基于细菌的微纳生物机器人在肿瘤诊断和治疗方面显示出了巨大的潜力。在这一领域,细菌基因表达和药物释放应当进行时空控制,以避免药物在健康组织中释放和产生不良毒性。国家纳米科学中心聂广军研究员和赵潇研究员描述了一种交变磁场操纵的肿瘤归巢细菌,其由基因修饰工程大肠杆菌和Fe3O4@lipid纳米复合材料组成。
本文要点
(1)顺磁性Fe3O4纳米颗粒使工程细菌能够接收磁信号并将其转化为热,从而在热敏启动子的控制下启动裂解蛋白的表达。
(2)工程细菌裂解,释放出其在细菌内预表达的抗CD47纳米体。细菌裂解物的强大免疫原性与抗CD47纳米体协同作用,激活先天和适应性免疫反应,不仅对雌性小鼠的原位结肠肿瘤,而且对远端肿瘤产生强大的抗肿瘤作用。
(3)磁性工程细菌还能够实现恒定磁场控制的运动,以增强肿瘤靶向性并提高治疗效果。
Xiaotu Ma, et al. Modular-designed engineered bacteria for precision tumor immunotherapy via spatiotemporal manipulation by magnetic field. Nature Communications. 2023
DOI:10.1038/s41467-023-37225-1