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Sequential PDT and PTT Using Dual-Modal Single-Walled Carbon Nanohorns Synergistically Promote Systemic Immune Responses against Tumor Metastasis and Relapse.
Advanced Science ( IF 14.3 ) Pub Date : 2020-07-01 , DOI: 10.1002/advs.202001088 Jingxing Yang 1, 2 , Mengfei Hou 2 , Wenshe Sun 2 , Qinghe Wu 2 , Jia Xu 1 , Liqin Xiong 2 , Yimin Chai 1 , Yuxin Liu 3 , Meihua Yu 4, 5 , Haolu Wang 4, 6, 7 , Zhi Ping Xu 5 , Xiaowen Liang 4, 6, 8 , Chunfu Zhang 1, 2
Advanced Science ( IF 14.3 ) Pub Date : 2020-07-01 , DOI: 10.1002/advs.202001088 Jingxing Yang 1, 2 , Mengfei Hou 2 , Wenshe Sun 2 , Qinghe Wu 2 , Jia Xu 1 , Liqin Xiong 2 , Yimin Chai 1 , Yuxin Liu 3 , Meihua Yu 4, 5 , Haolu Wang 4, 6, 7 , Zhi Ping Xu 5 , Xiaowen Liang 4, 6, 8 , Chunfu Zhang 1, 2
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Immune responses stimulated by photodynamic therapy (PDT) and photothermal therapy (PTT) are a promising strategy for the treatment of advanced cancer. However, the antitumor efficacy by PDT or PTT alone is less potent and unsustainable against cancer metastasis and relapse. In this study, Gd3+ and chlorin e6 loaded single‐walled carbon nanohorns (Gd‐Ce6@SWNHs) are developed, and it is demonstrated that they are a strong immune adjuvant, and have high tumor targeting and penetration efficiency. Then, three in vivo mouse cancer models are established, and it is found that sequential PDT and PTT using Gd‐Ce6@SWNHs synergistically promotes systemic antitumor immune responses, where PTT stimulates dendritic cells (DCs) to secrete IL‐6 and TNF‐α, while PDT triggers upregulation of IFN‐γ and CD80. Moreover, migration of Gd‐Ce6@SWNHs from the targeted tumors to tumor‐draining lymph nodes sustainably activates the DCs to generate a durable immune response, which eventually eliminates the distant metastases without using additional therapeutics. Gd‐Ce6@SWNHs intervened phototherapies also generate durable and long‐term memory immune responses to tolerate and prevent cancer rechallenge. Therefore, this study demonstrates that sequential PDT and PTT using Gd‐Ce6@SWNHs under moderate conditions elicits cooperative and long‐lasting antitumor immune responses, which are promising for the treatment of patients with advanced metastatic cancers.
中文翻译：
使用双模态单壁碳纳米角的顺序 PDT 和 PTT 协同促进针对肿瘤转移和复发的全身免疫反应。
光动力疗法（PDT）和光热疗法（PTT）刺激的免疫反应是治疗晚期癌症的一种有前途的策略。然而，PDT 或单独的 PTT 的抗肿瘤功效较差，并且对癌症转移和复发的作用不可持续。本研究开发了负载Gd 3+和二氢卟酚e6的单壁碳纳米角（Gd-Ce6@SWNHs），并证明它们是一种强免疫佐剂，具有较高的肿瘤靶向性和渗透效率。然后，建立了三种体内小鼠癌症模型，发现使用 Gd-Ce6@SWNHs 的序贯 PDT 和 PTT 协同促进全身抗肿瘤免疫反应，其中 PTT 刺激树突状细胞（DC）分泌 IL-6 和 TNF- α ，而 PDT 会触发 IFN- γ和 CD80 的上调。此外，Gd-Ce6@SWNH从目标肿瘤迁移到肿瘤引流淋巴结可持续激活DC，产生持久的免疫反应，最终消除远处转移，而无需使用额外的治疗方法。 Gd-Ce6@SWNHs 干预光疗还会产生持久且长期的记忆免疫反应，以耐受和预防癌症的再次攻击。因此，本研究表明，在中等条件下使用 Gd-Ce6@SWNHs 进行序贯 PDT 和 PTT 可以引发协同且持久的抗肿瘤免疫反应，这对于治疗晚期转移性癌症患者来说是有希望的。
更新日期：2020-08-19
中文翻译：
使用双模态单壁碳纳米角的顺序 PDT 和 PTT 协同促进针对肿瘤转移和复发的全身免疫反应。
光动力疗法（PDT）和光热疗法（PTT）刺激的免疫反应是治疗晚期癌症的一种有前途的策略。然而，PDT 或单独的 PTT 的抗肿瘤功效较差，并且对癌症转移和复发的作用不可持续。本研究开发了负载Gd 3+和二氢卟酚e6的单壁碳纳米角（Gd-Ce6@SWNHs），并证明它们是一种强免疫佐剂，具有较高的肿瘤靶向性和渗透效率。然后，建立了三种体内小鼠癌症模型，发现使用 Gd-Ce6@SWNHs 的序贯 PDT 和 PTT 协同促进全身抗肿瘤免疫反应，其中 PTT 刺激树突状细胞（DC）分泌 IL-6 和 TNF- α ，而 PDT 会触发 IFN- γ和 CD80 的上调。此外，Gd-Ce6@SWNH从目标肿瘤迁移到肿瘤引流淋巴结可持续激活DC，产生持久的免疫反应，最终消除远处转移，而无需使用额外的治疗方法。 Gd-Ce6@SWNHs 干预光疗还会产生持久且长期的记忆免疫反应，以耐受和预防癌症的再次攻击。因此，本研究表明，在中等条件下使用 Gd-Ce6@SWNHs 进行序贯 PDT 和 PTT 可以引发协同且持久的抗肿瘤免疫反应，这对于治疗晚期转移性癌症患者来说是有希望的。
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