Sinteza nanoparticulelor de feroarabinogalactan conjugat cu aptamer (AS-FeAGs). (a) Reprezentarea schematică a sintezei nanoparticulelor de feroarabinogalactan și conjugarea acestora cu aptameri. (b) O parte a complexului aptamer-arabinogalactan. C - Citozină, G - Guanină, A - Adenină și T - Timină. Legăturile de hidrogen non-covalente dintre atomi sunt prezentate ca linii punctate albastre. Hidrogen - gri, oxigen - roșu, carbon - albastru, azot - violet, fosfor - galben, sodiu - roz.

aptamer-conjugat

Proprietăți magnetice ale feroarabinogalactanului. (a) Arabinogalactanul pur nu are un moment magnetic. (b) Scăderea unei curbe diamagnetice a solventului dintr-o curbă de soluție de feroarabinogalactan. (c) Magnetizarea feroarabinogalactanului superparamagnetic nanodispersat.

Structura moleculară și rezultatele metodei orbitale moleculare de fragment (FMO) aplicate complexului aptamer-arabinogalactan. (a) Fragmente de arabinogalactan și aptamer AS-14 sunt prezentate în diferite culori. (b) Interacțiuni totale de perechi între arabinogalactan (Ar9 - Ar13) și fragmente de aptamer (A1, T1, C1, G1, A2, T2, C2, G2,). Toate valorile sunt exprimate în kcal/mol. (c) Principalele interacțiuni dintre arabinogalactan (Ar9 - Ar13) și fragmente de aptamer (T1, A1, C1). Valorile totale sunt afișate sub fiecare bară. Toate valorile sunt exprimate în kcal/mol. Fiecare interacțiune de pereche este împărțită în componente electrostatice (ES), cuantice-mecanice (QM) și van-der-Waals (vdW).

Reprezentarea schematică a eliberării mediată de receptorul asialoglicoproteinei și deteriorarea celulelor de către nanoparticulele AS-FrFeAG la un câmp magnetic alternativ redus. Datorită unui moment magnetic (M) de nanoparticule, acestea oscilează într-un câmp magnetic alternativ. AS-FrFeAG se leagă de fibronectină prin aptamer AS-14 și perturbă matricea extracelulară; AS-FrFeAG este internalizat prin intermediul receptorilor asialoglicoproteici și se leagă de Hsc70 prin aptamer AS-42 provocând leziuni ale lizozomilor și scurgeri de enzime proteolitice rezultând liza celulară.

Efectele AS-FeAG și ale câmpului magnetic alternativ de joasă frecvență (LFAMF) in vitro. (a) Microscopie cu fluorescență a celulelor Ehrlich cu As-FeAG marcat cu FAM înainte și după tratamentul cu LFAMF timp de 10 minute reprezentat în lumină reflectată cu fluorescență (a1, 4), lumină albă cu fluorescență (a2, 5) și numai fluorescență (a3, 6). Bara de scalare: 5 µm. (b1) Analiza citometriei de flux a apoptozei la 3 ore după tratament folosind activitatea caspazei 3/7; (b2) nivelul de necroză determinat de acumularea de iodură de propidiu în celulele moarte. Curba roșie corespunde celulelor intacte fără colorare; curba verde reprezintă nivelul de bază al celulelor netratate; violet - la celulele tratate cu FrFeAG (6%); albastru - la FrFeAG (4,5%), albastru închis - la FeAG (6%), portocaliu - la FeAG (4,7%).

Aplicarea AS-FrFeAG ca agent de contrast pentru tumorile în imagistica prin rezonanță magnetică (RMN). Un șoarec cu carcinom Ehrlich solid transplantat în piciorul drept (a, b) și creier (c) fără contrast (1); cu omniscan (2) și AS-FrFeAG (3) ca agent de contrast.

Distribuția AS-FrFeAG în diferite organe de șoareci analizate prin RMN înainte de (a) și 15 min (b), 1,5 h (c) după administrarea intravenoasă.

Caracteristici histologice ale tumorilor tratate. (a) Carcinom Ehrlich netratat. Tumora invazivă are o structură solidă compusă din celule atipice cu nuclei pleomorfi, hipercromatici de diferite forme și volum și crește în țesutul muscular. Fără răspuns imun. (b) Tratat cu un amestec aptamer. Celulele carcinomului sunt cu vacuolizare a citoplasmei; infiltrarea limfocitară este moderată. (c, d) Carcinomul tratat cu FrFeAG și LFAMF are necroză tumorală împrăștiată între țesutul carcinom rămas cu infiltrare inflamatorie în jurul lor. (e, f) AS-FrFeAG în LFAMF a provocat efecte dăunătoare ireversibile asupra tumorii tratate, cum ar fi cario și plasmoliză, și cariou și plasmorexie. Zonă mare de necroză tumorală, la periferia căreia rămân cantități mici de celule moarte de carcinom cu modificări distructive ale microambientului țesutului cancerului. S-a observat infiltrarea inflamatorie vizibilă a leucocitelor segmentate și umflături. Mărire × 100.