Nanozimi koji oponašaju upalu katalazu ublažavaju akutnu ozljedu bubrega putem preokretanja lokalnog oksidativnog stresa Ⅲ

Diskusija

Rezultati ove studije otkrili su da PTC-M može ublažiti ozljedububrega kod IRI miševakao reprezentativni eksperimentalni model AKI. Posebno, PTC-M je značajno smanjio upale i apoptozu u bubrezima IRI miševa i zaštitio od H 2O2-indukovane ćelijske povrede u ljudskim proksimalnim tubularnim epitelnim ćelijama. Ovi nalazi naglašavaju potencijal PTC-M enzima kao kandidata za terapeutske agense ne samo za IRI već i za AKI zbog drugih uzroka.

Organsko bilje za dobro zdravlje bubrega

Nanočestice Mn3O4 posjeduju stanje dvostruke oksidacije Mn2+ i Mn3+ i štite ćelije od oštećenja posredovanih ROS-om sprečavanjem oksidativnog oštećenja ćelijskih komponenti tokom uslova visokog oksidativnog stresa. Osim ovih prednosti, proces sinteze Mn3O4 je jednostavan, gdje čak i slaba baza može izazvati njegovo stvaranje [19–21]. Uprkos velikom obećanju, nanočestice zasnovane na Mn3O4-nisu eksploatisane

Slika 8 Efekti PTC-M na infamaciju u bubrezima IRI miševa. Poređenje nivoa ekspresije proteina za HO-1 određeno imunoblotingom iz bubrega lažnih, IRI i IRI+PTC-M miševa. -aktin je korišten kao endogena kontrola. B Poređenje nivoa ekspresije mRNA za inflamatorne markere određene qPCR iz bubrega lažnih, IRI i IRI +PTC-M miševa. C Reprezentativne slike imunohistohemijskog bojenja za HO-1 (lijevo) i F4/80 (desno) u bubrezima lažnih, IRI i IRI+PTC-M miševa. Skalirane šipke, 25 μm. Podaci su prikazani kao srednja vrijednost±SEM. *P<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

mnogo za in vivo aplikacije. Ranije je svojstvo nanočestica Mn3O4 čišćenja ROS korišteno za citoprotekciju [22], za razvoj bio-poluvodiča [20] i za ublažavanje oksidativnog stresa u biljkama [23]. Međutim, mala veličina čestica i nestabilnost ili moguća aglomeracija ovih nanočestica mogu negativno uticati na pravilnu distribuciju i poluživot cirkulacije kada se koriste u uslovima in vivo. Budući da se obični Mn3O4 ne može ciljati, potencijalna toksičnost na neželjena mjesta zbog većih doza također može predstavljati sigurnosnu zabrinutost u uvjetima in vivo. Hidrofobno modifikovani Mn 3O4 NP moguolakšati ovu situaciju dopuštajući im da se utovare u nanonosač, dajući mu na taj način sposobnost pasivnog ciljanja na mjesto djelovanja. Evo, sintetizirali smo1-dodekantiol stabilizovan hidrofobni Mn3O4nanoparpločice (dMn3O4NPs) i iskoristili njihovu aktivaciju sličnu kataloziza smanjenje oštećenja bubrega od IRI.

Nedavno su TK linkeri privukli pažnju u razvoju sistema za isporuku koji reaguje na ROS na mesta zapaljenja bogata ROS. TK veze će se odmah pocijepati od strane ROS oksidansa, što će rezultirati gubitkom strukturnog integriteta sistema nanočestica i ubrzavanjem oslobađanja napunjenih terapeutskih agenasa [24–26]. Štaviše, TK veze su stabilne u fiziološkim uslovima. U ovom radu,koristili smo amfifilni polimer PEG osjetljiv na ROSstearinski konjugat razvijen hidrofilnim PEG konpovezan sa hidrofobnim C18 alkil lancima preko TK linkera(PEG-TK-C18, PTC) koje je prethodno sintetizirala naša grupa[15]. ROS-osjetljive nano micele su konstruirane od stranesamomontaža PTC-a i pripremljenog dMn3O4NPssu ubačeni unutra, što je rezultiralo raznovrsnom nano platformomenzim, PTC-M. Pripremljeni PTC-Menzim je sadržavao različite domene (kao što je prikazano uFig.1): (1) vanjska PEG ljuska ima biokompatibilnost,disperznost i produženi poluživot u cirkulaciji in vivo iselektivno nakupljanje u upalnim mjestima putem ekstrastanice kroz propusnu vaskulaturu i naknadno obavijestiti obaveznosekvestracija posredovana ćelijama (ELVIS) [27], (2) theTK linker, koji se može cijepati u okruženju bogatom ROS, (3) segment C18 koji nudi hidrofobno jezgroza ugradnju dMn3O4NP kao i poboljšane ćelijeupijanje, i (4) dMn3O4NP za eliminaciju ROS. Theostale prednosti uključuju jednostavnu proceduru sintezeod dMn3O4NPs. Nakon primjene, PTC-M je cirkuliraou krvi i akumuliran na ROS-bogatiupalnih mjesta, nakon čega slijedi trenutna disocijacijaTK veze ROS-om i destabilizacija PTC-aM, omogućavajući postupno otpuštanje i aktivacijudMn3O4NPs.

