Advanced Materials:调控肿瘤细胞内外乳酸含量以实现协同抗肿瘤代谢治疗和免疫治疗

在肿瘤发展过程中,肿瘤微环境(TME)会促进肿瘤的侵袭,并防止肿瘤遭受外部侵袭。最近,研究人员致力于调控TME来达到一个更好的抗肿瘤效果,其中包括原位产生O2以减少M2巨噬细胞的极化和肿瘤转移,中和肿瘤pH以敏化化疗及抑制TME中过度表达的酶来限制肿瘤转移。然而,由于不断更新的TME成分,彻底的TME逆转仍然难以实现。特别是乳酸,它能通过肿瘤细胞的糖酵解源源不断的产生。据文献报道,乳酸堆积会影响免疫治疗效果,而免疫治疗是近年来非常有前景的肿瘤治疗方法之一。

在肿瘤免疫疗法中,免疫检查点阻断(ICB)治疗取得了很好的临床效果。然而,免疫抑制的TME阻碍了其进一步发展。近年来,研究人员指出,传统治疗所产生的免疫原性死亡效应,以及免疫激动剂或微生物诱导的天然免疫能有效地提高ICB治疗的抗肿瘤效果。然而,传统抗肿瘤治疗引起的免疫系统损伤和激动剂或微生物引起的自身免疫性疾病是不容忽视。

武汉大学生物医用高分子材料教育部重点实验室张先正和合作者设计和构建了一个负载乳酸氧化酶(LOX)和糖酵解抑制剂(3PO),并进一步包被红细胞膜(mRBC)的中空MnO2(HMnO2)纳米系统(PMLR),用于细胞内/外乳酸消耗以及代谢/免疫协同抗肿瘤治疗。得益于mRBC的长循环特性,纳米系统可以通过EPR效应逐渐在肿瘤部位累积。细胞外纳米系统通过LOX催化乳酸的氧化反应,从而消耗TME中的乳酸。同时,细胞内的纳米系统释放糖酵解抑制剂以切断乳酸源,并通过阻断三磷酸腺苷(ATP)的供应来实现抗肿瘤代谢疗法。此外,PMLR纳米系统可以催化内源H2O2的分解产生O2,可以同时用于增敏细胞外和细胞内的过程。该工作发表在Advanced Materials(DOI:10.1002/adma.201904639)期刊上。