Descripción del prompt

Título: La química de la superficie orquesta las identidades inmunológicas de los nanoplásticos a través de la formación de la corona de proteínas Pregunta científica: ¿Cómo los grupos funcionales de la superficie de los nanoplásticos (PS) expuestos a través del torrente sanguíneo codifican específicamente la corona de proteínas formada en el suero? ¿Cómo esta corona de proteínas diferenciada, generada por la química de la superficie, determina los patrones de reconocimiento inmunitario, las respuestas celulares y los efectos tóxicos finales de las nanopartículas en ratones? Métodos: Primero, se seleccionaron y caracterizaron nanopartículas de poliestireno de 200 nm con modificaciones superficiales de carboxilo (PS-COOH), amino (PS-NH2) y sin modificar (PS). Luego, se incubaron con suero de ratón in vitro, y se realizó un análisis proteómico utilizando cromatografía líquida-espectrometría de masas en tándem para identificar la expresión diferencial de proteínas en las tres coronas de proteínas. Esta comparación aclaró los efectos reguladores específicos de los grupos funcionales de la superficie sobre la composición de la corona de proteínas. Posteriormente, se estableció un modelo de exposición a la sangre (inyección en la vena de la cola) y se realizó la secuenciación del transcriptoma en células sanguíneas periféricas de ratón a nivel de una sola célula. Se realizó un análisis de genes de expresión diferencial y un análisis de enriquecimiento de la vía KEGG en los datos de secuenciación para cada subpoblación celular para mapear sistemáticamente los perfiles de transcripción específicos de las células inmunitarias inducidos por nanoplásticos con diferentes coronas de proteínas. Finalmente, utilizando macrófagos de ratón como modelo in vitro, se establecieron grupos de partículas desnudas y grupos de partículas con corona de proteínas pre-recubiertas. La viabilidad celular se evaluó utilizando el método CCK-8, la eficiencia de captación celular se cuantificó mediante citometría de flujo y los niveles de citoquinas inflamatorias se midieron mediante ELISA. Se realizó un análisis de correlación de Spearman para integrar los datos de composición de la corona de proteínas con los datos de función celular, estableciendo una relación cuantitativa entre la adsorción de proteínas clave y los efectos biológicos, con el objetivo de revelar los complejos mecanismos de interacción entre los grupos funcionales de la superficie, la adsorción de proteínas y las respuestas inmunitarias. Conclusiones: El estudio demuestra que la carga superficial es un factor crucial en la regulación de la composición de la corona de proteínas. La carboxilación conduce al enriquecimiento específico de proteínas del complemento y la coagulación, mientras que la aminación adsorbe principalmente apolipoproteínas y albúmina. Esta adsorción específica no es aleatoria, sino que está impulsada por propiedades moleculares como el potencial de superficie y el punto isoeléctrico de las proteínas, logrando una conversión precisa de la información química de la superficie en identidad molecular biológica. PS-COOH con una corona de proteína del complemento es reconocido y endocitado eficientemente por los macrófagos a través de receptores del complemento y otras vías, activando específicamente el eje de señalización NF-κB e impulsando vías inflamatorias clásicas como TNF e IL-17, desencadenando una fuerte respuesta inmune. En contraste, PS-NH2 con una corona de apolipoproteína imita las partículas de lipoproteínas endógenas, reduciendo la eliminación rápida por el sistema fagocítico endotelial, prolongando la vida media en sangre e induciendo principalmente la regulación al alza de los genes de la cadena respiratoria mitocondrial y la interrupción de las vías de fosforilación oxidativa.