Recent Advances of Emerging Spleen-Targeting Nanovaccines for Immunotherapy.
antigen presentation
immunotherapy
nanovaccines
spleen
targeting
Journal
Advanced healthcare materials
ISSN: 2192-2659
Titre abrégé: Adv Healthc Mater
Pays: Germany
ID NLM: 101581613
Informations de publication
Date de publication:
09 2023
09 2023
Historique:
revised:
19
05
2023
received:
01
02
2023
medline:
14
9
2023
pubmed:
8
6
2023
entrez:
8
6
2023
Statut:
ppublish
Résumé
Vaccines provide a powerful tool to modulate the immune system for human disease prevention and treatment. Classical vaccines mainly initiate immune responses in the lymph nodes (LNs) after subcutaneous injection. However, some vaccines suffer from inefficient delivery of antigens to LNs, undesired inflammation, and slow immune induction when encountering the rapid proliferation of tumors. Alternatively, the spleen, as the largest secondary lymphoid organ with a high density of antigen-presenting cells (APCs) and lymphocytes, acts as an emerging target organ for vaccinations in the body. Upon intravenous administration, the rationally designed spleen-targeting nanovaccines can be internalized by the APCs in the spleen to induce selective antigen presentation to T and B cells in their specific sub-regions, thereby rapidly boosting durable cellular and humoral immunity. Herein, the recent advances of spleen-targeting nanovaccines for immunotherapy based on the anatomical architectures and functional zones of the spleen, as well as their limitations and perspectives for clinical applications are systematically summarized. The aim is to emphasize the design of innovative nanovaccines for enhanced immunotherapy of intractable diseases in the future.
Identifiants
pubmed: 37289567
doi: 10.1002/adhm.202300351
doi:
Substances chimiques
Antigens
0
Vaccines
0
Cancer Vaccines
0
Types de publication
Journal Article
Review
Research Support, Non-U.S. Gov't
Langues
eng
Sous-ensembles de citation
IM
Pagination
e2300351Informations de copyright
© 2023 Wiley-VCH GmbH.
Références
a) J. L. Excler, M. Saville, S. Berkley, J. H. Kim, Nat. Med. 2021, 27, 591;
b) R. Rappuoli, C. W. Mandl, S. Black, E. De Gregorio, Nat. Rev. Immunol. 2011, 11, 865.
C. T. Celis-Giraldo, J. Lopez-Aban, A. Muro, M. A. Patarroyo, R. Manzano-Roman, Vaccines 2021, 9, 988.
a) P. D. Minor, Virology 2015, 479, 379;
b) G. L. Smith, G. McFadden, Nat. Rev. Immunol. 2002, 2, 521.
a) M. Saxena, S. H. van der Burg, C. J. M. Melief, N. Bhardwaj, Nat. Rev. Cancer 2021, 21, 360;
b) M. S. Larijani, A. Ramezani, S. M. Sadat, Curr. HIV Res. 2019, 17, 75;
c) A. Flemming, Nat. Rev. Immunol. 2021, 21, 72.
Z. Hu, P. A. Ott, C. J. Wu, Nat. Rev. Immunol. 2018, 18, 168.
W. C. Koff, D. R. Burton, P. R. Johnson, B. D. Walker, C. R. King, G. J. Nabel, R. Ahmed, M. K. Bhan, S. A. Plotkin, Science 2013, 340, 1232910.
A. J. Pollard, E. M. Bijker, Nat. Rev. Immunol. 2021, 21, 83.
a) M. M. McNeil, F. DeStefano, J. Allergy Clin. Immunol. 2018, 141, 463;
b) W. S. Lee, A. K. Wheatley, S. J. Kent, B. J. DeKosky, Nat. Microbiol. 2020, 5, 1185.
a) D. R. Burton, Nat. Rev. Immunol. 2019, 19, 77;
b) S. K. Roy, S. Bhattacharjee, Can. J. Microbiol. 2021, 67, 687;
c) E. A. Ashley, A. P. Phyo, C. J. Woodrow, Lancet 2018, 391, 1608.
