Although anti-PD-1 immunotherapy is widely used to treat melanoma, its efficacy still has to be improved. In this work, we present a therapeutic method that combines immunotherapy and starvation therapy to achieve better antitumor efficacy. We designed the CMSN-GOx method, in which mesoporous silica nanoparticles (MSN) are loaded with glucose oxidase (GOx) and then encapsulate the surfaces of cancer cell membranes to realize starvation therapy. By functionalizing the MSN's biomimetic surfaces, we can synthesize nanoparticles that can escape the host immune system and homologous target. These attributes enable the nanoparticles to have improved cancer targeting ability and enrichment in tumor tissues. Our synthetic CMSN-GOx complex can ablate tumors and induce dendritic cell maturity to stimulate an antitumor immune response. We performed an in vivo analysis of these nanoparticles and determined that our combined therapy CMSN-GOx plus PD-1 exhibits a better antitumor therapeutic effect than therapies using CMSN-GOx or PD-1 alone. Additionally, we used the positron emission tomography imaging to measuring the level of glucose metabolism in tumor tissues, for which we investigate the effect with the cancer therapy in vivo.

Cuproptosis, a newly discovered mechanism of inducing tumor cell death, primarily relies on the intracellular accumulation of copper ions. The utilization of Cu-based nanomaterials to induce cuproptosis holds promising prospects in future biomedical applications. However, the presence of high levels of glutathione (GSH) within tumor cells hinders the efficacy of cuproptosis. In this study, we have developed a BPTES-loaded biomimetic Cu-doped polypyrrole nanoparticles (CuP) nanosystem (PCB) for enhanced cuproptosis and immune modulation. PCB comprises an internal BPTES and CuP core and an external platelet membrane (PM) that facilitates active targeting to tumor sites following intravenous administration. Subsequently, PCB effectively suppresses glutaminase (GLS1) activity, thereby reducing GSH content. Moreover, CuP catalyze intracellular H2O2, amplifying oxidative stress while simultaneously inducing dihydrolipoyl transacetylase (DLAT) oligomerization through released Cu2+, resulting in cuproptosis. PCB not only inhibits primary tumors but also exhibits inhibitory effects on abscopal tumors. This work represents the first instance where GLS inhibition has been employed to enhance cuproptosis and immunotherapy. It also provides valuable insights into further investigations on cuproptosis.

The inhibition of the immune response in the tumor microenvironment by therapy regimens can impede the eradication of tumors, potentially resulting in tumor metastasis. As a non-invasive therapeutic method, radiotherapy is utilized for tumor ablation. In this study, we aimed to improve the therapeutic impact of radiotherapy and trigger an immune response by formulating a benzothiazole sulfinate (BTS)-loaded fusion liposome (BFL) nanoplatform, which was then combined with radiotherapy for anti-cancer treatment. The platelet cell membrane, equipped with distinctive surface receptors, enables BFL to effectively target tumors while evading the immune system and adhering to tumor cells. This facilitates BFL’s engulfment by cancer cells, subsequently releasing BTS within them. Following the release, the BTS produces sulfur dioxide (SO2) for gas therapy, initiating the oxidation of intracellular glutathione (GSH). This process demonstrates efficacy in repairing damage post-radiotherapy, thereby achieving effective radiosensitization. It was revealed that an immune response was triggered following the enhanced radiosensitization facilitated by BFL. This approach facilitated the maturation of dendritic cell (DC) within lymph nodes, leading to an increase in the proportion of T cells in distant tumors. This resulted in significant eradication of primary tumors and inhibition of growth in distant tumors. In summary, the integration of personalized BFL with radiotherapy shows potential in enhancing both tumor immune response and the elimination of tumors, including metastasis.

Cold exposure therapy (CE), as an inexpensive method, has shown great potential in cancer therapy. Exploring the combined anti-tumor mechanism of CE and traditional therapies (such as photodynamic therapy (PDT)) is exciting and promising. Here, a bionic aggregation-induced emission photosensitizer system (named THL) is designed for combined CE to enhance anti-tumor immunotherapy. THL inherits the homologous targeting ability of tumor derived exosomes, promoting the enrichment of THL at the tumor site. Under external illumination, THL generates hydroxyl radicals and superoxide anions through type I PDT. In addition, mice are pretreated with cold exposure, which promotes THL mediated PDT and reactive oxygen species (ROS) generation by reducing the production of ATP and GSH in tumor tissue. This combination therapy increases production of ROS within the tumor, inhibits the growth of distant tumors, recurrent and rechallenged tumors and increases the number of cytotoxic CD8+T cells and memory T cells. Compared to PDT alone, combination therapy shows greater advantages in tumor immunotherapy. The combination therapy strategy provides new ideas for cancer immunotherapy.