Karakteristike bubrežne IRI su aktivna upala imunološkim odgovorima na ishemijsku ozljedu tkiva i povišeni oksidativni stres. Smanjena perfuzija tkiva dovodi do akutne tubularne ozljede, koja izaziva upalne posljedice i uzrokuje smrt epitelnih stanica tubula. Ove oštećene ćelije ponovo pojačavaju upalni odgovor i stvaraju začarani krug. Dobro je poznato da ravnoteža između proupalnih i antiinflamatornih medijatora određuje ozljedu ili popravak tkiva [28]. Naša studija je pokazala povećanu regulaciju HO-1 u bubrezima IRI miševa, koju je potisnuo PTC-M. HO-1, poznat kao endogeni antiinflamatorni enzim, modulira imune odgovore nakon ishemije [29, 30]. Povećana ekspresija HO-1 predstavlja protuupalni i antioksidativni odgovor na IRI. Smanjenje ekspresije HO-1 primjenom PTC-M indirektno je impliciralo smanjenje inflamatornog odgovora u tkivima. Nasuprot tome, IL-6, MCP-1 i TNF- su poznati kao proinflamatorni medijatori i igraju ulogu u pogoršanju upale tkiva. ICAM-1 i VCAM-1 doprinose pogoršanju upale promovišući regrutaciju inflamatornih ćelija. PTC-M je takođe smanjio ekspresiju ovih molekula. Budući da ovi inflamatorni citokini pokreću kaskadu sistemske upale, veoma je važno suzbiti upalni odgovor oštećenih bubrega. Ponovno uspostavljanje bubrežne perfuzije aktivira vaskularne endotelne ćelije, što pokreće ne samo oslobađanje upalnih citokina već i proizvodnju ROS [31]. Aktivirani neutrofili također proizvode i oslobađaju ROS kroz aktivaciju NADPH oksidaze 2 pomoću protein-inflamatornih citokina [32]. Prekomjerni ROS uzrokuje oštećenje ćelijskih proteina, lipida, nukleinske kiseline, membrana i mitohondrija. Akumulacija intracelularnog ROS-a dovodi do stanja oksidativnog stresa i aktivacije puteva ćelijske smrti. Stoga je za liječenje bubrežne IRI potrebno smanjenje apoptoze tubularne ćelije. Rezultati našeg istraživanja su pokazali da je ekspresija pro-apoptotičkog proteina Bax povećana, a ekspresija anti-apoptotičkog proteina Bcl-2 smanjena, povećavajući omjer Bax/Bcl-2, dosljedno sa prethodnim studijama [33]. PTC-M je efikasno oslabio apoptozu izazvanu IR-om, predstavljenu smanjenjem omjera Bax/Bcl-2. Odcijepljena kaspaza 3, kaspaza dželata koja se aktivira i na vanjskim i na unutrašnjim putevima, također je smanjena PTC-M tretmanom. Poznato je da je MAPK put uključen u različite ćelijske odgovore za preživljavanje protiv vanjskih podražaja. Ovi odgovori uključuju ćelijsku proliferaciju, diferencijaciju, infamaciju i apoptozu [34]. U prethodnim studijama, MAPK signalni putevi su aktivirani nakon IR ozljede [35, 36]. U našim rezultatima, fosforilacija ERK, JNK i p38 MAPK je povećana nakon IR ozljede i poboljšana PTC-M tretmanom u in vivo i in vitro eksperimentima.