M. Ghattas, G. Dwivedi, M. Lavertu, M.-G. Alameh, Vaccines 2021, 9, 1490.
E. A. Gosselin, H. B. Eppler, J. S. Bromberg, C. M. Jewell, Nat. Mater. 2018, 17, 484.
S. C. Eisenbarth, Nat. Rev. Immunol. 2019, 19, 89.
R. Dhenni, T. G. Phan, Immunol. Rev. 2020, 296, 62.
N. Yadav, P. Vishwakarma, R. Khatri, G. Siddqui, A. Awasthi, S. Ahmed, S. Samal, Microbes Infect. 2021, 23, 104843.
M. Zhu, Adv. Drug Delivery Rev. 2021, 178, 113966.
C. Hervé, B. Laupèze, G. Del Giudice, A. M. Didierlaurent, F. T. Da Silva, NPJ Vaccines 2019, 4, 39.
H. Jiang, Q. Wang, X. Sun, J. Controlled Release 2017, 267, 47.
A. Schudel, D. M. Francis, S. N. Thomas, Nat. Rev. Mater. 2019, 4, 415.
a) Y. Yin, X. Li, H. Ma, J. Zhang, D. Yu, R. Zhao, S. Yu, G. Nie, H. Wang, Nano Lett. 2021, 21, 2224;
b) C. Liu, X. Liu, X. Xiang, X. Pang, S. Chen, Y. Zhang, E. Ren, L. Zhang, X. Liu, P. Lv, X. Wang, W. Luo, N. Xia, X. Chen, G. Liu, Nat. Nanotechnol. 2022, 17, 531;
c) C. Xu, H. Hong, Y. Lee, K. S. Park, M. Sun, T. Wang, M. E. Aikins, Y. Xu, J. J. Moon, ACS Nano 2020, 14, 13268.
T. Cai, H. Liu, S. Zhang, J. Hu, L. Zhang, J. Nanobiotechnol. 2021, 19, 389.
S. M. Lewis, A. Williams, S. C. Eisenbarth, Sci. Immunol. 2019, 4, eaau6085.
V. Bronte, M. J. Pittet, Immunity 2013, 39, 806.
a) M. Cataldi, C. Vigliotti, T. Mosca, M. Cammarota, D. Capone, Int. J. Mol. Sci. 2017, 18, 1249;
b) R. E. Mebius, G. Kraal, Nat. Rev. Immunol. 2005, 5, 606.
L. X. Zhang, Y. B. Jia, Y. R. Huang, H. N. Liu, X. M. Sun, T. Cai, R. T. Liu, Z. P. Xu, Nano Res. 2021, 14, 1326.
a) T. Shimizu, A. S. A. Lila, Y. Kawaguchi, Y. Shimazaki, Y. Watanabe, Y. Mima, Y. Hashimoto, K. Okuhira, G. Storm, Y. Ishima, T. Ishida, J. Immunol. 2018, 201, 2969;
b) M. K. N. Twilhaar, L. Czentner, J. Grabowska, A. J. Affandi, C. Y. J. Lau, K. Olesek, H. Kalay, C. F. van Nostrum, Y. van Kooyk, G. Storm, J. M. M. den Haan, Pharmaceutics 2020, 12, 1138.
L. M. Casey, K. R. Hughes, M. N. Saunders, S. D. Miller, R. M. Pearson, L. D. Shea, Biomaterials 2022, 283, 121457.
A. B. Jindal, Drug Delivery Transl. Res. 2016, 6, 473.
a) A. Singh, Nat. Nanotechnol. 2021, 16, 16;
b) Z. Meng, Y. Zhang, X. Zhou, J. Ji, Z. Liu, Adv. Drug Delivery Rev. 2022, 182, 114107;
c) W. J. Wang, X. X. Zhou, Y. J. Bian, S. Wang, Q. Chai, Z. Q. Guo, Z. N. Wang, P. Zhu, H. Peng, X. Y. Yan, W. H. Li, Y. X. Fu, M. Z. Zhu, Nat. Nanotechnol. 2020, 15, 406;
d) G. Zhu, L. Mei, H. D. Vishwasrao, O. Jacobson, Z. Wang, Y. Liu, B. C. Yung, X. Fu, A. Jin, G. Niu, Q. Wang, F. Zhang, H. Shroff, X. Chen, Nat. Commun. 2017, 8, 1482;
e) A. V. Kroll, R. H. Fang, Y. Jiang, J. Zhou, X. Wei, C. L. Yu, J. Gao, B. T. Luk, D. Dehaini, W. Gao, L. Zhang, Adv. Mater. 2017, 29, 1703969;
f) J. Zhao, Y. Xu, S. Ma, Y. Wang, Z. Huang, H. Qu, H. Yao, Y. Zhang, G. Wu, L. Huang, W. Song, Z. Tang, X. Chen, Adv. Mater. 2022, 34, 2109254;
g) C. Pan, J. Wu, S. Qing, X. Zhang, L. Zhang, H. Yue, M. Zeng, B. Wang, Z. Yuan, Y. Qiu, H. Ye, D. Wang, X. Liu, P. Sun, B. Liu, E. Feng, X. Gao, L. Zhu, W. Wei, G. Ma, H. Wang, Adv. Mater. 2020, 32, 2002940.
