腫瘤相關微生物群在結直腸癌(CRC)的腫瘤發(fā)生和進展中發(fā)揮著關鍵作用,尤其是具核梭桿菌(Fusobacterium nucleatum),是推動結直腸癌的進展、轉(zhuǎn)移和耐藥性的關鍵病原體,然而,目前的策略(例如使用抗生素)缺乏特異性,會破壞有益的腸道微生物群,且無法直接消滅腫瘤細胞。
近日,復旦大學附屬腫瘤醫(yī)院馬延磊團隊在 Cell 子刊 Cell Biomaterials 上發(fā)表了題為:Biomimetic "Trojan Horse" nanoparticles with biotactic behavior toward tumor-associated bacteria for targeted therapy of colorectal cancer 的研究論文,該論文還被選為當期的封面論文。
該研究開發(fā)了一種仿生"特洛伊木馬"納米顆粒--Mel-SiO2@CCM,這種納米顆??赏瑫r靶向具核梭桿菌和結直腸癌細胞,通過雙重細菌-腫瘤裂解誘導細胞凋亡,并激活腫瘤特異性免疫。
該研究報道了一種仿生"特洛伊木馬"納米顆粒--Mel-SiO2@CCM,這種納米顆粒可同時靶向具核梭桿菌和結直腸癌細胞,通過雙重細菌-腫瘤裂解誘導細胞凋亡,并激活腫瘤特異性免疫。圖像的上部和下部呈對應關系,負載的藥物的"Mel"(蜂毒肽)被巧妙地比作"進攻的士兵",而封裝的結腸直腸細胞膜則被比作"特洛伊木馬"。特洛伊木馬通過靶向識別進入腫瘤細胞和細菌的"城堡"。隨后,"進攻的士兵" Mel 從特洛伊木馬中逃出,有效地殺死了城堡內(nèi)的守衛(wèi)
在這項新研究中,研究團隊開發(fā)了一種仿生"特洛伊木馬"納米顆粒--Mel-SiO2@CCM,其方法是將負載蜂毒肽(Mel)的介孔二氧化硅包裹上結腸直腸癌細胞膜(CCM)。
該設計利用了兩種天然相互作用:1)CCM 上的同型黏附分子用于腫瘤靶向;2)Gal-GalNAc-Fap2 結合實現(xiàn)對具核梭桿菌的選擇性趨化。Mel-SiO2@CCM 展示了雙重功能--精確清除具核梭桿菌、裂解腫瘤細胞,同時避免免疫清除并最 大程度減少脫靶毒性。
在小鼠結直腸癌模型中,這種仿生"特洛伊木馬"納米顆粒抑制了 91% 的腫瘤生長,延長了生存期,并增強了抗原呈遞以激活腫瘤特異性免疫。重要的是,研究團隊通過血液相容性、器官組織學和血清生物標志物分析,進一步證實了該系統(tǒng)的生物安全性。
該研究的核心發(fā)現(xiàn):
通過 Gal-GalNAc 實現(xiàn)的結直腸癌細胞膜(CCM)包被納米顆??赏瑫r靶向具核梭桿菌和腫瘤;
在體外實驗中,Mel-SiO2@CCM 能夠清除 100% 的具核梭桿菌,在體內(nèi)實驗中能抑制 91% 的腫瘤生長;
具核梭桿菌的消除重塑了免疫抑制性腫瘤微環(huán)境;
雙重靶向策略使原位結直腸癌小鼠的存活期延長超過 30 天。
這項研究通過利用病原體與宿主的黏附機制實現(xiàn)精準遞送,從而在抗菌療法和抗癌療法之間架起了橋梁。通過將仿生納米載體與天然靶向基序相結合,推進了"一石二鳥"療法的范式,這種療法能夠同時消除結直腸癌的致病驅(qū)動因素和結直腸癌細胞,這可能會為具核梭桿菌陽性的結直腸癌患者的精準治療帶來啟發(fā)。除了結直腸癌之外,這一策略還為治療其他由病原體相關癌癥或感(其中病原體與腫瘤的相互作用推動了疾病的發(fā)展)提供了藍圖。
論文鏈接:
https://www.cell.com/cell-biomaterials/fulltext/S3050-5623(25)00083-2
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