Artificial cell: An emerging bioactive material with advanced applications in cancer theranostics

Abstract

Artificial cells have emerged as a class of promising bioactive materials that recapitulate key structural and functional features of natural cells, serving as an effective alternative to address the inherent bottlenecks of conventional biomaterials in biomedical research, particularly in cancer theranostics. Fabricated primarily via bottom-up strategies, these bioactive constructs enable modular assembly of functional biomaterials to build hierarchical systems spanning artificial organelles, diverse artificial cells and prototissues, endowing artificial cells with tuneable mechanical properties, programmable environmental responsiveness and precise targeted delivery capabilities. Unlike traditional cancer diagnostic and therapeutic agents that suffer from poor tumour specificity, rapid systemic clearance and severe off-target effects, artificial cells leverage their biomimetic design to achieve prolonged circulatory retention, precise tumour site accumulation, and controlled release of diagnostic probes and therapeutic payloads. This review systematically explores the major types of artificial cells, modular bottom-up construction methods, and advanced biomimetic behaviours of artificial cell systems. Additionally, it highlights their cutting-edge applications in integrated cancer theranostics, including tumour biomarker sensing, targeted drug delivery, and immunomodulatory therapy. Finally, the review addresses key challenges and future directions to accelerate their clinical translation in oncology.

Keywords

artificial cell / bottom-up method / cancer diagnosis / cancer therapy / theranostics

References

[1] B. Liu, H. Zhou, L. Tan, K. T. H. Siu, X.-Y. Guan, Signal Transduct. Target. Ther. 2024, 9, 175.

[2] A. Zafar, M. J. Khan, J. Abu, A. Naeem, Mol. Biol. Rep. 2024, 51, 219.

[3] L. Bejarano, M. J. C. Jordāo, J. A. Joyce, Cancer Discov. 2021, 11, 933.

[4] P. Zhou, Y. Cao, H. Liu, L. Wang, S. Yu, M. Hegazy, S. Wu, Polymer 2025, 317, 127940.

[5] R. F. Maia, A. S. Vaziri, M.-A. Shahbazi, H. A. Santos, Mater. Today Bio 2025, 32, 101723.

[6] C. Xu, S. Hu, X. Chen, Mater. Today 2016, 19, 516.

[7] W. Jiang, Z. Wu, Z. Gao, M. Wan, M. Zhou, C. Mao, J. Shen, ACS Nano 2022, 16, 15705.

[8] Q. Xu, Z. Zhang, P. P. Y. Lui, L. Lu, X. Li, X. Zhang, Mater. Today Bio 2023, 23, 100877.

[9] K. P. Adamala, M. Dogterom, Y. Elani, P. Schwille, M. Takinoue, T.-Y. D. Tang, Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 2024, 25, 162.

[10] T. M. S. Chang, Biomater. Artif. Cells Artif. Organs 1957, 16, 1.

[11] G. Gregoriadis, N. Engl. J. Med. 1976, 295, 704.

[12] R. A. Schwendener, in Bio-Applications of Nanoparticles (Ed: W. C. W. Chan), Springer, New York, NY 2007, pp. 117–128.

[13] J. W. Szostak, D. P. Bartel, P. L. Luisi, Nature 2001, 409, 387.

[14] S. Jeong, H. T. Nguyen, C. H. Kim, M. N. Ly, K. Shin, Adv. Funct. Mater. 2020, 30, 1907182.

[15] A. Pohorille, D. Deamer, Trends Biotechnol. 2002, 20, 123.

[16] W. Sato, T. Zajkowski, F. Moser, K. P. Adamala, WIREs Nanomed. Nanobiotechnol. 2022, 14, e1761.

[17] X. Yu, L. Zhou, G. Wang, L. Wang, H. Dou, Macromol. Rapid Commun. 2022, 43, 2270043.

[18] X. Zhang, C. Li, B. Yang, W. Wang, J. Zhao, W. Zhao, M. Dong, X. Han, Adv. Funct. Mater. 2024, 34, 2405823.

[19] H. Peng, M. Zhao, X. Liu, T. Tong, W. Zhang, C. Gong, R. Chowdhury, Q. Wang, Chem. Rev. 2024, 124, 13178.

[20] C. Guindani, L. C. da Silva, S. Cao, T. Ivanov, K. Landfester, Angew. Chem. Int. Ed. 2022, 61, e202110855.

[21] P. Schwille, J. Spatz, K. Landfester, E. Bodenschatz, S. Herminghaus, V. Sourjik, T. J. Erb, P. Bastiaens, R. Lipowsky, A. Hyman, P. Dabrock, J.-C. Baret, T. Vidakovic-Koch, P. Bieling, R. Dimova, H. Mutschler, T. Robinson, T.-Y. D. Tang, S. Wegner, K. Sundmacher, Angew. Chem. Int. Ed. 2018, 57, 13382.

