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澳门大学代云路课题组《Adv. Sci.》:自降解纳米凝胶通过药物再利用策略重塑肿瘤微环境以重新激活CD8⁺ T细胞

老酒高分子 高分子科技
2024-09-08
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CD8+ T细胞因其强大的肿瘤杀伤能力而成为肿瘤免疫学研究的热点。大量证据表明,癌症免疫疗法的成功需要 CD8+ T 细胞的浸润和激活。然而,许多患者无法从当前的癌症免疫疗法中获益,因为免疫抑制性肿瘤微环境 (TME) 导致 CD8+ T 细胞缺乏抗肿瘤免疫反应。因此,恢复免疫抑制性 TME 以重新激活细胞毒性 CD8+ T 细胞的治疗策略可能会增强当前癌症免疫疗法的治疗效果。

近日,澳门大学代云路团队设计了一种肿瘤微环境响应的纳米凝胶(PMI nanogels)。基于药物再利用策略,材料携带了咪喹莫特(Imi)和二甲双胍(Met)作为免疫调节剂,通过激活先天传感通路和靶向免疫抑制因子来重塑 TME,包括1)促进树突状细胞成熟,2)复极化M2样肿瘤相关巨噬细胞,以及 3)下调PD-L1表达。最终,PMI 纳米凝胶重塑了免疫抑制性 TME 并有效促进CD8+ T细胞浸润和活化,证明了其作为一种有效的联合药物,可以用于增强抗 PD-1 抗体的抗肿瘤免疫反应。

 

图1. 自降解 PMI 纳米凝胶重塑免疫抑制 TME 以重新激活细胞毒性CD8+ T细胞用于增强PD-1抗体治疗效果的示意图。


作者首先合成了具有ROS响应的两亲性多酚聚合物(PM)。通过进一步螯合铁离子形成的最终材料,在肿瘤微环境的生理条件下,会因为铁离子产生的类芬顿反应,促使材料发生自降解现象,从而导致携带的药物(Imi)迅速释放在肿瘤微环境中。而Met作为前药,需要通过酸响应进一步释放,从而实现两种药物可以靶向不同的细胞。

 

图2. PMI 纳米凝胶的表征。


在体外实验中,通过激活AMPK-NF-κB通路,PMI 在低浓度Met下有效地下调 PD-L1 表达(图3)和将M2样TAMs重新极化为M1表型(图4)。同时包封的Imi作为TLR-7激动剂也展示了明显的促DCs成熟效果(图4)。

 

图3. PMI纳米凝胶下调肿瘤细胞的PD-L1表达。

 

图4. PMI纳米凝胶在体外促进DCs成熟和巨噬细胞复极化。


在将激活的免疫细胞与肿瘤细胞共同植入构建的肿瘤模型中,根据处理过程,未成熟DCs、M2样巨噬细胞和肿瘤细胞组成PBS组。根据实验结果,PBS组肿瘤生长速度极快,可能与免疫抑制细胞支持肿瘤生长有关。而对于Imi和PM组,单一激活的免疫细胞未能达到与PMI相同的治疗效果。

 

图5. PMI纳米凝胶在联合植入模型中重新激活了细胞毒性CD8+ T细胞。


随后,作者在小鼠原位乳腺癌模型中对PMI的重塑免疫抑制TME效果进行了评估。实验结果表明,对于下调PD-L1的表达,诱导DCs成熟和将M2样巨噬细胞复极化为M1表型,PMI治疗

组的治疗效果优于其他任何单一治疗模式。并且随着免疫抑制的缓解,肿瘤内CD8T细胞的表达也有明显升高。

 

图6.PMI纳米凝胶充分重塑免疫抑制TME以重新激活细胞毒性CD8+ T细胞。


最后,作者假

设与PM

I纳米凝胶的结合将通过在重塑的TME中重新激活细胞毒性CD8+ T细胞

提高P

D-1抗体的治疗效率。通过对小鼠肿瘤部位CD8+ T细胞数量和其表面标志物的表达进行分析,发现单独的PD-1抗体治疗后,肿瘤内的CD8+ T细胞因长期暴露于免疫抑制性TME,被转化为衰竭细胞并损害其功能。而与PMI的联合治疗不仅导致了最显着的CD8+ T细胞浸润,同时像GzmB和Ki67作为激活和增殖的标志物,也表现出最高的表达比例。而为了进一步证明CD8+ T的作用,作者使用了接受相同联合治疗的CD8+ T细胞耗竭小鼠作为对照组。正如预期的那样,CD8+ T细胞的耗竭削弱了抗肿瘤作用,没有表现出显着的肿瘤抑制作用。

 

图7. PMI纳米凝胶通过重新激活细胞毒性CD8+ T细胞来提高PD-1抗体的治疗效率。


原文链接:

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202301661


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