Physicochemical aspects and cellular effects of nanoceria-human serum albumin conjugates

Нанодисперсный диоксид церия (СеО$_2$) обладает уникальной каталитической активностью в реакциях с участием активных форм кислорода (АФК), играющих роль медиаторов ключевых сигнальных путей. Альбумин является наиболее распространенным белком плазмы крови, взаимодействие с которым может влиять как на свойства наночастиц СеО$_2$, так и на саму биомолекулу. На модели эмбриональных фибробластов легкого человека (in vitro) исследовано, как конъюгация нанодисперсного СеО$_2$ с альбумином влияет на ряд биохимических параметров: жизнеспособность клеток, уровень внутриклеточных АФК, экспрессию NOX4, NRF2 и NF-$\kappa$B, окислительное повреждение и репарацию ДНК, апоптоз, пролиферацию клеток и аутофагию. Результаты демонстрируют, что связывание диоксида церия с альбумином изменяет его физико-химические свойства, способствуя более эффективному поглощению наночастиц СеО$_2$ клетками. Конъюгация СеО$_2$ с белком ослабляет влияние наночастиц на внутриклеточный баланс АФК и митохондриальный мембранный потенциал. Примечательно, что конъюгаты СеО$_2$ с альбумином индуцируют более сильную активацию NOX4, что приводит к повышенному генотоксическому стрессу. Однако этот эффект компенсировался более эффективной активацией систем репарации ДНК по сравнению с немодифицированным диоксидом церия. Помимо этого, конъюгаты наночастиц СеО$_2$ с белком модулировали сигнальные пути, усиливая подавление провоспалительного каскада NF-$\kappa$B и активируя процессы аутофагии. Таким образом, конъюгация наночастиц СеО$_2$ с альбумином не только снижает их цитотоксичность, но и усиливает противовоспалительный и регенеративный потенциалы диоксида церия.