细菌增强的氧化石墨烯纳米颗粒提供三重作用的肿瘤根除

现代癌症治疗已超越传统化疗，包括免疫疗法、放射疗法和光热疗法等靶向治疗方法。氧化石墨烯（GO）以其生物相容性、高光热转换效率和大表面积而闻名，已成为一种有前景的药物输送和基于热的肿瘤破坏材料。然而，由于分散性和大规模生产方面的挑战，其临床应用仍然有限

为了克服这些局限性，日本高级科学技术研究所（JAIST）的Eijiro Miyako教授和他的研究团队开发了一种新型的添加了细菌成分的GO纳米复合材料。该论文于2025年3月21日在线发表在《碳》杂志上

该研究强调了细菌特性如何提高GO在癌症治疗中的有效性。某些细菌由于其两亲性细胞成分而自然刺激免疫反应并增强GO的分散性

利用这一概念，研究人员设计了一种基于GO的纳米复合材料，其中含有痤疮切割杆菌（CA）细菌成分和化疗药物喜树碱（CPT）。这些纳米粒子通过三管齐下的机制根除肿瘤：细菌成分激活免疫系统，CPT提供局部化疗，GO促进光热治疗

“CPT提供局部化疗，GO强化基于热的肿瘤破坏，CA成分激活免疫防御。这些作用共同提供了一种极具前景的癌症治疗，”Miyako博士解释道

纳米复合材料是通过在细胞培养基中超声处理GO、CA细菌成分和CPT的混合物制备的。所得颗粒的平均粒径为53nm，通过细菌涂层稳定，提高了它们的分散性和生物相容性

当注射到患有结直肠癌癌症的小鼠体内时，由于增强的渗透性和滞留效应，纳米颗粒优先在肿瘤中积累，同时保留其他器官。即使没有激光激活，它们也能通过利用化疗和免疫激活的联合作用有效抑制肿瘤生长

为了进一步提高治疗效果，研究人员使用低功率激光（0.8 W）持续5分钟，将肿瘤加热至50°C，足以在不伤害健康组织的情况下摧毁癌症细胞。经过五次激光治疗后，小鼠的肿瘤完全根除，完全康复

使用qPCR的分析证实，包括T细胞、B细胞、中性粒细胞、巨噬细胞和自然杀伤细胞在内的免疫细胞被激活，表明CA成分驱动了强烈的免疫反应

与涉及复杂化学处理的传统GO修饰方法不同，这种基于细菌的方法提供了一种经济高效且可扩展的替代方案。Miyako博士说：“癌症是一种高度进展和复杂的疾病，需要多层面的方法来对抗它。”。“所提出的方法具有成本效益，需要最少的资源，如细菌培养基，并且可以通过简单的一步超声处理过程轻松地进行大规模生产。”

这项研究为增强基于GO-的癌症疗法提供了一种有前景的策略，为开发具有强大抗癌效果的多功能纳米颗粒提供了一个简单而可扩展的方法 More information: Soudamini Chintalapati et al, Hybrid nanoarchitectonics with bacterial component-integrated graphene oxide for cancer photothermo-chemo-immunotherapy, Carbon (2025). DOI: 10.1016/j.carbon.2025.120252

Journal information: Carbon