Radiotherapy-Driven Nanoprobes Targeting for Visualizing Tumor Infiltration Dynamics and Inducing Ferroptosis in Myeloid-Derived Suppressor Cells

化学 渗透(HVAC) 髓系细胞 动力学(音乐) 癌症研究 抑制器 髓样 细胞生物学 生物物理学 细胞 生物化学 物理 生物 基因 声学 热力学
作者
Wen Zhu,Xiaju Cheng,Pei Xu,Yuan Gu,Hanye Xu,Jingwei Xu,Yangyun Wang,Leshuai W. Zhang,Yong Wang
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
卷期号:146 (32): 22455-22468 被引量:15
标识
DOI:10.1021/jacs.4c05650
摘要

Myeloid-derived suppressor cells (MDSCs) significantly hinder the immune response to tumor radiotherapy (RT) because of their massive accumulation in tumors after RT, resulting in immunosuppression and poor clinical prognosis. Herein, we developed an anti-PD-L1 antibody-conjugated iron oxide nanoprobe (Fe3O4-αPD-L1) to target and induce ferroptosis in MDSCs, thereby alleviating RT resistance. Overexpression of PD-L1 in MDSCs following RT enables noninvasive in vivo magnetic resonance and positron emission tomography imaging using 89Zr-labeled nanoprobes to track the movement of MDSCs and their infiltration into the tumor. After uptake by MDSCs that infiltrated the tumor, Fe3O4-αPD-L1 nanoprobes were mainly found within the lysosome and triggered the Fenton reaction, resulting in the generation of abundant reactive oxygen species. This process leads to ferroptosis of MDSCs, characterized by lipid peroxidation and mitochondrial dysfunction, and effectively reprograms the immunosuppressive environment within the tumor following RT. This study highlights a strategy for monitoring and regulating the fate of MDSCs to alleviate RT resistance and ultimately achieve improved treatment outcomes.
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