Mitochondria-Targeted HA-Coated Nanosystem for ROS/CO Generation and Metabolic Reprogramming to Enhance Tumoricidal Macrophage Polarization
Polaryzacja makrofagów związanych z nowotworem (tumor-associated macrophages, TAM) jest powiązana z funkcją mitochondriów, ich stabilnością oraz produkcją reaktywnych form tlenu (ROS). Opracowanie nanosystemu ukierunkowanego na mitochondria, o działaniu immunomodulacyjnym wpływającym na repolaryzację TAM, ma kluczowe znaczenie dla immunoterapii ukierunkowanej na makrofagi. W pierwszym etapie koordynowano cyrkon(IV) z tetra(4-karboksyfenylo)porfiryną w celu syntezy PCN-224, który następnie enkapsulował cząsteczkę uwalniającą tlenek węgla CORM-401 w swojej strukturze porowatej (PCN-CORM). Następnie zsyntetyzowano amfifilowy kopolimer zawierający grupy trifenylofosfinowe (TPP), który umożliwił załadunek PCN-CORM poprzez samoorganizację, a całość pokryto kwasem hialuronowym (HA), uzyskując mitochondriotropowy nanosystem (HA@MR@PCN-CORM). Dzięki obecności motywów HA i TPP, system HA@MR@PCN-CORM skutecznie kierował się do mitochondriów TAM poprzez interakcję HA–CD44, a następnie po degradacji powłoki HA odsłaniał grupy TPP, indukując w warunkach naświetlania laserem 660 nm (20 mW cm⁻²) gwałtowny wzrost poziomu reaktywnych form tlenu (ROS) oraz tlenku węgla (CO), przy czym skuteczność zabijania makrofagów typu M2 osiągnęła 66,8% przy stężeniu PCN-224 wynoszącym 15 μg/mL. Ponadto nanosystem HA@MR@PCN-CORM, poprzez wyczerpywanie glutationu (GSH), inhibicję metabolizmu glutaminy oraz reprogramowanie metaboliczne, prowadził do zwiększenia stosunku makrofagów typu M1/M2 z 0,29 do 1,20 oraz do hamowania wzrostu guza in vivo na poziomie 93,4%, przy jednoczesnym zwiększeniu infiltracji limfocytów T CD3⁺/CD4⁺, CD3⁺/CD8⁺ oraz komórek dendrytycznych (DC) w tkance nowotworowej. Opracowany nanosystem stanowi obiecującą strategię selektywnego usuwania i modulacji TAM w immunosupresyjnym mikrośrodowisku guza w terapii przeciwnowotworowej.
Artykuł:
ACS Applied Materials & Interfaces
Autorzy z PW:
Roman Szewczyk, Michał Nowicki
Dyscyplina:
Rok wydania: