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            IVIS視角 | 穿上 “細胞膜吉利服”的納米載體在體內必將威力大增

            發布:珀金埃爾默企業管理(上海)有限公司
            瀏覽次數:289

                  眾所周知,多功能納米載體可以有效識別腫瘤細胞并且在體外具有良好的抗腫瘤效果。但是目光轉向體內,這些納米載體往往在免疫系統的攻擊下集體失靈。因為,人體免疫系統將會感知納米載體的入侵,并且非常努力的把我們精心設計的載體清除掉。一旦納米載體被清除掉,藥物就很難到達目標腫瘤區域,很難實現殺傷腫瘤的效果。因此,納米醫學的一個非常重要的課題就是在不破壞免疫系統的前提下,讓納米載體躲避免疫系統的攻擊。


                  傳統的解決方案我們都是通過在納米載體表面攜帶各種偽裝工具,盡量和免疫細胞捉迷藏,能躲則躲,絕不露面。但是這些載體也很容易迷路, 到達深層腫瘤部位的很少,并且在和免疫系統的斗智斗勇中,還會激發免疫系統產生新的抗體從而加速納米載體的清除,因此很難達到治療的效果。而隨著仿生納米醫學的發展,科學家們可以讓納米載體穿上“吉利服”,不但可以在免疫系統中潛伏下來,還可以大搖大擺的從免疫細胞的眼皮底下蒙混過關,發揮極大功效。這種“吉利服”就是細胞膜提取物,不同種類細胞提取的細胞膜包覆在納米載體表面還可以表現出特殊的功效,像紅細胞膜或者一些免疫細胞膜可以提高納米載體的體內循環時間,腫瘤細胞膜可以特異識別同源腫瘤等。穿上“細胞膜吉利服”之后,納米載體將顯現各方面的優勢和潛力,從而成為近年來多功能納米載體領域的研究熱點之一。

            1、T細胞膜包裹下仿生納米藥物的免疫識別增強

                  通過糖代謝技術,獲取嵌入疊氮基團(N3)的功能化T細胞,并提取功能化T細胞膜包裹在吲哚菁綠/聚合物納米載體表面,構建仿生納米光敏劑。功能化T細胞膜上不但原本的抗原受體可以賦予納米光敏劑識別腫瘤細胞的能力,并且N3基團可以識別腫瘤細胞糖代謝靶點,從而實現納米載體在腫瘤內部的富集,通過小動物光學成像可以清楚的看到T細胞膜包裹下仿生納米藥物在腫瘤部位的靶向作用,從而進一步實現腫瘤的精準可視化治療。

             

            功能化T細胞膜仿生納米顆粒實現特異性的腫瘤靶向和精準光熱治療

            參考文獻:T Cell Membrane Mimicking Nanoparticles with Bioorthogonal Targeting and Immune Recognition for Enhanced Photothermal Therapy.  Advanced Science. 2019: 1900251.

            2、生物學重編程全抗原細胞膜助力納米疫苗的研發

                  將腫瘤細胞和樹突細胞融合細胞的生物學重編程細胞膜包覆在金屬有機化合物表面,構建腫瘤疫苗可以在融合細胞膜表面表達大量免疫刺激分子,從而使得包裹融合細胞膜的納米載體像抗原呈遞細胞一樣直接作用T細胞從而激活免疫反應。通過小動物光學成像,可以看到重編程細胞膜包覆的納米載體在體內長循環到達腫瘤部位的過程。到達腫瘤部位的納米載體還可以被樹突細胞識別,從而誘導樹突細胞成熟,增強免疫效果,最終消除腫瘤,從而拓展腫瘤治療平臺。

             

            生物學重編程細胞膜包裹納米載體的過程以及腫瘤免疫的激活

            參考文獻: Cytomembrane nanovaccines show therapeutic effects by mimicking tumor cells and antigen presenting cells. Nature Communications. 2019, 10(1): 3199.

            3、腫瘤細胞膜包裹的黑磷納米載體拓寬光熱腫瘤免疫治療

                  手術切除的腫瘤組織含有對患者特異性的新抗原,是成為制備個體化腫瘤疫苗最好的材料來源。作者利用細胞膜封裝的方式在二維光熱黑磷量子點(BPQDs)表面包裹腫瘤組織的細胞膜,從而制備具有光熱效應的納米腫瘤疫苗(BPQD-CCNVs),并且把納米腫瘤疫苗和集落刺激因子(GM-CSF)裝入熱敏水凝膠中。皮下注射水凝膠后可以在紅外光的作用下持續釋放納米疫苗以及集落刺激因子,招募并激活DC細胞,從而捕獲腫瘤抗原并激活腫瘤特異性T細胞。同時,尾靜脈注射PD-1抑制劑,阻斷PD-1/PD-L1免疫檢查點通路,增強T細胞抗腫瘤免疫應答效應。通過活體光學成像我們可以對腫瘤進行生物發光標記,從而長期連續監測腫瘤在體內的發展情況。實驗結果表明通過光熱免疫治療可以有效清除實體腫瘤同時抑制術后轉移的復發。

             

            (A)光熱腫瘤免疫實驗設計思路;

            (B)FITC標記的水凝膠在體內的降解情況;

            (C)個性化光熱腫瘤免疫治療可以有效抑制術后實體腫瘤的復發;

            (D)個性化光熱腫瘤免疫治療可以有效抑制術后腫瘤的轉移。

            參考文獻:Surgical Tumor-Derived Personalized Photothermal Vaccine Formulation for Cancer Immunotherapy. ACS nano. 2019, 13(3): 2956-2968.

            珀金埃爾默擁有先進的分子影像技術,其小動物活體成像系統為生物醫學的各種研究領域(包括腫瘤、干細胞、傳染病、炎癥、免疫性疾病、神經疾病、心血管疾病、代謝疾病、基因治療、納米材料、新藥研發、植物學等)提供了完整的成像解決方案

             

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            2019-08-02 16:43:57
            四房播播婷