[22] D. M. Miller, J. M. Gulbis, Life 2015, 5, 1019.

[23] R. Gil, B. Sabater-Muñoz, A. Latorre, F. J. Silva, A. Moya, Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2002, 99, 4454.

[24] S. T. Browning, M. L. Shuler, Biotechnol. Bioeng. 2001, 76, 187.

[25] J. Cello, A. V. Paul, E. Wimmer, Science 2002, 297, 1016.

[26] S. Rasmussen, L. Chen, M. Nilsson, S. Abe, Artif. Life 2003, 9, 269.

[27] V. Noireaux, Y. T. Maeda, A. Libchaber, Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2011, 108, 3473.

[28] S. Mann, Acc. Chem. Res. 2012, 45, 2131.

[29] S. E. Emam, N. E. Elsadek, T. Shimizu, T. Ishida, in Liposomes: Methods and Protocols (Eds: G. G. M. D’Souza, H. Zhang), Springer US, New York, NY 2023, pp. 159–172.

[30] Q. Li, Z. Shi, M. Ou, Z. Li, M. Luo, M. Wu, X. Dong, L. Lu, F. Lv, F. Zhang, L. Mei, J. Control. Release 2022, 352, 450.

[31] L. Zhang, H. Liu, H. Xu, M. Wang, H. Liu, W. Li, C. Zhang, W. Han, J. Chen, Y. Zhang, J. Am. Chem. Soc. 2025, 147, 23339.

[32] S. Zhang, R. Zhang, X. Yan, K. Fan, Small 2022, 18, 2202294.

[33] Z.-G. Qian, S.-C. Huang, X.-X. Xia, Nat. Chem. Biol. 2022, 18, 1330.

[34] W. Kang, Z. Wu, X. Huang, H. Qi, J. Wu, J. Wang, J. Li, S. Wu, B.-H. Kang, B. Li, J. Ma, C. Xue, Nat. Commun. 2025, 16, 6959.

[35] S. Cao, T. Ivanov, J. Heuer, C. T. J. Ferguson, K. Landfester, L. Caire da Silva, Nat. Commun. 2024, 15, 39.

[36] J. Liu, F. Zhorabek, X. Dai, J. Huang, Y. Chau, ACS Cent. Sci. 2022, 8, 493.

[37] J. Gaitzsch, X. Huang, B. Voit, Chem. Rev. 2016, 116, 1053.

[38] M. Godoy-Gallardo, C. Labay, V. D. Trikalitis, P. J. Kempen, J. B. Larsen, T. L. Andresen, L. Hosta-Rigau, ACS Appl. Mater. Interfaces 2017, 9, 15907.

[39] D.-W. Zheng, L. Xu, C.-X. Li, X. Dong, P. Pan, Q.-L. Zhang, B. Li, X. Zeng, X.-Z. Zhang, Adv. Mater. 2018, 30, 1805038.

[40] S. Yang, W. Youn, H. B. Rheem, S. Y. Han, N. Kim, S. Han, P. Schattling, B. Städler, I. S. Choi, Angew. Chem. Int. Ed. 2025, 64, e202415823.

[41] H. Bayley, I. Cazimoglu, C. E. G. Hoskin, Emerg. Top. Life Sci. 2019, 3, 615.

[42] Z. Liu, L. Liu, R. Huang, F.-J. Xu, N. Zhao, Y. Lin, Adv. Healthcare Mater. 2025, 14, 2500376.

[43] M. Naz, V. Mukwaya, S. Yang, S. Xiong, J. S. Cruz, X. Yu, Z. Tian, H. Dou, Adv. Funct. Mater. 2024, 34, 2405781.

[44] A. Dupin, F. C. Simmel, Nat. Chem. 2019, 11, 32.

[45] Y. Ji, Y. Lin, Y. Qiao, J. Am. Chem. Soc. 2023, 145, 12576.

[46] P. Gobbo, A. J. Patil, M. Li, R. Harniman, W. H. Briscoe, S. Mann, Nat. Mater. 2018, 17, 1145.

[47] X. Zhang, C. Li, F. Liu, W. Mu, Y. Ren, B. Yang, X. Han, Nat. Commun. 2022, 13, 2148.

[48] N. Piernitzki, N. Gao, G. Gasparoni, J. Schulze-Hentrich, M. Dustin, B. Győrffy, S. Mann, O. Staufer, Nat. Commun. 2025, 16, 11073.

[49] J. Shi, P. W. Kantoff, R. Wooster, O. C. Farokhzad, Nat. Rev. Cancer 2017, 17, 20.

[50] T. Harimoto, W.-H. Jung, D. J. Mooney, Nat. Rev. Mater. 2025, 10, 191.

[51] S. W. Linderman, L. DeRidder, L. Sanjurjo, M. B. Foote, M. J. Alonso, A. R. Kirtane, R. Langer, G. Traverso, Nat. Rev. Clin. Oncol. 2025, 22, 262.

