超声激活的压电Bi@Bi-MOF材料实现了基于STING（刺激性T细胞活化）的免疫疗法，用于治疗植入物相关感染

《Journal of Nanobiotechnology》：Ultrasound-activated piezoelectric Bi@Bi-MOF enables STING-mediated immunotherapy for implant-associated infections

　　

摘要

由于持续的细菌生物膜和极度免疫抑制的微环境的形成，植入物相关感染（IAIs）仍然是一个主要的临床挑战。这些因素共同阻碍了病原体的有效清除，并促进了感染的复发。在这里，我们报道了一种由超声波（US）激活的Bi@Bi-MOF纳米平台，该平台结合了高效的抗生物膜活性和免疫重编程功能，实现了无需依赖抗生素的持久感染控制。在超声波刺激下，Bi@Bi-MOF通过其压电异质结构将机械能转化为局部电机械响应，产生增强的物理化学应力，有效破坏成熟的耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）生物膜。这一过程导致细菌迅速失活，并释放出具有免疫原性的细菌抗原，包括细菌DNA。重要的是，来自破碎细菌的细菌DNA能够被树突状细胞（DCs）有效内化，并进入细胞质区室，从而激活环状GMP–AMP合成酶–干扰素基因刺激因子（cGAS–STING）信号通路。这种依赖于STING的感应机制促进了树突状细胞的成熟、I型干扰素的产生以及抗原的加工和呈递。因此，Bi@Bi-MOF介导的STING激活机制连接了先天免疫和适应性免疫，增强了巨噬细胞的杀菌功能，并驱动了强大的T细胞和B细胞反应。在一种小鼠植入物相关MRSA感染模型中，这种基于免疫学的纳米平台不仅根除了已建立的感染，还建立了长期的免疫记忆，有效防止了细菌的再次感染。总体而言，这项研究展示了一种非抗生素的、由超声波触发的免疫治疗策略，其中压电转换实现了有效的生物膜破坏和抗原释放，从而利用STING信号通路重新编程感染微环境，防止植入物相关感染的复发。

图形摘要

此图像的替代文本可能是通过AI生成的。

由于持续的细菌生物膜和极度免疫抑制的微环境的形成，植入物相关感染（IAIs）仍然是一个主要的临床挑战。这些因素共同阻碍了病原体的有效清除，并促进了感染的复发。在这里，我们报道了一种由超声波（US）激活的Bi@Bi-MOF纳米平台，该平台结合了高效的抗生物膜活性和免疫重编程功能，实现了无需依赖抗生素的持久感染控制。在超声波刺激下，Bi@Bi-MOF通过其压电异质结构将机械能转化为局部电机械响应，产生增强的物理化学应力，有效破坏成熟的耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）生物膜。这一过程导致细菌迅速失活，并释放出具有免疫原性的细菌抗原，包括细菌DNA。重要的是，来自破碎细菌的细菌DNA能够被树突状细胞（DCs）有效内化，并进入细胞质区室，从而激活环状GMP–AMP合成酶–干扰素基因刺激因子（cGAS–STING）信号通路。这种依赖于STING的感应机制促进了树突状细胞的成熟、I型干扰素的产生以及抗原的加工和呈递。因此，Bi@Bi-MOF介导的STING激活机制连接了先天免疫和适应性免疫，增强了巨噬细胞的杀菌功能，并驱动了强大的T细胞和B细胞反应。在一种小鼠植入物相关MRSA感染模型中，这种基于免疫学的纳米平台不仅根除了已建立的感染，还建立了长期的免疫记忆，有效防止了细菌的再次感染。总体而言，这项研究展示了一种非抗生素的、由超声波触发的免疫治疗策略，其中压电转换实现了有效的生物膜破坏和抗原释放，从而利用STING信号通路重新编程感染微环境，防止植入物相关感染的复发。

图形摘要

此图像的替代文本可能是通过AI生成的。