Supramolecular Nanovaccines for Melanoma Immunotherapy

doi:10.7503/cjcu20240245

Abstract

Abstract:

As an important part of tumor immunotherapy， nanovaccines eradicate tumor mainly through activating the body’s immune system. However， the immunosuppressive microenvironment can largely reduce the therapeutic effect of nanovaccines in tumor tissues. Therefore， the preparation of nanovaccines that can both reverse the immunosuppressive microenvironment of tumor tissues and activate the antitumor immune response is of great significance for the development of tumor immunotherapy. In this study， the Fe/Shik supramolecular nanostructures were constructed by utilizing the coordination interaction between Fe³⁺ and Shikonin（^{Shik）. Furthermore， OVA/R837@Fe/Shik nanovaccines were prepared by loading ovalbumin（OVA， B16-OVA tumor antigen） and R837 （TLR7 agonist， adjuvant） on the basis of Fe/Shik nanostructures. Thanks to the good colloidal stability and antitumor activity， the nanovaccines can specifically disassemble and release Fe²⁺， Shik， OVA， R837 in the tumor microenvironment， eliciting immunogenic cell death by ferroptosis and necroptosis of tumor cells. The released cell lysates cooperate with OVA and adjuvants to stimulate dendritic cells maturation， promoting the activation and infiltration of cytotoxic T-lymphocytes， repolarization of macrophage， thereby activating the antitumor immune response. The study effectively overcames the inhibitory effect of the immunosuppressive microenvironment of tumor tissues on the nanovaccines， and provide a new strategy for tumor immunotherapy.}

Key words: Nanovaccines, Ferroptosis, Necroptosis, Immunotherapy, Immunogenic cell death

CLC Number:

O625.31

TrendMD:

CUI Yanqi, FENG Wenjie, LIU Yi. Supramolecular Nanovaccines for Melanoma Immunotherapy[J]. Chem. J. Chinese Universities, 2025, 46(1): 20240245.

