近日，我院腫瘤中心陳念永教授、郭剛研究員團(tuán)隊(duì)在材料與化學(xué)領(lǐng)域的頂級期刊《Advanced Functional Materials》 （IF:18.5）上發(fā)表題為《Bacteria-Mediated Bismuth-Based Nanoparticles Activate Toll-Like Receptors for Breast Cancer Photothermal Immunotherapy》的論文。團(tuán)隊(duì)研究開發(fā)了一種具有腫瘤靶向特性的細(xì)菌納米馬達(dá) Bif@P Bi-R，
負(fù)載 R848 的鉍基納米粒子（Bi-R NPs）通過多巴胺粘附與厭氧雙歧桿菌結(jié)合。Bif@PBi-R旨在將攜帶R848的鉍基納米粒子（Bi-R NPs）特異性地輸送到腫瘤區(qū)域，以激活抗腫瘤免疫療法。
圖 1. 細(xì)菌介導(dǎo)的鉍基納米顆粒激活Toll樣受體用于乳腺癌光熱免疫治療（Advanced Functional Materials，2024）
免疫治療是一種利用機(jī)體免疫系統(tǒng)消除腫瘤的治療策略，目前已成為癌癥研究的重點(diǎn)，包括免疫檢查點(diǎn)阻斷療法、過繼細(xì)胞免疫治療和免疫佐劑療法在內(nèi)的多種腫瘤免疫治療策略正在快速發(fā)展。Toll樣受體(TLR)激動劑作為免疫佐劑療法的一種，Toll樣受體(TLR7/8)的小分子激動劑是抗原提呈細(xì)胞(APCs)的有效激活劑，可促進(jìn)腫瘤細(xì)胞吞噬作用和細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞(CTLs)的浸潤。因此，TLR7/8激動劑可以誘導(dǎo)先天性和適應(yīng)性免疫反應(yīng)，使其成為腫瘤免疫治療的多功能免疫刺激佐劑。瑞喹莫德(R848)是一種屬于TLR7/8激動劑家族的小分子免疫調(diào)節(jié)劑。然而，這些疏水性小分子TLR7/8激動劑在局部給藥后表現(xiàn)出較差的藥代動力學(xué)特征，導(dǎo)致部位特異性活性喪失。因此，迫切需要有效的藥物遞送系。
本研究將R848負(fù)載到多孔Bi納米顆粒中，以增強(qiáng)疏水性和延長循環(huán)時(shí)間。鉍(Bi)是一種無毒且豐富的金屬材料，在近紅外區(qū)域具有很強(qiáng)的吸收能力和高的光熱轉(zhuǎn)換效率。因此，將光熱療法(PTT)整合到方法中，消除癌細(xì)胞并釋放腫瘤相關(guān)抗原(TAAs)。這些TAAs被呈遞給細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞(CTLs)，激活抗癌免疫治療。由于大多數(shù)納米顆粒主要依賴于增強(qiáng)滲透性和滯留效應(yīng)(EPR)來穿透腫瘤組織，缺乏主動靶向能力，而厭氧細(xì)菌的缺氧趨向性具有可以選擇性地積累在缺氧的腫瘤微環(huán)境的特性，促進(jìn)納米藥物在腫瘤部位的積累，兩者協(xié)同作用可以實(shí)現(xiàn)消除惡性腫瘤的有效治療效果。
圖2. Bif@PBi-R的制備過程和抗腫瘤機(jī)制示意圖
如圖2所示，本研究利用嬰兒雙歧桿菌作為遞送載體，通過將Toll樣受體7/8(R848)的小分子激動劑和光熱劑(鉍納米顆粒，Bi NPs)結(jié)合，構(gòu)建了一種細(xì)菌納米馬達(dá)，命名為Bif@PBi-R。通過多巴胺的粘附，負(fù)載R848的Bi NPs(Bi-R NPs)被結(jié)合到細(xì)菌表面。聚多巴胺(PDA)具有優(yōu)異的生物相容性、高pH敏感性和良好的生理穩(wěn)定性。Bif@PBi-R保持了細(xì)菌的腫瘤靶向特性，并表現(xiàn)出良好的光熱特性。Bif@PBi-R靶向腫瘤的缺氧區(qū)域，將鉍納米顆粒(Bi NPs)遞送到腫瘤部位。在近紅外(NIR)照射下，Bi NPs增強(qiáng)了PTT的效率，并釋放腫瘤相關(guān)抗原(TAA)，激活免疫反應(yīng)。此外，釋放的R848促進(jìn)TLRs的激活，導(dǎo)致APC共刺激分子表達(dá)增加和促炎細(xì)胞因子的分泌，從而增強(qiáng)全身免疫反應(yīng)。這些作用協(xié)同增強(qiáng)抗腫瘤免疫反應(yīng)。此外，Bif@PBi-R誘導(dǎo)長期免疫記憶，從而預(yù)防腫瘤復(fù)發(fā)和轉(zhuǎn)移。這種生物活性藥物遞送系統(tǒng)為抗腫瘤免疫治療和靶向治療提供了一個(gè)新的治療平臺。
我院郭剛研究員、陳念永教授及石河子大學(xué)韓博教授為共同通訊作者，2023 級博士肖蘇蘇、 2024 級博士馮晨倩及 2023 級博士后母敏為共同第一作者。
原文鏈接：https://doi.org/10.1002/adfm.202410113
川公網(wǎng)安備51010702002012
