Nanozim yang Meniru Katalase Penginderaan Peradangan Meringankan Cedera Ginjal Akut Melalui Membalikkan Stres Oksidatif Lokal Ⅲ

Diskusi

Hasil penelitian ini mengungkapkan bahwa PTC-M dapat memperbaiki cederaginjal pada tikus IRIsebagai model eksperimental yang representatif dari AKI. Khususnya, PTC-M secara signifikan mengurangi peradangan dan apoptosis pada ginjal tikus IRI dan melindungi terhadap cedera seluler yang disebabkan oleh H 2O2-dalam sel epitel tubulus proksimal manusia. Temuan ini menyoroti potensi enzim PTC-M sebagai kandidat agen terapeutik tidak hanya untuk IRI tetapi juga untuk AKI karena penyebab lain.

Herbal Organik Untuk Kesehatan Ginjal Yang Baik

Nanopartikel Mn3O4 memiliki keadaan oksidasi ganda Mn2+ dan Mn3+ dan melindungi sel dari kerusakan yang dimediasi ROS dengan mencegah kerusakan oksidatif komponen seluler selama kondisi stres oksidatif tinggi. Terlepas dari manfaat ini, proses sintesis Mn3O4 sederhana, bahkan basa lemah pun dapat menginduksi pembentukannya [19-21]. Meskipun menjanjikan, nanopartikel berbasis Mn3O4-belum dieksploitasi

Gambar 8 Efek PTC-M pada peradangan pada ginjal tikus IRI. Perbandingan tingkat ekspresi protein untuk H2O-1 ditentukan dengan immunoblotting dari ginjal tikus palsu, IRI, dan IRI+PTC-M. -aktin digunakan sebagai kontrol endogen. B Perbandingan tingkat ekspresi mRNA untuk penanda inflamasi ditentukan oleh qPCR dari ginjal tikus palsu, IRI, dan IRI +PTC-M. C Gambar representatif pewarnaan imunohistokimia untuk H O-1 (kiri) dan F4/80 (kanan) pada ginjal tikus palsu, IRI, dan IRI+PTC-M. Bilah skala, 25 μm. Data ditampilkan sebagai mean±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

banyak untuk aplikasi in vivo. Sebelumnya, sifat pemulung ROS dari nanopartikel Mn3O4 digunakan untuk sitoproteksi [22], untuk mengembangkan bio-semikonduktor [20], dan untuk menghilangkan stres oksidatif pada tanaman [23]. Namun, ukuran partikel yang kecil dan ketidakstabilan atau kemungkinan aglomerasi nanopartikel ini dapat mempengaruhi distribusi dan waktu paruh sirkulasi yang tepat bila digunakan dalam kondisi in vivo. Karena Mn3O4 biasa tidak dapat ditargetkan, potensi toksisitas pada tempat yang tidak diinginkan akibat dosis yang lebih tinggi juga dapat menjadi masalah keamanan dalam kondisi in vivo. NP Mn 3O4 yang dimodifikasi secara hidrofobik dapatmeringankan situasi ini dengan memungkinkan mereka dimuat ke dalam nanocarrier, sehingga memberinya kemampuan untuk secara pasif menargetkan lokasi aksi. Di sini, kami mensintesis1-dodecanethiol menstabilkan Mn hidrofobik3O4nanoparkutu (dMn3O4NP) dan memanfaatkan aktivitasnya yang mirip katalaseity untuk mengurangi kerusakan ginjal akibat IRI.

Baru-baru ini, penghubung TK mendapat perhatian dalam mengembangkan sistem pengiriman yang responsif terhadap ROS ke situs peradangan yang kaya ROS. Ikatan TK akan terpecah seketika oleh oksidan ROS, mengakibatkan hilangnya integritas struktural sistem nanopartikel, dan mempercepat pelepasan agen terapeutik yang dimuat [24-26]. Selain itu, ikatan TK stabil dalam kondisi fisiologis. Dalam pekerjaan ini,kami menggunakan PEG polimer amfifilik yang sensitif terhadap ROSkonjugat stearin yang dikembangkan oleh PEG con hidrofilikdihubungkan ke rantai alkil C18 hidrofobik melalui penghubung TK(PEG-TK-C18, PTC) yang sebelumnya disintesis oleh kelompok kami[15]. Misel nano yang peka terhadap ROS dibuat olehperakitan mandiri PTC dan dMn yang disiapkan3O4NPdimuat di dalamnya, menghasilkan platform nano serbagunaenzim, PTC-M. PTC-M yang telah disiapkanenzim mengandung domain yang berbeda (seperti yang ditunjukkan padaAra.1): (1) cangkang PEG terluar memiliki biokompatibilitas,dispersi, dan waktu paruh sirkulasi yang berkepanjangan in vivo danakumulasi selektif di tempat inflamasi melalui ekstrastasiun melalui pembuluh darah bocor dan selanjutnya menginformasikan wajibsekuestrasi yang dimediasi sel (ELVIS) [27], (2) ituTautan TK, yang dapat dibelah di lingkungan yang kaya ROS, (3) segmen C18 menawarkan inti hidrofobikuntuk menggabungkan dMn3O4NP serta sel yang ditingkatkanserapan, dan (4) dMn3O4NP untuk eliminasi ROS. Itukeuntungan lain termasuk prosedur sintesis sederhanadari dMn3O4NP. Setelah administrasi, PTC-M beredardalam darah dan terakumulasi pada ROS yang kayasitus inflamasi, diikuti oleh disosiasi seketikahubungan TK oleh ROS dan destabilisasi PTCM, memungkinkan pelepasan bertahap dan aktivasidMn3O4NP.

