Description du prompt

Titre : La chimie de surface orchestre les identités immunologiques des nanoplastiques via la formation de la couronne protéique. Question scientifique : Comment les groupes fonctionnels de surface des nanoplastiques (PS) exposés via la circulation sanguine encodent-ils spécifiquement la couronne protéique formée dans le sérum ? Comment cette couronne protéique différenciée, générée par la chimie de surface, détermine-t-elle les schémas de reconnaissance immunitaire, les réponses cellulaires et les effets toxiques ultimes des nanoparticules chez la souris ? Méthodes : Tout d'abord, des nanoparticules de polystyrène de 200 nm avec des modifications de surface carboxyle (PS-COOH), amino (PS-NH2) et non modifiées (PS) ont été sélectionnées et caractérisées. Elles ont ensuite été incubées avec du sérum de souris in vitro, et une analyse protéomique a été réalisée par chromatographie liquide couplée à la spectrométrie de masse en tandem pour identifier l'expression différentielle des protéines dans les trois couronnes protéiques. Cette comparaison a clarifié les effets régulateurs spécifiques des groupes fonctionnels de surface sur la composition de la couronne protéique. Par la suite, un modèle d'exposition sanguine (injection dans la veine caudale) a été établi, et un séquençage du transcriptome a été effectué sur les cellules sanguines périphériques de souris au niveau unicellulaire. Une analyse de l'expression différentielle des gènes et une analyse d'enrichissement des voies KEGG ont été menées sur les données de séquençage pour chaque sous-population cellulaire afin de cartographier systématiquement les profils de transcription spécifiques aux cellules immunitaires induits par les nanoplastiques avec différentes couronnes protéiques. Enfin, en utilisant des macrophages de souris comme modèle in vitro, des groupes de particules nues et des groupes de particules pré-revêtues de couronne protéique ont été établis. La viabilité cellulaire a été évaluée par la méthode CCK-8, l'efficacité de l'absorption cellulaire a été quantifiée par cytométrie de flux, et les niveaux de cytokines inflammatoires ont été mesurés par ELISA. Une analyse de corrélation de Spearman a été réalisée pour intégrer les données de composition de la couronne protéique avec les données de fonction cellulaire, établissant une relation quantitative entre l'adsorption des protéines clés et les effets biologiques, dans le but de révéler les mécanismes d'interaction complexes entre les groupes fonctionnels de surface, l'adsorption des protéines et les réponses immunitaires. Conclusions : L'étude démontre que la charge de surface est un facteur crucial dans la régulation de la composition de la couronne protéique. La carboxylation conduit à l'enrichissement spécifique des protéines du complément et de la coagulation, tandis que l'amination adsorbe principalement les apolipoprotéines et l'albumine. Cette adsorption spécifique n'est pas aléatoire mais est motivée par des propriétés moléculaires telles que le potentiel de surface et le point isoélectrique des protéines, réalisant une conversion précise de l'information chimique de surface en identité moléculaire biologique. Le PS-COOH avec une couronne protéique du complément est efficacement reconnu et endocytosé par les macrophages par le biais des récepteurs du complément et d'autres voies, activant spécifiquement l'axe de signalisation NF-κB et entraînant des voies inflammatoires classiques telles que TNF et IL-17, déclenchant une forte réponse immunitaire. En revanche, le PS-NH2 avec une couronne d'apolipoprotéines imite les particules de lipoprotéines endogènes, réduisant la clairance rapide par le système phagocytaire endothélial, prolongeant la demi-vie sanguine et induisant principalement la régulation positive des gènes de la chaîne respiratoire mitochondriale et la perturbation des voies de phosphorylation oxydative.