結(jié)直腸癌有前景的治療策略

本研究選擇了對(duì)許多治療甚至免疫檢查點(diǎn)抑制劑都幾乎沒(méi)有反應(yīng)的結(jié)直腸癌作為腫瘤模型。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，PSRNs在循環(huán)中保持納米結(jié)構(gòu)（40 nm），并通過(guò)增強(qiáng)滲透和滯留效應(yīng)在腫瘤中有效聚集。然后，在酸性腫瘤微環(huán)境中，它們被分解成unimer (<10 nm)，促進(jìn)腫瘤穿透和細(xì)胞內(nèi)化。降解CDK4/6的PROTACs在組織蛋白酶b裂解后被釋放到細(xì)胞內(nèi)。重要的是，PSRNs在體外和體內(nèi)均促進(jìn)了靶蛋白的降解。CDK4/6的降解通過(guò)上調(diào)癌細(xì)胞中程序性細(xì)胞死亡配體1 （PD-L1）的表達(dá)和抑制腫瘤微環(huán)境中的調(diào)節(jié)性T細(xì)胞增殖，也增強(qiáng)了免疫檢查點(diǎn)阻斷劑的療效。在CT26腫瘤模型中，聯(lián)合應(yīng)用α-PD-1可獲得較好的抗腫瘤效果。總之，本研究驗(yàn)證了細(xì)胞內(nèi)精確遞送PROTACs的意義，并為結(jié)直腸癌的靶向聯(lián)合治療介紹了一種有前景的治療策略。

背景信息

 01 

蛋白水解靶向嵌合體（PROteolysis TArgeting Chimeras, PROTACs）的出現(xiàn)改變了癌癥治療領(lǐng)域，提供了一種選擇性降解腫瘤相關(guān)蛋白的創(chuàng)新方法。PROTACs是一種利用細(xì)胞泛素-蛋白酶體系統(tǒng)降解蛋白質(zhì)的分子，通常由三種成分組成，包括與感興趣蛋白（POIs）結(jié)合的小分子、E3連接酶配體和連接子。目前正在臨床或臨床前研究中評(píng)估許多候選病毒，包括的ARV-110和ARV-471。與傳統(tǒng)的小分子抑制劑（SMIs）相比，PROTACs具有的優(yōu)勢(shì)，例如催化性質(zhì)、避免耐藥以及能夠靶向之前被歸類為不可藥的蛋白。根據(jù)開(kāi)放訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)PROTAC-DB 2.0，迄今已報(bào)告了超過(guò)3,200個(gè)PROTACs，針對(duì)280個(gè)POIs。然而，由于其固有的局限性，如不理想的藥代動(dòng)力學(xué)特性和不充分的細(xì)胞內(nèi)化，大多數(shù)藥物在臨床開(kāi)發(fā)中受到了限制。因此，獲得更有效的腫瘤遞送和強(qiáng)大的抗腫瘤療效仍然是PROTACs面臨的重大挑戰(zhàn)。

納米技術(shù)已被用于解決PROTACs的遞送問(wèn)題。一個(gè)設(shè)計(jì)良好的用于腫瘤靶向遞送PROTACs的納米遞送系統(tǒng)通常涉及三個(gè)階段：2.從血液循環(huán)聚集到腫瘤部位；3.腫瘤深部浸潤(rùn)；內(nèi)化到腫瘤細(xì)胞和細(xì)胞內(nèi)釋放到作用部位。此外，人們還在進(jìn)一步提高PROTACs的循環(huán)穩(wěn)定性和腫瘤穿透性，以及引入其他治療模式進(jìn)行聯(lián)合治療方面做出了許多努力。例如，研究人員開(kāi)發(fā)了一種聯(lián)合遞送系統(tǒng)（POLY-PROTAC），該系統(tǒng)通過(guò)生物正交反應(yīng)增強(qiáng)了PROTACs的腫瘤穿透。研究人員設(shè)計(jì)了SPNpro，將PROTACs與光熱療法相結(jié)合，有效抑制了腫瘤的發(fā)展。為了大限度地在作用部位暴露PROTAC，似乎有必要設(shè)計(jì)一種合理的遞送系統(tǒng)，以同時(shí)實(shí)現(xiàn)延長(zhǎng)循環(huán)、穿透腫瘤、細(xì)胞內(nèi)化和細(xì)胞內(nèi)釋放PROTAC。然而，目前還沒(méi)有符合所有這些要求的報(bào)告。