X. Ke, G. P. Howard, H. Tang, B. Cheng, M. T. Saung, J. L. Santos, H.-Q. Mao, Adv. Drug Delivery Rev. 2019, 151, 72.
J. S. Suk, Q. Xu, N. Kim, J. Hanes, L. M. Ensign, Adv. Drug Delivery Rev. 2016, 99, 28.
S. Skarlatos, W. M. Pardridge, J. Drug Targeting 1995, 3, 9.
Z. Zhao, A. Ukidve, J. Kim, S. Mitragotri, Cell 2020, 181, 151.
L. Zhang, X. Sun, Y. Jia, X. Liu, M. Dong, Z. P. Xu, R. Liu, Nano Today 2020, 35, 100923.
K. Kimura, T. Fusano, Y. Tanaka, Okajimas Folia Anat. Jpn. 2001, 78, 187.
A. M. Abdellatif, Microsc. Res. Tech. 2021, 84, 1696.
M. Kashimura, Int. J. Hematol. 2020, 112, 147.
P. Fang, X. Li, J. Dai, L. Cole, J. A. Camacho, Y. Zhang, Y. Ji, J. Wang, X. F. Yang, H. Wang, J. Hematol. Oncol. Pharm. 2018, 11, 97.
M. F. Cesta, Toxicol. Pathol. 2006, 34, 455.
L. Zhao, L. Liu, B. Guo, B. Zhu, Front. Microbiol. 2015, 6, 645.
S. Pillai, A. Cariappa, Nat. Rev. Immunol. 2009, 9, 767.
K. L. Hoek, L. E. Gordy, P. L. Collins, V. V. Parekh, T. M. Aune, S. Joyce, J. W. Thomas, L. Van Kaer, E. Sebzda, Immunity 2010, 33, 254.
A. Chadburn, Semin. Hematol. 2000, 37, 13.
H. B. da Silva, R. Fonseca, R. M. Pereira, A. C. Ados, J. M. Álvarez, M. R. D'Império Lima, Front. Immunol. 2015, 6, 480.
