ACS Nano | 上海药物所构建三元协同纳米粒攻破三阴性乳腺癌的免疫抑制网络

  在肿瘤微环境中,以肿瘤细胞和抑制性免疫细胞为节点构成了复杂的免疫抑制网络,各节点之间的信号传递由细胞因子、趋化因子和代谢产物介导。不同的免疫抑制细胞如髓源抑制细胞(MDSC)、肿瘤相关巨噬细胞(TAM)和调节性T细胞(Treg)之间相互促进,并抑制NK细胞和细胞毒性T细胞的作用。免疫疗法已在临床上用于治疗三阴性乳腺癌,但由于肿瘤免疫抑制微环境的代偿调节和药物的非靶向分布,使免疫疗法的效果仍非常有限。
  基于上述背景,2023年9月10日,中国科学院上海药物研究所李亚平课题组在ACS Nano发表了题为“Breaking tumor immunosuppressive network by regulating multiple nodes with triadic drug delivery nanoparticle”的研究论文。该研究构建了具有级联酸敏感的三元协同纳米粒,其可同时重编程TAM、抑制MDSC和阻断PD-1/PD-L1通路,以TAM、MDSC、CD8+ T细胞为直接调节靶点,利用瘤内免疫网络的串扰实现对NK细胞、树突状细胞和Treg的间接调节,从而全面激活固有和适应性抗肿瘤免疫应答。
三元协同纳米粒BEN调节肿瘤免疫微环境治疗三阴性乳腺癌
  研究人员首先合成了pH敏感的两亲性聚(β-氨基酯)衍生物,并用其构建了共递送MDSC抑制剂恩替诺特(ENT)和PD-1/PD-L1抑制剂BMS-1的胶束(BEM)。随后,将BEM与清道夫受体A(SR-A)的配体硫酸葡聚糖(DXS)通过静电吸附形成复合纳米粒BEN。BEN具有级联酸敏感性,即在pH 7.4时稳定、pH 6.8时DXS外壳脱落、pH 5.5时胶束解离。

BEN具有级联酸敏感性
  研究发现,BEN可以实现有效的CAPIR(循环、蓄积、渗透、摄取、释放)过程。带负电的BEN在体内血液循环中保持稳定,有效延长药物半衰期,并通过被动靶向作用在肿瘤部位蓄积。在肿瘤弱酸性微环境中,DXS从BEN上解离,阻断TAM上的SR-A并诱导其向促炎的M1型分化。暴露出的BEM带正电,有利于瘤内渗透和细胞摄取,在溶酶体的酸性环境中,载体聚合物由两亲性变成亲水性,从而导致BEM解离,释放出BMS-1和ENT以阻断PD-1/PD-L1和抑制MDSC。
  此外,在三种免疫调节药物的协同作用下,BEN重塑了肿瘤免疫微环境,提高瘤内巨噬细胞M1/M2比例、NK细胞数量和CD8+ T细胞数量,下调MDSC和Treg,有效激活固有和适应性抗肿瘤免疫反应,并诱导抗肿瘤免疫记忆,从而抑制肿瘤的生长、转移和复发。
BEN通过调节肿瘤免疫微环境抗肿瘤
  上海药物所博士研究生颜雯璐为第一作者,李亚平研究员、尹琦研究员及临港实验室郎天群博士为本文共同通讯作者。该研究得到了科技部重点研发计划、国家自然科学基金、山东省自然科学基金和上海市“扬帆计划”等项目的资助。张江实验室国家蛋白质科学研究(上海)设施和上海药物所冷冻电镜研究中心也在实验中予以支持。
(供稿部门:药物制剂研究中心;供稿人:尹琦)