PSRNs增強(qiáng)CT26腫瘤對(duì)ICBs的易感性

 02 

由于免疫抑制細(xì)胞（如Treg細(xì)胞）的增加和PD-L1的低豐度，大多數(shù)結(jié)直腸癌患者未能從包括ICBs在內(nèi)的免疫治療中獲益。抑制CDK4/6可增強(qiáng)CT26腫瘤對(duì)ICBs的易感性。

PSRNs增強(qiáng)CT26腫瘤對(duì)ICBs的易感性

首先，研究人員評(píng)估了PSRNs對(duì)CT26腫瘤細(xì)胞PD-L1表達(dá)水平的影響。蛋白質(zhì)免疫印跡分析和流式細(xì)胞術(shù)的結(jié)果顯示，CDK4/6的降解增加了CT26細(xì)胞的PD-L1蛋白水平。腫瘤中Treg細(xì)胞的比例越高，患者的臨床預(yù)后越差。然后，為了在體內(nèi)研究CDK4/6 PROTAC治療后Treg細(xì)胞的抑制情況，研究人員使用了CT26腫瘤小鼠模型。較小的顆粒更容易被T細(xì)胞攝取。與PNRNs相比，由于TME中的解聚作用，PSRNs更容易被Treg細(xì)胞攝取，而且PSRNs被Treg細(xì)胞攝取的比例比CD8+ T細(xì)胞高1.6倍。經(jīng)過(guò)5次在腫瘤內(nèi)注射CDK4/6靶向PROTAC后，研究人員發(fā)現(xiàn)，無(wú)論是在腫瘤還是脾臟中，Treg /CD8+ T細(xì)胞比例都降低，證明了對(duì)免疫抑制性TME的有效調(diào)節(jié)。結(jié)果進(jìn)一步得到了血清中轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β（TGF-β）水平降低的支持。

所有這些數(shù)據(jù)都支持PSRNs可以增強(qiáng)CT26腫瘤對(duì)ICBs的易感性。所有這些都為將CDK4/6 PROTAC療法與α-PD-1免疫療法結(jié)合提供了分子依據(jù)。

基于PSRNs的PROTACs與免疫療法的體內(nèi)抗腫瘤效果

 03

在體外展示PSRNs的蛋白質(zhì)降解效率和細(xì)胞毒性后，研究人員進(jìn)一步研究了pH/cathepsin序列響應(yīng)遞送策略對(duì)體內(nèi)降解和抗腫瘤效果的影響。首先，在CT26腫瘤小鼠中研究了單次靜脈注射后的蛋白質(zhì)降解效率。研究顯示，PSRNs分別比游離PROTAC的CDK4/6降解效果高2.6倍和3.0倍。類似的結(jié)果也得到了CLSM圖像的支持。值得注意的是，PSRNs在體內(nèi)具有延長(zhǎng)的CDK4/6降解效率。

然后，研究人員評(píng)估了PSRNs在BALB/c小鼠體內(nèi)CT26腫瘤異種移植物中的抗腫瘤效果。與自由PROTAC組相比，利用pH/cathepsin B響應(yīng)遞送系統(tǒng)提高了PROTAC的抗腫瘤效果。蛋白質(zhì)免疫印跡分析顯示腫瘤中CDK4/6表達(dá)降低。蘇木精-伊紅（H&E）染色顯示PSRNs治療后腫瘤壞死增加，表明抗腫瘤效果改善。研究人員將PSRNs與ICBs結(jié)合起來(lái)，聯(lián)合治療進(jìn)一步提高了抗腫瘤效果，將中位生存時(shí)間（MST）從22天延長(zhǎng)至26天。治療后的流式細(xì)胞術(shù)分析顯示，聯(lián)合治療組的Treg/CD8+比值降低，GranB+ CD8+ T細(xì)胞群體增加，這表明免疫抑制性TME得到緩解，腫瘤浸潤(rùn)淋巴細(xì)胞數(shù)量增加。此外，血清和腫瘤勻漿中TGF-β水平降低，IFN-γ水平升高進(jìn)一步支持了這一結(jié)論。

總之，PSRNs不僅可以增強(qiáng)PROTAC在腫瘤中的滲透和吸收，從而增強(qiáng)抗腫瘤效果，還可以與免疫療法相結(jié)合，進(jìn)一步拓寬PROTAC的治療途徑，提高其抗腫瘤效果。