在临床前模型和人体实验中,益生菌能够在肿瘤微环境(TME)内分泌抗肿瘤或免疫调节剂,因此其具有作为肿瘤治疗生物制剂的重要潜力。然而,目前的益生菌仍缺乏动态响应TME特征的能力,导致其治疗的精准性和疗效有限。虽然通过合成生物学定制可控的益生菌的策略已取得一系列重要进展,但由于工程化过程较为复杂,因此生产制备的可预测性相对较低。有鉴于此,新加坡国立大学陈小元教授、浙江大学毛峥伟教授和清华大学喻国灿教授首次将对pH依赖的类过氧化物酶(POD-like)人工酶作为诱导型“纳米启动子”和“纳米效应子”,并将其用于对临床相关的益生菌进行工程化,以实现对益生菌治疗的可转换型控制。
本文要点:
(1)在最初,纳米酶可作为诱导型“纳米启动子”以产生微量的非致死性活性氧(ROS)应激,进而上调益生菌中的酸性代谢物。
(2)一旦代谢物将TME酸化到一个阈值,该纳米酶就会转换为“纳米效应子”,并产生大量的ROS来对抗癌症。实验结果表明,该方法能够在皮下、原位和结肠炎相关的结直肠癌肿瘤模型中表现出显著的治疗效果。综上所述,这项研究工作有望为在病理环境中实现对益生菌代谢的调节提供一种新的方法。
Fangfang Cao. et al. Engineering Clinically Relevant Probiotics with Switchable “Nano-Promoter” and “Nano-Effector” for Precision Tumor Therapy. Advanced Materials. 2023
DOI: 10.1002/adma.202304257
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202304257