Ciri-ciri IRI ginjal adalah peradangan aktif akibat respon imun terhadap cedera jaringan iskemik dan peningkatan stres oksidatif. Berkurangnya perfusi jaringan menyebabkan cedera tubulus akut, yang memicu konsekuensi inflamasi dan menyebabkan kematian sel epitel tubulus. Sel-sel yang rusak ini memperkuat respons peradangan lagi dan menciptakan lingkaran setan. Telah diketahui bahwa keseimbangan antara mediator pro-inflamasi dan anti-inflamasi menentukan cedera atau perbaikan jaringan [28]. Penelitian kami menunjukkan peningkatan regulasi H2O-1 pada ginjal tikus IRI, yang ditekan oleh PTC-M. HO-1, yang dikenal sebagai enzim anti-inflamasi endogen, memodulasi respon imun setelah iskemia [29, 30]. Peningkatan ekspresi H2O-1 mewakili respons anti-inflamasi dan antioksidan terhadap IRI. Pengurangan ekspresi HO-1 dengan pemberian PTC-M secara tidak langsung menyiratkan penurunan respon inflamasi pada jaringan. Sebaliknya, IL-6, MCP-1, dan TNF- dikenal sebagai mediator proinflamasi dan berperan dalam memperburuk peradangan jaringan. ICAM-1 dan VCAM-1 berkontribusi memperburuk peradangan dengan mendorong perekrutan sel-sel inflamasi. PTC-M juga mengurangi ekspresi molekul-molekul ini. Karena sitokin inflamasi ini memicu kaskade inflamasi sistemik, maka sangat penting untuk menekan respons inflamasi terhadap kerusakan ginjal. Pembentukan kembali perfusi ginjal mengaktifkan sel-sel endotel vaskular, yang memicu tidak hanya pelepasan sitokin inflamasi tetapi juga produksi ROS [31]. Neutrofil yang teraktivasi juga memproduksi dan melepaskan ROS melalui aktivasi NADPH oksidase 2 oleh sitokin inflamasi protein [32]. ROS yang berlebihan menyebabkan kerusakan pada protein seluler, lipid, asam nukleat, membran, dan mitokondria. Akumulasi ROS intraseluler menyebabkan kondisi stres oksidatif dan aktivasi jalur kematian sel. Dengan demikian, pengurangan apoptosis sel tubulus diperlukan untuk pengobatan IRI ginjal. Hasil penelitian kami menunjukkan bahwa ekspresi protein pro-apoptosis Bax meningkat, dan ekspresi protein anti-apoptosis Bcl-2 menurun, meningkatkan rasio Bax/Bcl-2, konsisten dengan penelitian sebelumnya [33]. PTC-M secara efektif melemahkan apoptosis yang diinduksi IR, yang ditunjukkan dengan penurunan rasio Bax/Bcl-2. Caspase 3 yang terpecah, caspase algojo yang diaktifkan di jalur ekstrinsik dan intrinsik, juga dikurangi dengan pengobatan PTC-M. Jalur MAPK diketahui terlibat dalam beragam respons sel untuk bertahan hidup terhadap rangsangan eksternal. Respons ini meliputi proliferasi sel, diferensiasi, inflamasi, dan apoptosis (34). Dalam penelitian sebelumnya, jalur pensinyalan MAPK diaktifkan setelah cedera IR [35, 36]. Dalam hasil kami, fosforilasi ERK, JNK, dan p38 MAPK meningkat setelah cedera IR dan diperbaiki dengan pengobatan PTC-M baik dalam percobaan in vivo dan in vitro.