Este artículo establece una estrategia de evaluación sistémica en cuatro dimensiones que puede distinguir entre la capacidad inherente de eliminación de especies reactivas de oxígeno (ROS) de los materiales y la contribución del efecto potenciado dirigido. Combinando métodos químicos sin células y evaluaciones a nivel celular, se evalúan sistemáticamente las propiedades antioxidantes de los nanomateriales funcionalizados con aptámeros de ácido nucleico a través de cuatro dimensiones: unión molecular, captación celular, eliminación inherente de ROS y protección celular. Se prepararon nanopartículas de sílice mesoporosa hueca dopadas con manganeso (MSN) utilizando métodos sol-gel e hidrotermales. Después de la modificación con clorhidrato de polialilamina (PAH), se unieron covalentemente en secuencia el radical libre 4-hidroxi-2,2,6,6-tetrametilpiperidino-N-óxido (Tempol) y el aptámero dirigido contra el receptor de productos finales de glicación avanzada (RAGE) (Apt), logrando así la preparación exitosa del nanomaterial compuesto funcionalizado para la eliminación de especies reactivas de oxígeno TMSN@Apt. Se caracterizaron los materiales preparados mediante microscopía electrónica de transmisión (TEM), análisis de espectro energético y mapeo (STEM-EDS) y potencial zeta. Los resultados mostraron que MSN posee una estructura hueca esférica con un tamaño de partícula de (87,94 ± 11,14) nm, paredes con canales mesoporosos visibles, y distribución uniforme de los elementos Mn, O y Si en la pared. El potencial zeta aumentó de (23,0 ± 0,3) mV tras la modificación con PAH a (30,3 ± 1,1) mV tras el injerto de Tempol, y luego disminuyó a (-2,1 ± 0,3) mV tras la conjugación con Apt, confirmando la modificación exitosa de cada componente. El análisis por citometría de flujo mostró que la intensidad de fluorescencia asociada a la unión de TMSN@Apt con la proteína RAGE aumentó aproximadamente 12,4 veces en comparación con la secuencia aleatoria de control, y la unión fue dependiente de la concentración en las células epiteliales alveolares MLE-12 con alta expresión de RAGE. La imagen por microscopía confocal mostró que TMSN@Apt ingresó a las células mediado por RAGE, mientras que en el grupo de control de secuencia aleatoria no se observaron señales evidentes del material dentro de las células. En el sistema sin células, la concentración de la plataforma para la eliminación de ROS de TMSN@Apt fue de 0,2 mg/mL, mientras que a nivel celular solo se necesitó 0,05 mg/mL para reducir significativamente el nivel intracelular de ROS, disminuyendo la tasa de positividad del (82,30 ± 1,91)% al (13,93 ± 1,33)% y reduciendo la apoptosis, con la tasa de apoptosis disminuyendo del (20,94 ± 2,18)% al (7,85 ± 0,61)%. La concentración efectiva fue notablemente inferior a la concentración de la plataforma en el sistema sin células, lo que revela la ganancia de efecto inducida por la acumulación dirigida mediada por aptámeros. Esta estrategia de evaluación en cuatro dimensiones logra una evaluación diferenciada de la capacidad inherente de eliminación de ROS de los materiales y la contribución del efecto potenciado dirigido, proporcionando una referencia metodológica para la evaluación precisa del rendimiento antioxidante de los nanomateriales dirigidos y la optimización de dosis para aplicaciones biológicas.

aptámero de ácido nucleico; nanomaterial; reconocimiento dirigido; actividad antioxidante; eliminación de especies reactivas de oxígeno