提高光疗刺激全身免疫反应治疗癌症的能力

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光治疗是一种安全有效的肿瘤治疗手段,包括光热治疗(PTT)和光动力治疗(PDT)。PTT是利用激光激活光热转换剂,利用高温杀肿瘤细胞,而PDT则是刺激光敏剂产生活性氧(ROS)杀肿瘤细胞。

研究显示了PTT/PDT的联合治疗潜力,但受限于肿瘤内低氧含量,单一治疗往往不足以对肿瘤产生高效、长期的治疗效果。

同时,光疗激发抗癌免疫反应的能力有限,局部免疫刺激难以激活全身抗肿瘤免疫反应,提高光疗激发全身免疫反应的能力尚需进一步研究。

一氧化氮(NO)在人体的生理和病理过程中具有多种功能,它与PDT产生的活性氧(ROS)发生关键相互作用,形成活性氮(RNS)。

这些 RNS 可以通过杀肿瘤细胞来增强缺氧条件下 PDT 的功效,同时也显著影响免疫反应。

本研究表明,RNS 可以抑制免疫抑制细胞,并使肿瘤相关巨噬细胞极化为 M1 样表型。因此,NO/ROS/RNS 级联生成策略在激活全身、长期抗肿瘤免疫反应方面具有巨大潜力。

然而,由于难以精确控制 NO 释放的位置和时间,以及单线态氧的寿命短(通常为 3-6 毫秒)和扩散范围有限(~20 纳米),RNS 的生成受到阻碍。

利用纳米粒子同时运送NO供体和光敏剂,并利用激光照射肿瘤部位同时启动PTT/PDT,可实现NO/ROS/RNS释放的现场级联,可显著提高RNS的产生和抗肿瘤疗效。

一项新研究的作者提出了一种NIR触发激活的活性氮纳米反应器(PBNO-Ce6),它可以同时在现场产生一氧化氮(NO)、活性氧(ROS)和活性氮(RNS),以杀体内肿瘤细胞,增强局部和全身长期抗肿瘤免疫反应,保护组织免受肿瘤的再次攻击。该论文发表在《Opto-Electronic Advances》杂志上。

该纳米反应器以普鲁士蓝纳米粒子(PB)为基础,首先通过在PB的晶体结构中掺杂硝普钠(SNP)作为NO供体,合成出能在激光刺激后释放NO的PBNO纳米粒子,然后将光敏剂Ce6负载在纳米粒子表面介孔上,实现PTT/PDT联合治疗。

释放的NO与光敏剂对RNS产生的ROS结合,大大提高了光动力/光热对肿瘤的治疗效果,并激活了抗肿瘤免疫反应。

证实PBNO-Ce6经激光照射预热,NO与ROS联合作用在体内外的肿瘤杀伤能力较单一药物明显提高,活细胞染色及流式细胞仪检测结果显示,PBNO-Ce6诱导更多的肿瘤细胞凋亡。

更令人感兴趣的是它调节免疫反应激活的能力,与对照 PB-Ce6(负载 Ce6 的普鲁士蓝纳米粒子)相比,PBNO-Ce6 治疗可导致细胞性 T 淋巴细胞显著增加 2.7 倍,调节性 T 细胞减少 62%,这表明它比传统的 PTT/PDT 有显著改善。

PBNO-Ce6 是一种前所未有的 NIR 触发 RNS 纳米反应器,具有协同光动力/光热效应和强大的免疫刺激活性。这种设计策略可用作多功能平台,与免疫检查点抑制剂或化疗相结合,进一步改善恶性肿瘤的预后。

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