T. I. Arnon, R. M. Horton, I. L. Grigorova, J. G. Cyster, Nature 2013, 493, 684.
A. Cerutti, M. Cols, I. Puga, Nat. Rev. Immunol. 2013, 13, 118.
Y. Y. Hey, H. C. O'Neill, J. Cell. Mol. Med. 2012, 16, 2611.
G. P. Gómez-Pérez, R. van Bruggen, M. P. Grobusch, C. Dobaño, Malar. J. 2014, 13, 335.
B. Steiniger, M. Bette, H. Schwarzbach, J. Histochem. Cytochem. 2011, 59, 639.
L. T. Chen, Science 1978, 201, 157.
S. Sasou, J. Clin. Exp. Hematopathol. 2021, 61, 58.
C. N. Inra, B. O. Zhou, M. Acar, M. M. Murphy, J. Richardson, Z. Zhao, S. J. Morrison, Nature 2015, 527, 466.
D. D. Chaplin, J. Allergy Clin. Immunol. 2010, 125, S3.
E. Uribe-Querol, C. Rosales, Front. Immunol. 2020, 11, 1066.
B. T. Rouse, S. Sehrawat, Nat. Rev. Immunol. 2010, 10, 514.
G. Gasteiger, A. D'Osualdo, D. A. Schubert, A. Weber, E. M. Bruscia, D. Hartl, J. Innate Immun. 2017, 9, 111.
S. Kaur, S. M. Allan, Z. S. Al-Ahmady, J. Controlled Release 2022, 350, 60.
T. H. Hansen, M. Bouvier, Nat. Rev. Immunol. 2009, 9, 503.
D. L. Woodland, J. E. Kohlmeier, Nat. Rev. Immunol. 2009, 9, 153.
N. Pishesha, T. J. Harmand, H. L. Ploegh, Nat. Rev. Immunol. 2022, 22, 751.
N. I. Ho, M. G. M. Camps, E. F. E. de Haas, F. Ossendorp, Eur. J. Immunol. 2018, 48, 1164.
A. R. Mantegazza, J. G. Magalhaes, S. Amigorena, M. S. Marks, Traffic 2013, 14, 135.
K. L. Rock, C. Gramm, L. Rothstein, K. Clark, R. Stein, L. Dick, D. Hwang, A. L. Goldberg, Cell 1994, 78, 761.
J. Neefjes, M. L. Jongsma, P. Paul, O. Bakke, Nat. Rev. Immunol. 2011, 11, 823.
N. M. Edner, G. Carlesso, Nat. Rev. Drug Discovery 2020, 19, 860.
T. V. Moore, M. I. Nishimura, Nat. Rev. Clin. Oncol. 2020, 17, 71.
P. A. Roche, K. Furuta, Nat. Rev. Immunol. 2015, 15, 203.
R. V. Luckheeram, R. Zhou, A. D. Verma, B. Xia, Clin. Dev. Immunol. 2012, 2012, 925135.
F. Annunziato, L. Cosmi, F. Liotta, E. Maggi, S. Romagnani, Immunology 2015, 144, 343.
J. A. Walker, A. N. J. McKenzie, Nat. Rev. Immunol. 2018, 18, 121.
K. Nothelfer, P. J. Sansonetti, A. Phalipon, Nat. Rev. Microbiol. 2015, 13, 173.
P. C. Taylor, A. C. Adams, M. M. Hufford, I. de la Torre, K. Winthrop, R. L. Gottlieb, Nat. Rev. Immunol. 2021, 21, 382.
R. A. Backer, N. Diener, B. E. Clausen, Front. Immunol. 2019, 10, 741.
J. G. Cyster, C. D. C. Allen, Cell 2019, 177, 524.
N. S. De Silva, U. Klein, Nat. Rev. Immunol. 2015, 15, 137.
A. D. Gitlin, Z. Shulman, M. C. Nussenzweig, Nature 2014, 509, 637.
N. B. Pikor, U. Morbe, M. Lutge, C. Gil-Cruz, C. Perez-Shibayama, M. Novkovic, H. W. Cheng, C. Nombela-Arrieta, T. Nagasawa, M. A. Linterman, L. Onder, B. Ludewig, Nat. Immunol. 2020, 21, 649.
R. Nakagawa, D. P. Calado, Front. Immunol. 2021, 12, 661678.
B. A. Heesters, R. C. Myers, M. C. Carroll, Nat. Rev. Immunol. 2014, 14, 495.
J. M. Tas, L. Mesin, G. Pasqual, S. Targ, J. T. Jacobsen, Y. M. Mano, C. S. Chen, J. C. Weill, C. A. Reynaud, E. P. Browne, M. Meyer-Hermann, G. D. Victora, Science 2016, 351, 1048.
M. K. Slifka, R. Antia, J. K. Whitmire, R. Ahmed, Immunity 1998, 8, 363.
M. Akkaya, K. Kwak, S. K. Pierce, Nat. Rev. Immunol. 2020, 20, 229.
H. Dai, Q. Fan, C. Wang, Exploration 2022, 2, 20210157.
E. Blanco, H. Shen, M. Ferrari, Nat. Biotechnol. 2015, 33, 941.
Q. Cheng, T. Wei, L. Farbiak, L. T. Johnson, S. A. Dilliard, D. J. Siegwart, Nat. Nanotechnol. 2020, 15, 313.
J. A. Champion, S. Mitragotri, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2006, 103, 4930.
P. V. Devarajan, A. B. Jindal, R. R. Patil, F. Mulla, R. V. Gaikwad, A. Samad, J. Pharm. Sci. 2010, 99, 2576.
S. M. Moghimi, Adv. Drug Delivery Rev. 1995, 17, 103.
T. J. Merkel, S. W. Jones, K. P. Herlihy, F. R. Kersey, A. R. Shields, M. Napier, J. C. Luft, H. Wu, W. C. Zamboni, A. Z. Wang, J. E. Bear, J. M. DeSimone, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2011, 108, 586.
