Reconnaissance ciblée et évaluation antioxydante des nanomatériaux fonctionnalisés par aptamères d’acides nucléiques

LI Xi-lan ,  

XU Zhong-sheng ,  

ZOU Tao ,  

WANG Hai-bo ,  

摘要

Cet article propose une stratégie d'évaluation systémique en quatre dimensions capable de différencier la capacité intrinsèque d'élimination des espèces réactives de l'oxygène (ROS) des matériaux et la contribution de l'amplification ciblée. En combinant des méthodes chimiques sans cellule et des évaluations au niveau cellulaire, les performances antioxydantes des nanomatériaux fonctionnalisés par des aptamères d'acides nucléiques sont évaluées systématiquement selon quatre dimensions : liaison moléculaire, absorption cellulaire, élimination intrinsèque des ROS et protection cellulaire. Des nanoparticules de silice mésoporeuses creuses dopées au manganèse (MSN) sont synthétisées par sol-gel et hydrothermal. Après modification par polyallylamine hydrochloride (PAH), elles sont conjuguées de manière covalente avec le radical libre 4-hydroxy-2,2,6,6-tetraméthylpipéridine-N-oxyde (Tempol) et un aptamère d'acide nucléique ciblant le récepteur des produits de glycation avancée (RAGE), aboutissant à la préparation réussie du nanomatériau complexe TMSN@Apt pour l'élimination des espèces réactives de l'oxygène. La caractérisation des matériaux préparés est réalisée par microscopie électronique en transmission (TEM), cartographie par énergie dispersive en rayons X en faisceau (STEM-EDS) et mesure du potentiel de Zeta. Les résultats montrent que les MSN ont une structure sphérique creuse avec un diamètre de (87,94 ± 11,14) nm, une paroi présentant des canaux mésoporés visibles, et une distribution homogène des éléments Mn, O et Si dans la paroi. Le potentiel Zeta augmente de (23,0 ± 0,3) mV après modification au PAH à (30,3 ± 1,1) mV après greffage de Tempol, puis diminue à (-2,1 ± 0,3) mV après conjugaison avec Apt, confirmant le succès des modifications. L'analyse cytométrique en flux montre que l'intensité de la fluorescence liée à la liaison de TMSN@Apt à la protéine RAGE est environ 12,4 fois supérieure à celle du contrôle avec une séquence aléatoire, avec une liaison dépendant de la concentration aux cellules épithéliales alvéolaires MLE-12 à forte expression de RAGE. L'imagerie par microscopie confocale conforte l'entrée de TMSN@Apt dans les cellules médiée par RAGE, tandis que le groupe témoin ne montre pas de signal matériel intracellulaire évident. Dans le système sans cellule, la concentration plate-forme pour l'élimination des ROS de TMSN@Apt est de 0,2 mg/mL, alors qu'au niveau cellulaire, seulement 0,05 mg/mL suffit à réduire significativement le niveau intracellulaire de ROS, avec un taux de positivité passant de (82,30 ± 1,91)% à (13,93 ± 1,33)% et une réduction de l'apoptose, dont le taux baisse de (20,94 ± 2,18)% à (7,85 ± 0,61)%. La concentration efficace est significativement inférieure à celle de la plate-forme sans cellule, révélant un gain d’efficacité lié à la concentration dû au ciblage par aptamères. Cette stratégie d'évaluation en quatre dimensions permet de distinguer la capacité intrinsèque d’élimination des ROS des matériaux et la contribution de l’amplification ciblée, fournissant une référence méthodologique pour l’évaluation précise des propriétés antioxydantes des nanomatériaux ciblés et l’optimisation des dosages pour les applications biologiques.

关键词

aptamère d’acide nucléique; nanomatériaux; reconnaissance ciblée; activité antioxydante; élimination des espèces réactives de l’oxygène

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