Figures/Tables 11

References 31

1	Miyata Y.， Murakami N.， Honma Y.， Mori T.， Yoshimoto S.， Kashihara T.， Takemori M.， Nakayama Y.， Itami J.， Ogo E.， Igaki H.， J. Radiat. Res.， 2022， 63（6）， 879—883
2	Guo Y. Y.， Gao F. Y.， Ahmed A.， Rafiq M.， Yu B.， Cong H. L.， Shen Y. Q.， J. Mater. Chem. B， 2023， 11（36）， 8586—8604
3	Kubecek O.， Trojanova P.， Molnarova V.， Kipecky J.， Med. Hypotheses， 2016， 93， 74—76
4	Huang W.， Xu R.， Zhou B.， Lin C.， Guo Y. K.， Xu H. Y.， Guo X.， Front. Cardiovasc. Med.， 2022， 9， 912329
5	Nagaraju G. P.， Malla R. R.， Basha R.， Motofei I. G.， Semin. Cancer Biol.， 2022， 86， 616—621
6	Hu Y.， Li Y.， Yao Z. C.， Huang F. L.， Cai H. Z.， Liu H. Y.， Zhang X. Y.， Zhang J. Y.， Cancers， 2023， 15（3）， 563
7	Tan S. Z.， Li D. P.， Zhu X.， Biomed. Pharmacother.， 2020， 124， 109821
8	Zhao H.， Xu J.， Li Y.， Guan X. X.， Han X.， Xu Y. Y.， Zhou H. T.， Peng R.， Wang J.， Liu Z.， ACS Nano， 2019， 13（11）， 13127—13135
9	Li F.， Ding X. H.， Lv Z. Y.， Li J.， Yang D. Y.， Nano Today， 2024， 54， 102061
10	Lu Z. X.， Zhang Y. W， Wang Y.， Tan G. H.， Huang F. Y.， Cao R.， He N. Y， Zhang L. M.， J. Controlled Release， 2021， 332， 245—259
11	Choi I. K.， Wang Z.， Ke Q.， Hong M.， Paul Jr D. W.， Fernandes S. M.， Hu Z.， Stenvens J.， Guleria I.， Kim H. J.， Cantor H.，
	Wucherpfennig K. W.， Brown J. R.， Ritz J.， Zhang B. C.， Nature， 2021， 590（7844）， 157—162
12	de Gruijl T. D.， van den Eertwegh A. J. M.， Pinedo H. M.， Scheper R. J.， Cancer Immunol. Immun.， 2008， 57（10）， 1569—1577
13	Tan J.， Ding B. B.， Teng B.， Ma P. A.， Lin J.， Adv. Funct. Mater.， 2022， 32（16）， 2111670
14	Zhou B. Q.， Liu J. X.， Lin M. A.， Zhu J. Y.， Chen W. R.， Coord. Chem. Rev.， 2021， 442， 214009
15	Chen D. S.， Mellman I.， Immunity， 2013， 39（1）， 1—10
16	Hubbell J. A.， Thomas S. N.， Swartz M. A.， Nature， 2009， 462（7272）， 449—460
17	Kuai R.， Ochyl L. J.， Bahjat K. S.， Schwendeman A.， Moon J. J.， Nat. Mater.， 2017， 16（4）， 489—496
18	Zheng Y. R.， Zhong Z. Y.， J. Controlled Release， 2022， 347， 308—313
19	Aikins M. E.， Xu C.， Moon J. J.， Acc. Chem. Res.， 2020， 53（10）， 2094—2105
20	Yu L.， Yu M.， Chen W.， Sun S. J.， Huang W. X.， Wang T. Q.， Peng Z. W.， Luo Z. W.， Fang Y. X.， Li Y. J.， Deng Y.， Wu M. Y.， Tao W.， J. Am. Chem. Soc.， 2023， 145， 8375—8388
21	Oh J. M.， Venters C. C.， Di C.， Pinto A. M.， Wan L. L.， Younis I.， Cai Z. Q.， Arai C.， So B. R.， Duan J. Q.， Dreyfuss G.， Nat. Commun.， 2020， 11（1）， 6299
22	Kroemer G.， Galluzzi L.， Kepp O.， Zitvogel L.， Annu. Rev. Immunol.， 2013， 31， 51—72
23	Hu H.， Wu G. X.， Shu Z. Q.， Yu D. D.， Nan N.， Yuan F. Y.， Liu X. Y.， Wang H. Y.， Front. Cell Dev. Biol.， 2020， 8， 595253
24	Lee S. Y.， Ju M. K.， Jeon H. M.， Jeong E. K.， Lee Y. J.， Kim C. H.， Park H. G.， Han S. I.， Kang H. S.， Oxid. Med. Cell. Longevity， 2018， 2018， 3537471
25	Hou S. Q.， Zhang J.， Jiang X.， Yang Y. X.， Shan B.， Zhang M. M.， Liu C.， Yuan J. Y.， Xu D. C.， Mol. Cell， 2024， 84（5）， 938—954
26	Wang R. S.， Liu C. Z.， Lyu C. G.， Sun J. H.， Kang C. Z.， Ma Y.， Wan X. F.， Guo J.， Shi L. Y.， Wang J. Y.， Huang L. Q.， Wang S.， Guo L. P.， Front. Plant Sci.， 2023， 14， 1160571
27	Wen Q. R.， Liu J.， Kang R.， Zhou B. R.， Tang D. L.， Biochem. Biophys. Res. Commun.， 2019， 510（2）， 278—283
28	Liao P.， Wang W. M.， Wang W. C.， Kryczek I.， Li X.， Bian Y. J.， Sell A.， Wei S.， Grove S.， Johnson J. K.， Kennedy P. D.， Gijón M.， Shan Y. M.， Zou W. P.， Cancer Cell， 2022， 40（4）， 365—378
29	Dixon S. J.， Lemberg K. M.， Lamprecht M. R.， Skouta R.， Zaitsev E. M.， Gleason C. E.， Patel D. N.， Bauer A. J.， Cantley A. M.，
	Yang W. S.， Morrison B.， Stockwell B. R.， Cell， 2012， 149（5）， 1060—1072
30	Stockwell B. R.， Angeli J. P. F.， Bayir H.， Bush A. I.， Conrad M.， Dixon S. J.， Fulda S.， Gascón S.， Hatzios S. K.， Kagan V. E.，
	Noel K.， Jiang X. J.， Linkermann A.， Murphy M. E.， Overholtzer M.， Oyagi A.， Pagnussat G. C.， Park J.， Ran Q. T.， Rosenfeld C. S.， Zhang D. D.， Cell， 2017， 171（2）， 273—285
31	Feng W. J.， Shi W. R.， Cui Y. Q.， Xu J. J.， Liu S. W.， Gao H.， Zhu S. J.， Liu Y.， Zhang H.， Theranostics， 2023， 13（15）， 5266—5289