J. Zhang, M. Saltzman, Chem. Eng. Prog. 2013, 109, 25.
E. Papini, R. Tavano, F. Mancin, Front. Immunol. 2020, 11, 567365.
L. Shi, J. Zhang, M. Zhao, S. Tang, X. Cheng, W. Zhang, W. Li, X. Liu, H. Peng, Q. Wang, Nanoscale 2021, 13, 10748.
T. T. H. Thi, E. H. Pilkington, D. H. Nguyen, J. S. Lee, K. D. Park, N. P. Truong, Polymers 2020, 12, 298.
S. M. Moghimi, H. Hedeman, I. S. Muir, L. Illum, S. S. Davis, Biochim. Biophys. Acta 1993, 1157, 233.
M. T. Peracchia, E. Fattal, D. Desmaële, M. Besnard, J. P. Noël, J. M. Gomis, M. Appel, J. d'Angelo, P. Couvreur, J. Controlled Release 1999, 60, 121.
M. J. Mitchell, M. M. Billingsley, R. M. Haley, Nat. Rev. Drug Discovery 2021, 20, 101.
Y. N. Zhang, W. Poon, A. J. Tavares, I. D. McGilvray, W. C. W. Chan, J. Controlled Release 2016, 240, 332.
D. Docter, D. Westmeier, M. Markiewicz, S. Stolte, S. K. Knauer, R. H. Stauber, Chem. Soc. Rev. 2015, 44, 6094.
L. M. Kranz, M. Diken, H. Haas, S. Kreiter, C. Loquai, K. C. Reuter, M. Meng, D. Fritz, F. Vascotto, H. Hefesha, C. Grunwitz, M. Vormehr, Y. Hüsemann, A. Selmi, A. N. Kuhn, J. Buck, E. Derhovanessian, R. Rae, S. Attig, J. Diekmann, R. A. Jabulowsky, S. Heesch, J. Hassel, P. Langguth, S. Grabbe, C. Huber, Ö. Türeci, U. Sahin, Nature 2016, 534, 396.
T. T. Smith, S. B. Stephan, H. F. Moffett, L. E. McKnight, W. Ji, D. Reiman, E. Bonagofski, M. E. Wohlfahrt, S. P. S. Pillai, M. T. Stephan, Nat. Nanotechnol. 2017, 12, 813.
K. Uehara, T. Harumoto, A. Makino, Y. Koda, J. Iwano, Y. Suzuki, M. Tanigawa, H. Iwai, K. Asano, Nucleic Acids Res. 2022, 50, 4840.
W. Jiang, W. J. Swiggard, C. Heufler, M. Peng, A. Mirza, R. M. Steinman, M. C. Nussenzweig, Nature 1995, 375, 151.
L. Shen, S. Krauthäuser, K. Fischer, D. Hobernik, Y. Abassi, A. Dzionek, A. Nikolaev, N. Voltz, M. Diken, M. Krummen, E. Montermann, I. Tubbe, S. Lorenz, D. Strand, H. Schild, S. Grabbe, M. Bros, Nanomedicine 2016, 11, 2647.
A. D. Waldman, J. M. Fritz, M. J. Lenardo, Nat. Rev. Immunol. 2020, 20, 651.
J. Yang, S. Arya, P. Lung, Q. Lin, J. Huang, Q. Li, Nanoscale 2019, 11, 21782.
F. Baharom, R. A. Ramirez-Valdez, K. K. S. Tobin, H. Yamane, C. A. Dutertre, A. Khalilnezhad, G. V. Reynoso, V. L. Coble, G. M. Lynn, Nat. Immunol. 2021, 22, 41.
