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Hypoxia Reversion by Low-Immunogenic Ultra-Acid-Sensitive Comicelles of Protein–Polymer Conjugates Sensitizes Tumors to Photodynamic Therapy

化学 复归 光动力疗法 缺氧(环境) 结合 癌症研究 生物物理学 生物化学 氧气 有机化学 数学分析 数学 生物 表型 基因
作者
Wenchao Huang,Longshuai Zhang,Jiawei Sun,Yuanzi Sun,Like Gong,Sisi Ge,Yinghao Zheng,Weiping Gao,Xunbin Wei
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
卷期号:146 (11): 7543-7554 被引量:6
标识
DOI:10.1021/jacs.3c13501
摘要

Hypoxia is characteristic of the tumor microenvironment, which is correlated with resistance to photodynamic therapy (PDT), radiotherapy, chemotherapy, and immunotherapy. Catalase is potentially useful to catalyze the conversion of endogenous H2O2 to O2 for hypoxia reversion. However, the efficient delivery of catalase into the hypoxia regions of tumors is a huge challenge. Here, we report the self-assembly of ultra-acid-sensitive polymer conjugates of catalase and albumin into nanomicelles that are responsive to the acidic tumor microenvironment. The immunogenicity of catalase is mitigated by the presence of albumin, which reduces the cross-linking of catalase with B cell receptors, resulting in improved pharmacokinetics. The ultra acid sensitivity of the nanomicelles makes it possible to efficiently escape the lysosomal degradation after endocytosis and permeate into the interior of tumors to reverse hypoxia in vitro and in vivo. In mice bearing triple-negative breast cancer, the nanomicelles loaded with a photosensitizer effectively accumulate and penetrate into the whole tumors to generate a sufficient amount of O2 to reverse hypoxia, leading to enhanced efficacy of PDT without detectable side effects. These findings provide a general strategy of self-assembly to design low-immunogenic ultra-acid-sensitive comicelles of protein–polymer conjugates to reverse tumor hypoxia, which sensitizes tumors to PDT.
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