超音波駆動バイオミメティックナノシステムは、ソノダイナミック療法、CO療法、インドールアミン2,3-ジオキシゲナーゼ阻害により、腫瘍の成長と転移を抑制する

Ultrasound-Driven Biomimetic Nanosystem Suppresses Tumor Growth and Metastasis through Sonodynamic Therapy, CO Therapy, and Indoleamine 2,3-Dioxygenase Inhibition.

• Da Zhang
• Ziguo Lin
• Youshi Zheng
• Jibin Song
• Juan Li
• Yongyi Zeng
• Xiaolong Liu

抄録

網状内皮系（RES）クリアランスをバイパスし、空間制御性を高め、宿主免疫応答を高めることで、相乗的に腫瘍を標的とした治療目的を達成するためのナノプラットフォームの合理的な設計が強く望まれています。ここでは、腫瘍微小環境における外因性刺激超音波（US）と内因性刺激過酸化水素（HO）に応答して、それぞれ一重項酸素（O）と一酸化炭素（CO）を腫瘍標的に送達するためのバイオミメティックナノシステムを開発しました。マクロファージ膜コーティングの腫瘍ホーミング能力とRES回避能力を利用して、我々の設計したナノシステムは、腫瘍部位での優れた蓄積性と、細胞のアポトーシスとミトコンドリア機能不全を誘導するためのUS/HO生成のOとCOを介して腫瘍の成長を効果的に抑制することを示しています。さらに、我々のナノシステムは、O/CO療法によって腫瘍の免疫原性死を有意に誘導し、その後、腫瘍の再チャレンジに対して効果的に対抗し、肺転移を防止するために、インドールアミン2,3-ジオキシゲナーゼ（IDO）シグナルブロッキングの組み合わせを介して、効果的な免疫応答と長期的な免疫記憶を達成することができます。以上のことから、今回紹介した超音波/CO療法とIDOシグナル阻害をベースとした治療戦略は、将来の臨床応用において、相乗的にがんを治療するための有望な展望を提供するものと考えられる。

The rational design of nanoplatforms to bypass reticuloendothelial system (RES) clearance, enhance spatiotemporal controllability, and boost host immune responses to achieve synergized tumor-targeted therapeutic purpose is highly desired. Herein, a biomimetic nanosystem is developed for tumor-targeted delivery of singlet oxygen (O) and carbon monoxide (CO) in response to exogenous stimulus ultrasound (US) and endogenous stimulus hydrogen peroxide (HO) in tumor microenvironment, respectively. Taking advantages of tumor homing and RES evasion abilities of the macrophage membrane coating, our designed nanosystem shows excellent accumulation at the tumor site and effective suppression of tumor growth through US/HO-generated O and CO to induce cell apoptosis and mitochondrial dysfunction. Furthermore, our nanosystem can induce significant tumor immunogenic death by O/CO therapy, then can achieve effective immune responses and long-term immune memory through the combination of indoleamin 2,3-dioxygenase (IDO) signal blocking to effectively against tumor rechallenge and prevent lung metastasis. Taken together, the here-presented therapeutic strategy based on sonodynamic/CO therapy and IDO signaling inhibition might provide a promising perspective for synergistically treating cancer in future clinical translations.