X. Han, S. Shen, Q. Fan, G. Chen, E. Archibong, G. Dotti, Z. Liu, Z. Gu, C. Wang, Sci. Adv. 2019, 5, eaaw6870.
Y. Zhai, X. He, Y. Li, R. Han, Y. Ma, P. Gao, Z. Qian, Y. Gu, S. Li, Sci. Adv. 2021, 7, eabi6326.
Y. Dölen, M. Valente, O. Tagit, E. Jäger, E. A. W. Van Dinther, N. K. van Riessen, M. Hruby, U. Gileadi, V. Cerundolo, C. G. Figdor, Oncoimmunology 2020, 9, 1738813.
T. Shute, E. Amiel, N. Alam, J. L. Yates, K. Mohrs, E. Dudley, B. Salas, C. Mesa, A. Serrata, D. Angel, B. K. Vincent, A. Weyers, P. A. Lanthier, E. Vomhof-Dekrey, R. Fromme, M. Laughlin, O. Durham, J. J. Miao, D. Shipp, R. J. Linhardt, K. Nash, E. A. Leadbetter, J. Immunol. 2021, 206, 1806.
Z. X. Jiang, J. C. Liu, J. Guan, H. Wang, T. H. Ding, J. Qian, C. Y. Zhan, Nano Lett. 2021, 21, 4744.
L. Shen, S. Tenzer, W. Storck, D. Hobernik, V. K. Raker, K. Fischer, S. Decker, A. Dzionek, S. Krauthäuser, M. Diken, A. Nikolaev, J. Maxeiner, P. Schuster, C. Kappel, A. Verschoor, H. Schild, S. Grabbe, M. Bros, J. Allergy Clin. Immunol. 2018, 142, 1558.
S. Kimura, I. A. Khalil, Y. H. A. Elewa, H. Harashima, J. Controlled Release 2021, 330, 753.
A. Ukidve, Z. M. Zhao, A. Fehnel, V. Krishnan, D. I. C. Pan, Y. S. Gao, A. Mandal, V. Muzykantov, S. Mitragotri, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2020, 117, 17727.
L. Wang, X. Wang, F. Yang, Y. Liu, L. Meng, Y. Pang, M. Zhang, F. Chen, C. Pan, S. Lin, X. Zhu, K. W. Leong, J. Liu, Nano Today 2021, 40, 101280.
G. A. Roth, V. Picece, B. Ou, W. Luo, B. Pulendran, E. A. Appel, Nat. Rev. Mater. 2022, 7, 174.
J. Grabowska, D. A. Stolk, M. K. N. Twilhaar, M. Ambrosini, G. Storm, H. J. van der Vliet, T. D. de Gruijl, Y. van Kooyk, J. M. M. den Haan, Vaccines 2021, 9, 56.
B. S. Steiniger, Immunology 2015, 145, 334.
J. Lu, X. Gao, S. Wang, Y. He, X. Ma, T. Zhang, X. Liu, Exploration 2023, 3, 20220045.
C. Feng, P. Tan, G. Nie, M. Zhu, Exploration 2023, 3, 20210263.
S. Hua, M. B. C. de Matos, J. M. Metselaar, G. Storm, Front. Pharmacol. 2018, 9, 790.
Y. Min, J. M. Caster, M. J. Eblan, A. Z. Wang, Chem. Rev. 2015, 115, 11147.
C. Peres, A. I. Matos, L. I. F. Moura, R. C. Acúrcio, B. Carreira, S. Pozzi, D. Vaskovich-Koubi, R. Kleiner, R. Satchi-Fainaro, H. F. Florindo, Adv. Drug Delivery Rev. 2021, 172, 148.
L. Pan, L. Zhang, W. Deng, J. Lou, X. Gao, X. Lou, Y. Liu, X. Yao, Y. Sheng, Y. Yan, C. Ni, M. Wang, C. Tian, F. Wang, Z. Qin, J. Controlled Release 2023, 357, 133.
W. Gu, J. An, Y. Li, Y. Yang, S. Wang, H. Shan, S. Li, H. Li, G. Liu, K. Li, Y. Yin, J. Mu, X. Chen, Adv. Mater. 2023, 35, 2301686.
J. Huo, A. Zhang, S. Wang, H. Cheng, D. Fan, R. Huang, Y. Wang, B. Wan, G. Zhang, H. He, J. Nanobiotechnol. 2022, 20, 514.