ACS Nano | 纳米钻石介导的纳米抗体和免疫刺激 RNA 的靶向递送,用于乳腺癌治疗
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详细介绍

阴性乳腺癌(TNBC)是一种具有侵袭性的亚型,缺乏明确的分子靶点,特点是复发和转移率较高。表皮生长因子受体(EGFR)异常激活会促进肿瘤进展和 TNBC 免疫逃避。尽管 EGFR 抑制剂可以暂时抑制肿瘤生长,但代偿性信号传导和治疗耐药性限制了其疗效。需要调节多途径同时增强抗肿瘤免疫的治疗策略,选择性纳米颗粒递送提供了提高效力同时减少非特异性毒性的方法。我们开发了 ND-dsRNA-VHH,一种生物相容性的碳基纳米材料平台,能够协同递送 EGFR 特异性纳米抗体(VHHs)和免疫刺激双链 RNA——多氨酰胺-多胞苷酸(poly(I:C))。优化的 ND 表面化学支持高效的 dsRNA 载荷和稳定的 VHH 结合,产生具有 EGFR 结合特异性和血清稳定性的纳米颗粒。后续研究表明,ND-dsRNA-VHH 诱导细胞凋亡、氧化应激和免疫原性细胞死亡,进而激活树突状细胞。进一步评估显示,ND-dsRNA-VHH 治疗可减少肿瘤生长,延长生存期,增加 T 细胞浸润,并将肿瘤微环境转变为更具促炎性和免疫活性状态。该平台的模块化特性支持配体交换,使其在 EGFR 驱动的恶性肿瘤(如胶质母细胞瘤)中更广泛地应用,凸显了其通过 ICD 诱导和免疫启动相结合提升免疫治疗的潜力。
该研究以题为“Nanodiamond-Mediated Targeted Delivery of Nanobodies and Immunostimulatory RNA for Breast Cancer Therapy”发表在ACS Nano上。

图1.

ND−dsRNA− VHH 纳米偶联物组装及免疫调节机制示意图 (A) ND−dsRNA− VHH 纳米偶联物组装过程。纳米金刚石(NDs)与双链RNA(dsRNA,聚肌胞苷酸)共载,并通过 VHH 纳米抗体表面功能化修饰,实现靶向递送及高效内体摄取。(B) 通过凋亡与免疫调节实现多模式抗肿瘤效应。ND−dsRNA− VHH 复合物经受体介导的内吞作用后,可与细胞内模式识别受体(PRRs)结合,包括TLR3、PKR、MDA5及RIG-I。这些通路的激活可促进肿瘤细胞凋亡、细胞因子分泌及I型干扰素释放。由此产生的炎症微环境驱动先天免疫激活并增强肿瘤免疫原性,最终促进针对异质性肿瘤的先天性与适应性免疫应答激活。

图2.

纳米金刚石与聚(I:C)比例优化:纳米金刚石-聚(I:C)复合物的组装形态、表面电荷及负载效率 (A) 不同纳米金刚石与聚(I:C)质量比下纳米颗粒复合物的透射电子显微镜(TEM)图像。所有样品均采用负染色法,并以50 nm标尺进行成像。随着带负电荷聚(I:C)比例的增加,带正电荷纳米金刚石的共组装程度显著增强,从均匀离散的纳米颗粒(如4:1比例)逐渐转变为极端比例(1:2、1:4)下的聚集结构。反之,聚(I:C)比例不足(如20:1)会阻碍均匀颗粒的形成,这表明需通过优化纳米金刚石与聚(I:C)比例来实现稳定、单分散的纳米金刚石-聚(I:C)复合物体系。(B-E) 不同纳米金刚石与聚(I:C)质量比下复合物的粒径、zeta电位、多分散指数(PDI)及聚(I:C)负载效率。测试指标包括:(B) 流体动力学粒径、(C) zeta电位、(D) PDI及(E) 聚(I:C)负载效率(分别针对单独纳米金刚石与纳米颗粒复合物,质量比范围20:1至1:4)。聚(I:C)比例升高会导致颗粒尺寸增大、zeta电位转为更负值且负载效率降低。4:1比例组表现出最低PDI值(表明高度均一性)同时保持>95%的负载效率,因此被确定为构建稳定高效纳米颗粒复合物的最佳比例。

总结

本研究构建了一种基于纳米金刚石的靶向递送平台(ND-dsRNA-VHH),用于三阴性乳腺癌的免疫联合治疗。该平台通过静电吸附将聚肌胞苷酸与抗EGFR纳米抗体共负载于氨基修饰的纳米金刚石表面,经优化形成粒径约20-30 nm、荷电近中性的稳定纳米复合物。纳米金刚石作为载体不仅实现了核酸药物的高效包载与保护,还通过其独特的质子海绵效应促进溶酶体逃逸,增强胞内递送效率。体外研究表明,该复合物可被EGFR过表达的4T1肿瘤细胞选择性摄取,诱导活性氧升高及免疫原性细胞死亡,表现为钙网蛋白膜转位、HMGB1释放与ATP分泌增加,进而促进树突状细胞成熟与M1型巨噬细胞极化,并激活TLR3下游炎性信号通路。

在原位4T1荷瘤小鼠模型中,瘤内注射该纳米复合物显著抑制肿瘤生长,增加CD8⁺ T细胞浸润,并上调肿瘤组织中PD-L1表达。进一步在术后复发模型中,联合抗PD-L1抗体治疗可将60天生存率提升至60%,并显著抑制肺转移灶形成,且未观察到明显全身毒性。该平台通过将靶向递送与免疫原性细胞死亡诱导相结合,有效重塑肿瘤免疫微环境,为EGFR驱动的实体瘤提供了一种模块化、低毒性的联合免疫治疗新策略。

参考消息:

DOI: 10.1021/acsnano.5c21823



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