深圳市二维材料孔雀团队
【Adv. Sci.】黑磷纳米薄片结合抗体体内富集清除CTCs

       本次文献分享介绍深圳大学张晗教授课题组的研究工作 In Vivo Enrichment and Elimination of Circulating Tumor Cells by Using a Black Phosphorus and Antibody Functionalized Intravenous Catheter。该工作通过在医用导管中修饰肿瘤特异性抗体及黑鳞纳米薄片,探索了体内捕获循环肿瘤细胞并利用光热效应对捕获细胞原位杀伤的可能性。


01背景介绍

       ● 现存CTCs捕获手段主要有依赖于物理性质的ISET、Celsee、OncoQuick和利用免疫亲和的CellSearch、CTC-iChip、Adnatest、NanoVelcro等,仅采集占全血比例0.1-0.2%的5-10mL的血样进行分析,极易造成假阴性。

       ● 体内采集/捕获CTCs设备可与全身血液循环中CTCs接触,可提高捕获概率,并提供原位杀伤CTCs的机会。

       ● 包括光、氧、光敏剂三要素的光动力疗法(PDT)可用于杀伤CTCs,其中黑鳞纳米薄片(BPNSs)因其消光系数大、光热转换效率高、负载能力高(950%)、便于表面功能化、可生物代谢、生物相容性等性质最具临床转化潜力。

02图文解析

       CTCs捕获元件的制备及表征:静脉留置导管外表面修饰抗EpCAM抗体、内部填充BPNS以实现 CTCs在导管表面的富集。后续可对捕获CTCs回收用于下游分析或利用BPNS光热作用原位杀伤。



       Proof of concept:体外验证功能化导管对CTCs的富集与光动力杀伤 

       ●构建闭环回路,312mL/h的高流速下,7.5mL掺有10^5EpCAM+的HepG2或EpCAM-的HeLa细胞的DMEM培养基中,功能化导管对HepG2和Hela的捕获率分别为2.21%和0.175%,该低效率可能是由细胞伪足与导管疏水表面间较弱的相互作用导致的。

       ●将5mg/mL的BPNSs注入导管,808nm激光激发5分钟后对捕获的癌细胞杀伤率达100%。



       体内捕获及杀伤CTCs:

       ●将10^5 HepG2 或 HeLa细胞静脉注射入麻醉后的新西兰兔体内,埋入耳静脉的功能化导管5分钟内对癌细胞捕获效率分别为2.13% 和 0.01%,该低捕获效率也与疏水导管与血液的不充分接触有关。

       ●BPNSs对捕获细胞杀伤率可达100%。



03本文亮点

       ①提出体内原位杀伤CTCs的概念,通过减少血液循环中CTCs个数预防癌症的转移、复发及辅助治疗。

       ②功能化导管价格相对低廉(成本约为7.8美元)、使用便捷、副作用小、生物相容性好,具有临床转化潜力。

来源:生物医学吸附材料研究室,仅用于学术目的。
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