ronyó de ratolins simulats, IRI i IRI + PTC-M. C Imatges representatives de la tinció immunohistoquímica per a HO-1 (esquerra) i F4/80 (dreta) al ronyó de ratolins simulats, IRI i IRI + PTC-M. Barres d'escala, 25 μm. Les dades es mostren com a mitjana ± SEM. *Pàg<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

molt per a aplicacions in vivo. Anteriorment, la propietat d'eliminació de ROS de les nanopartícules de Mn3O4 es va utilitzar per a la citoprotecció [22], per al desenvolupament de bioconductors [20] i per alleujar l'estrès oxidatiu a les plantes [23]. Tanmateix, la petita mida de partícula i la inestabilitat o possible aglomeració d'aquestes nanopartícules poden afectar negativament la distribució adequada i la vida mitjana de la circulació quan s'utilitzen en condicions in vivo. Com que el Mn3O4 ordinari no es pot orientar, la toxicitat potencial a llocs no desitjats a causa de dosis més altes també podria ser un problema de seguretat in vivo. Els NPs de Mn 3O4 modificats hidrofòbics podenalleujar aquesta situació permetent-los carregar en un nanoportador, dotant-lo així de la capacitat d'orientar passivament el lloc d'acció. Aquí, hem sintetitzat1-Mn hidrofòbic estabilitzat amb dodecanetiol3O4nanoparticles (dMn3O4NPs) i van utilitzar el seu actiu semblant a la catalasaper reduir el dany renal per IRI.

Recentment, els enllaçadors de TK han cridat l'atenció en el desenvolupament de sistemes de lliurament sensibles a ROS a llocs d'infamació rics en ROS. Els enllaços TK seran escindits a l'instant pels oxidants ROS, donant lloc a la pèrdua de la integritat estructural dels sistemes de nanopartícules i accelerant l'alliberament d'agents terapèutics carregats [24-26]. A més, els enllaços TK són estables en condicions fisiològiques. En aquest treball,vam utilitzar un PEG de polímer amfifílic sensible a ROSconjugat d'estearina desenvolupat per PEG hidròfil conconnectat a cadenes d'alquil C18 hidrofòbiques mitjançant un enllaç TK(PEG-TK-C18, PTC) prèviament sintetitzat pel nostre grup[15]. Les nanomicel·les sensibles a ROS van ser construïdes perl'automuntatge de PTC i el dMn preparat3O4NPses van carregar a l'interior, donant lloc a una nanoplataforma versàtilenzim, PTC-M. El PTC-M preparatL'enzim contenia diferents dominis (com es mostra aFig.1): (1) biocompatibilitat dotada de la carcassa exterior del PEG,dispersitat i vida mitjana de la circulació prolongada in vivo iacumulació selectiva en llocs inflamatoris via extraestació a través de la vasculatura amb fuites i la posterior informació obligatòriasegrest mediat per cèl·lules (ELVIS) [27], (2) elEnllaçador TK, que es pot escindir en un entorn ric en ROS, (3) el segment C18 que ofereix un nucli hidrofòbicper incorporar dMn3O4NPs així com cèl·lules milloradescaptació, i (4) dMn3O4NPs per a l'eliminació de ROS. Elaltres avantatges inclouen el senzill procediment de sínteside dMn3O4NPs. Després de l'administració, va circular PTC-Ma la sang i s'acumulen als rics en ROSllocs inflamatoris, seguit de la dissociació instantàniade l'enllaç de TK per ROS i desestabilització de PTCM, permetent l'alliberament i l'activació pas a pas deldMn3O4NPs.

Les característiques de l'IRI renal són la inflamació activa per respostes immunitàries a la lesió del teixit isquèmic i l'estrès oxidatiu elevat. La reducció de la perfusió del teixit condueix a una lesió tubular aguda, que desencadena conseqüències inflamatòries i indueix la mort de les cèl·lules epitelials tubulars. Aquestes cèl·lules danyades tornen a amplificar la resposta inflamatòria i creen un cercle viciós. És ben sabut que l'equilibri entre els mediadors proinflamatoris i antiinflamatoris determina la lesió o la reparació dels teixits [28]. El nostre estudi va mostrar la regulació de l'HO-1 als ronyons de ratolins IRI, que va ser suprimit per PTC-M. HO-1, conegut com un enzim antiinflamatori endogen, modula les respostes immunitàries després de la isquèmia [29, 30]. L'augment de l'expressió de HO-1 representa respostes antiinflamatòries i antioxidants contra IRI. La reducció de l'expressió de HO-1 per l'administració de PTC-M va implicar indirectament una disminució de la resposta inflamatòria als teixits. En canvi, IL-6, MCP{-1 i TNF- es coneixen com a mediadors proinflamatoris i juguen un paper en l'exacerbació de la infamació dels teixits. ICAM-1 i VCAM-1 contribueixen a empitjorar la infamació afavorint el reclutament de cèl·lules inflamatòries. PTC-M també va reduir l'expressió d'aquestes molècules. Com que aquestes citocines inflamatòries desencadenen la cascada d'infamació sistèmica, és molt important suprimir la resposta inflamatòria als ronyons danyats. El restabliment de la perfusió renal activa les cèl·lules endotelials vasculars, que desencadena no només l'alliberament de citocines inflamatòries sinó també la producció de ROS [31]. Els neutròfils activats també produeixen i alliberen ROS mitjançant l'activació de la NADPH oxidasa 2 per citocines proteïninflamatòries [32]. L'excés de ROS causa danys a les proteïnes cel·lulars, els lípids, l'àcid nucleic, les membranes i els mitocondris. L'acumulació de ROS intracel·lular condueix a condicions d'estrès oxidatiu i l'activació de vies de mort cel·lular. Per tant, es requereix una reducció de l'apoptosi de les cèl·lules tubulars per al tractament de l'IRI renal. Els resultats del nostre estudi van mostrar que l'expressió de la proteïna pro-apoptòtica Bax va augmentar i l'expressió de la proteïna anti-apoptòtica Bcl-2 es va reduir, augmentant la relació Bax/Bcl-2, consistent amb estudis previs [33]. PTC-M va atenuar eficaçment l'apoptosi induïda per IR, representada per una disminució de la relació Bax/Bcl-2. La caspasa clivada 3, una caspasa botxí activada tant a les vies extrínseques com a les intrínseques, també es va reduir amb el tractament PTC-M. Se sap que la via MAPK està implicada en diverses respostes cel·lulars per a la supervivència contra estímuls externs. Aquestes respostes inclouen la proliferació cel·lular, la diferenciació, la infamació i l'apoptosi [34]. En estudis anteriors, les vies de senyalització MAPK es van activar després d'una lesió IR [35, 36]. En els nostres resultats, la fosforilació d'ERK, JNK i p38 MAPK es va augmentar després de la lesió IR i es va millorar amb el tractament amb PTC-M tant en experiments in vivo com in vitro.