近年來,免疫治療作為一種新的治療策略得到迅速的發(fā)展。其中部分化療藥物(如紫杉醇、阿霉素或奧沙利鉑)通過誘導腫瘤細胞發(fā)生免疫原性死亡(ICD),釋放腫瘤抗原和危險相關分子模式激活抗原,產生抗原特異性的免疫反應。盡管如此,由于高劑量的化療藥物存在藥物副作用大、治療效果差和易被內皮網(wǎng)狀系統(tǒng)清除等缺陷,腫瘤免疫微環(huán)境(TME)參與了免疫抑制的不同機制來逃避免疫監(jiān)視,單用化療產生的免疫調節(jié)效應仍難以產生強烈的抗腫瘤免疫反應。因此,開發(fā)一種有效協(xié)同調節(jié)多種免疫細胞的納米藥物以增強抗癌免疫治療至關重要。
以NK細胞為基礎的免疫療法具有明顯的優(yōu)勢,如細胞識別時不受抗原特異性控制同時充當免疫系統(tǒng)的調節(jié)細胞,釋放穿孔素和顆粒酶等殺死異常細胞來調節(jié)先天性和獲得性免疫反應。此外,米托蒽酮、DOX、順鉑等化療藥物在增強NK細胞的敏感性和提高其細胞毒性方面具有一定的潛力。例如,DOX已被證明能夠通過上調腫瘤細胞中的TRAIL受體和下調細胞內的FLICE抑制蛋白來增強NK細胞的靶向性,并促進由Caspase-8裂解觸發(fā)的凋亡信號。
在眾多的納米載體體系中,含磷樹狀大分子和PAMAM樹狀大分子具有顯著的不同之處,具有分子量均一、較強的剛性結構、自身的藥物活性等特性。例如,含磷樹狀大分子與金屬絡合物可以用于抗腫瘤治療應用,修飾磷酯酸鈉鹽的含磷樹狀大分子可以抑制外周血單核細胞(PBMC)中調節(jié)性T細胞(Tregs)的擴增并調節(jié)單核細胞和NK細胞之間的復雜信號誘導NK細胞增殖用于腫瘤的治療。
由于含磷樹狀大分子具有的剛性結構使其難以物理封裝化療藥物,兩親性含磷樹冠大分子的發(fā)展解決了這一難題,可通過在水溶液中自組裝形成膠束用于封裝藥物。考慮到復雜的腫瘤微環(huán)境仍然是免疫細胞發(fā)揮有效抗腫瘤細胞活性的主要障礙,而針對PD-1/PD-L1的“免疫檢查點阻斷”(ICB)療法可通過抑制腫瘤細胞表面PD-L1的表達逆轉CD8+ T和NK細胞的衰竭,從而解除免疫抑制,恢復抗腫瘤免疫。因此,基于磷酯酸鈉鹽含磷樹冠大分子的免疫調節(jié)活性,并聯(lián)合腫瘤ICD和ICB療法有望重塑腫瘤免疫微環(huán)境并產生抗腫瘤免疫記憶效應。
圖1. M-G1-TBPNa@DOX的合成及應用示意圖。
圖2.(A)M-G1-TBPNa和(B)M-G1-TBPNa@DOX的TEM圖;(C)M-G1-TBPN和(D)M-G1-TBPNa@DOX的AFM圖;各材料的水合粒徑(E),電勢(F)及紫外吸收曲線(G);(H)M-G1-TBPNa@DOX在水、PBS以及培養(yǎng)基中的粒徑變化曲線。
圖4.(A)B16細胞與不同材料處理后的PBMCs共孵育的示意圖;不同材料處理下PBMCs中(B-C)NK細胞的比例分析,(D)IFN-γ的含量,(E)穿孔素的表達及(F)顆粒酶B的表達情況分析;B16細胞與不同材料處理后的PBMCs共孵育后,B16細胞的(G)細胞凋亡結果,(H)相關凋亡蛋白的Western blot試驗結果圖及(I)caspase-3的表達情況。對于(B-I):Ⅰ,PBS;Ⅱ,IL-2;Ⅲ,IL-2+M-G1-TBPNa;Ⅳ,IL-2+M-G1-TBPNa@DOX。
圖5.(A)小鼠腫瘤部位CRT的分布;(B-C)淋巴結的樹突細胞熟化情況結果分析圖;血清中(D)IL-6、(E)IL-12p70、(F)TNF-α的表達水平;(G-I)腫瘤部位CD4+和CD8+T細胞的分布情況;(J)CD8+/CD4+ T細胞的比例;(K)腫瘤部位Tregs的表達水平分析;(L)CD8+T細胞與Tregs的比值。
隨后,研究團隊進一步評估了M-G1-TBPNa@DOX+aPD-L1的聯(lián)合療法在體內產生的長期免疫記憶效應,在聯(lián)合治療的基礎上進行了抗腫瘤轉移實驗(圖6A)。研究發(fā)現(xiàn)聯(lián)合治療使小鼠脾臟和淋巴結中的記憶T細胞含量顯著增加(圖6B-F),并且抑制了腫瘤的肺轉移情況(圖6G-I)。
圖6.(A)小鼠體內抗腫瘤轉移實驗示意圖。(B)脾臟部位、(C)淋巴結部位的記憶T細胞比例分析。(D)脾臟部位中央記憶T細胞和(E)效應記憶T細胞比例分析;(F)IFN-γ的表達情況;(G-I)各組小鼠經(jīng)治療后抗腫瘤轉移實驗結果。
簡而言之,該研究設計的M-G1-TBPNa@DOX納米藥物具有以下優(yōu)勢:1)構建的納米藥物膠束顯著提高了DOX的生物利用度并降低了其副作用,DOX介導的化療作用促進了腫瘤細胞凋亡,誘導腫瘤細胞發(fā)生ICD,激活免疫系統(tǒng);2)納米膠束固有的免疫調節(jié)活性促使PBMCs中的NK細胞增殖,通過血液循環(huán)作用被招募到腫瘤部位,協(xié)同其余免疫細胞發(fā)揮抗腫瘤功能;3)M-G1-TBPNa@DOX與aPD-L1的聯(lián)合治療有效產生長期免疫應答并抑制腫瘤轉移。本研究制備的M-G1-TBPNa@DOX為協(xié)同調節(jié)多種免疫細胞以實現(xiàn)增強的抗腫瘤化學免疫治療提供了新思路。
文章鏈接:https://doi.org/10.1002/adma.202208277
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