Los TMD estimulan la inmunidad entrenada en los macrófagos a través de la epigenética

Los TMD estimulan la inmunidad entrenada en los macrófagos a través de la epigenética


En un artículo reciente publicado en la revista Small, los autores demostraron que los dicalcogenuros de metales de transición (TMD) bidimensionales (2D) provocan inmunidad entrenada en macrófagos derivados de monocitos humanos primarios.

Los TMD estimulan la inmunidad entrenada en los macrófagos a través de la epigenética​​​​​​

​​​​​​Estudio: los dicalcogenuros de metales de transición 2D inducen inmunidad entrenada en macrófagos humanos a través de vías epigenéticas y metabólicas. Crédito: Kateryna Kon/Shutterstock.com

El equipo observó que los macrófagos expuestos a TMD modulaban la expresión de genes inmunoespecíficos en desafíos posteriores con lipopolisacáridos bacterianos. Disulfuro de molibdeno (MoS2) desencadenó un aumento en los niveles de monofosfato de adenosina cíclico (cAMP) y enzimas dependientes de Mo reguladas al alza en los macrófagos.

Inmunidad entrenada y su inducción.

La activación de la inmunidad innata facilita una respuesta mejorada a los desafíos microbianos secundarios, lo que da como resultado una inmunidad entrenada. Tanto las vías metabólicas como las epigenéticas pueden influir en la inducción de esta inmunidad entrenada.

El gluconato β en la pared celular microbiana y la vacuna atenuada Bacillus Calmette-Guérin (BCG) inducen inmunidad entrenada al mejorar la actividad antimicrobiana en las células mieloides. Además, un estudio reciente que utilizó macrófagos derivados de la médula ósea murina y expuestos a grafeno prístino exfoliado con albúmina sérica bovina (sin endotoxinas) demostró inmunidad entrenada.

Se han realizado amplios estudios sobre el impacto de los materiales 2D en el medio ambiente y la salud humana. Otros estudios sobre la interacción del material basado en grafeno (GBM) con macrófagos murinos y humanos confirmaron el efecto de los TMD en los macrófagos. La no toxicidad de los TMD como MoS2 y WS2 sobre los macrófagos también se ha informado previamente. Sin embargo, no hay informes de inmunidad entrenada inducida por material 2D.

TMD para inducir inmunidad entrenada

En el presente estudio, los autores sintetizaron TMD, MoS2y disulfuro de tungsteno (WS2) con el método de pelado asistido por pireno. Sin embargo, la cuantificación del pireno adsorbido no fue posible debido a la presencia de pireno libre en el agua, que no tuvo efectos tóxicos en las tintas 2D. Además, las imágenes de microscopía electrónica de transmisión (TEM) y el mapeo Raman confocal confirmaron la captación celular de los TMD sintetizados. Posteriormente, los autores confirmaron la inmunidad entrenada provocada por TMD en los macrófagos. Utilizaron un protocolo de inmunidad entrenado y monitorearon las células para detectar la expresión de 84 genes relacionados con el sistema inmunológico.

Se utilizó un ensayo inmunoabsorbente ligado a enzimas para validar los resultados y evaluar el papel de la reprogramación metabólica y epigenética junto con la señalización de AMPc. El estudio actual demuestra una comprensión de los 2D-TMD y sus interacciones con el sistema inmunitario.

resultados del estudio

Los autores del presente estudio sugirieron que las nanoláminas 2D que contienen Mo podrían provocar un efecto relevante en las células inmunes innatas y sugirieron que más estudios in vivo podrían evaluar su alcance en aplicaciones clínicas. Confirmaron la naturaleza no citotóxica de los materiales 2D sintetizados hacia los macrófagos hasta una dosis de 100 microgramos por mililitro, en consonancia con estudios previos.

MoS2 y WS2 fueron rápidamente internalizados por los macrófagos. Sin embargo, la citocalasina D impidió la absorción de MoS.2, lo que sugiere que la captación de macrófagos de TMD depende de la actina. Los resultados de la espectrometría de masas de plasma acoplado inductivamente (ICP-MS) confirmaron la absorción de MoS2. La ingesta de molibdato de sodio (Na2Bajo4) no se detectó, lo que indica una absorción preferencial de Mo por los macrófagos2Bajo4 no activó la inmunidad entrenada durante el MoS2 cómodamente lo hizo.

Las células expuestas al WS2 no indujo cambios en los genes asociados con la vía biosintética de Moco, lo que sugiere una modulación de genes específicos de Mo. Además, los autores observaron un aumento en el AOX1 Genes que codifican enzimas dependientes de Mo en macrófagos entrenados en WS2. Además, la absorción de Mo y W por nanoláminas 2D puede superar la necesidad de un transportador para su entrega en las células.

La exfoliación de nanoláminas 2D con sal sódica del ácido 1-pirenosulfónico es un método libre de endotoxinas que no induce respuestas de citoquinas en los macrófagos humanos primarios. El perfilado de la expresión génica por reacción en cadena de la polimerasa (PCR) para evaluar los efectos a largo plazo de los materiales 2D mostró que MoS2 y WS2 inmunidad madura inducida en macrófagos humanos.

Los autores proponen un vínculo entre las vías de señalización metabólica y epigenética en la inducción de la inmunidad entrenada. El inverso en MoS2Las respuestas entrenadas por el inhibidor de la adenilato ciclasa 2′,5′-didesoxiadenosina (ddA) proporcionan evidencia de que la señalización de cAMP se vio afectada por MoS2. También MoS2 adenilato ciclasa activada en macrófagos, parcialmente revertida por ddA. Estos efectos se atribuyen a la biodisponibilidad de Mo después de la ingestión de MoS2 a través de las células.

Conclusión

El estudio actual mostró que MoS2 activa la inmunidad entrenada en los macrófagos. Los autores también demostraron que las vías de señalización metabólica y epigenética están involucradas en MoS.2-Células entrenadas involucradas en la señalización de cAMP. La inducción de genes dependientes de Mo confirmó la biodisponibilidad de Mo después de la ingestión de MoS2 nanohojas a través de las células.

Además, las nanoplacas 2D capturadas no eran citotóxicas, lo que las hacía ideales para aplicaciones biomédicas. Además, la inmunidad entrenada es un enfoque confiable para lograr un beneficio terapéutico a largo plazo. Los autores demostraron que MoS2 fue eficiente en el entrenamiento de macrófagos y no requirió funcionalización adicional.

referencia

Peng G, Keshavan S, Delogu L, Shin Y, Casiraghi C, Fadeel B (2022). Los dicalcogenuros de metales de transición 2D inducen inmunidad entrenada en macrófagos humanos a través de vías epigenéticas y metabólicas. Pequeña2107816. https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smll.202107816

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