В данной статье разработана четырехмерная стратегия системной оценки, позволяющая различать собственную способность материалов к удалению активных форм кислорода (ROS) и вклад целенаправленного усиления. Объединяя безклеточные химические методы и оценку на клеточном уровне, систематически оцениваются антиоксидантные свойства функционализированных нуклеиновых кислотных аптамерных наноматериалов по четырем параметрам: молекулярное связывание, поглощение клетками, врожденное удаление ROS и защита клеток. Синтезированы полые мезопористые наночастицы кремнезема, легированные марганцем (MSN), с использованием золь-гель и гидротермальных методов. После модификации полиаллил-амино гидрохлоридом (PAH) к ним ковалентно привязаны 4-гидрокси-2,2,6,6-тетраметилпиперидино-1-оксид радикал (Tempol) и нуклеиновый аптамер, таргетирующий рецептор продвинутых конечных продуктов гликирования (RAGE). Был успешно синтезирован комплексный наноматериал TMSN@Apt для удаления активных форм кислорода. Материалы охарактеризованы методом трансмиссионной электронной микроскопии (TEM), картированием элементов с помощью STEM-EDS и анализом ζ-потенциала. Результаты показывают сферическую полую структуру MSN с размером (87.94 ± 11.14) нм, отчетливыми мезопорами в оболочке и равномерным распределением Mn, O, Si. ζ-потенциал изменялся с (23.0 ± 0.3) мВ после модификации PAH до (30.3 ± 1.1) мВ после приращения Tempol и снижался до (-2.1 ± 0.3) мВ после конъюгации с Apt, что подтверждает успешную модификацию. Потоковая цитометрия показала увеличение флуоресценции при связывании TMSN@Apt с белком RAGE примерно в 12.4 раза по сравнению с случайной последовательностью, а связывание с клетками альвеолярного эпителия MLE-12 с высокой экспрессией RAGE было зависимо от концентрации. Конфокальная микроскопия показала, что TMSN@Apt проникает в клетки через RAGE, тогда как в контроле со случайной последовательностью сигналы отсутствовали. В безклеточной системе концентрация платформы удаления ROS для TMSN@Apt составила 0.2 мг/мл, тогда как на клеточном уровне 0.05 мг/мл было достаточно для значительного снижения внутриклеточного уровня ROS, положительный процент снизился с (82.30 ± 1.91)% до (13.93 ± 1.33)%, а апоптоз уменьшился с (20.94 ± 2.18)% до (7.85 ± 0.61)%. Эффективная концентрация значительно ниже концентрации платформы безклеточной системы, раскрывая закономерность усиления концентрационно-зависимого эффекта посредством аптамеров. Эта четырехмерная стратегия позволяет дифференцировать собственную способность материала к удалению ROS от вклада целевого усиления и предоставляет методологическую основу для точной оценки антиоксидантных свойств таргетных наноматериалов и оптимизации их биодозировки.

нуклеиновый аптамер; наноматериал; целенаправленное распознавание; антиоксидантная активность; удаление активного кислорода