[52] Z. Jing, Q. Du, X. Zhang, Y. Zhang, Chem. Eng. J. 2022, 446, 137147.

[53] V. P. Torchilin, Nat. Rev. Drug Discov. 2005, 4, 145.

[54] J. J. Green, J. H. Elisseeff, Nature 2016, 540, 386.

[55] R. H. Fang, W. Gao, L. Zhang, Nat. Rev. Clin. Oncol. 2023, 20, 33.

[56] J. C. Sunshine, K. Perica, J. P. Schneck, J. J. Green, Biomaterials 2014, 35, 269.

[57] S. Yuan, D. Hu, D. Gao, C. J. Butch, Y. Wang, H. Zheng, Z. Sheng, J. Nanobiotechnol. 2025, 23, 493.

[58] Y. Zhang, Y. Chen, X. Yang, X. He, M. Li, S. Liu, K. Wang, J. Liu, S. Mann, J. Am. Chem. Soc. 2021, 143, 2866.

[59] Q. Qu, X. Zhang, A. Yang, J. Wang, W. Cheng, A. Zhou, Y. Deng, R. Xiong, C. Huang, J. Colloid Interface Sci. 2022, 626, 768.

[60] Q. Lv, L. Cheng, Y. Lu, X. Zhang, Y. Wang, J. Deng, J. Zhou, B. Liu, J. Liu, Adv. Sci. 2020, 7, 2000515.

[61] T. Trantidou, M. Friddin, Y. Elani, N. J. Brooks, R. V. Law, J. M. Seddon, O. Ces, ACS Nano 2017, 11, 6549.

[62] Z.-H. Luo, C. Chen, Q.-H. Zhao, N.-N. Deng, Sci. Adv. 2024, 10, eadj4047.

[63] A. Belluati, S. Thamboo, A. Najer, V. Maffeis, C. von Planta, I. Craciun, C. G. Palivan, W. Meier, Adv. Funct. Mater. 2020, 30, 2002949.

[64] L. Jiang, Y. Zeng, H. Li, Z. Lin, H. Liu, J. J. Richardson, Z. Gao, D. Wu, L. Liu, F. Caruso, J. Zhou, J. Am. Chem. Soc. 2023, 145, 24108.

[65] S. Koga, D. S. Williams, A. W. Perriman, S. Mann, Nat. Chem. 2011, 3, 720.

[66] X. Zhang, X. Shao, Z. Cai, X. Yan, W. Zong, New J. Chem. 2021, 45, 3364.

[67] V. Mukwaya, S. Mann, H. Dou, Commun. Chem. 2021, 4, 161.

[68] X. Yu, V. Mukwaya, S. Mann, H. Dou, Small Methods 2023, 7, 2300231.

[69] J. P. Reeves, R. M. Dowben, J. Cell. Physiol. 1969, 73, 49.

[70] K. S. Nair, H. Bajaj, Adv. Colloid Interface Sci. 2023, 318, 102935.

[71] A. Belluati, S. Jimaja, R. J. Chadwick, C. Glynn, M. Chami, D. Happel, C. Guo, H. Kolmar, N. Bruns, Nat. Chem. 2024, 16, 564.

[72] M. P. Tran, T. Chakraborty, E. Poppleton, L. Monari, M. Illig, F. Giessler, K. Göpfrich, Nat. Nanotechnol. 2025, 20, 664.

[73] V. Noireaux, A. Libchaber, Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2004, 101, 17669.

[74] S. Hossainy, S. Kang, J. E. Gómez Medellín, A. T. Alpar, K. C. Refvik, Y. Y. Ma, I. Vuong, K. Chang, T. Wang, A. Solanki, S. J. Rowan, J. A. Hubbell, Nat. Biomed. Eng. 2026, 10, 427.

[75] C. P. Pilkington, I. Gispert, S. Y. Chui, J. M. Seddon, Y. Elani, Nat. Chem. 2024, 16, 1612.

[76] Y. Lu, G. Allegri, J. Huskens, Mater. Horiz. 2022, 9, 892.

[77] D. E. Discher, A. Eisenberg, Science 2002, 297, 967.

[78] V. Mukwaya, P. Zhang, H. Guo, A. Y. Dang-i, Q. Hu, M. Li, S. Mann, H. Dou, ACS Nano 2020, 14, 7899.

[79] C. G. Palivan, R. Goers, A. Najer, X. Zhang, A. Car, W. Meier, Chem. Soc. Rev. 2016, 45, 377.

[80] X. Yu, V. Mukwaya, L. Wang, W. Zhao, S. Mann, H. Dou, Nat. Commun. 2025, 16, 8582.

[81] J. You, Y. Qian, S. Xiong, P. Zhang, V. Mukwaya, Y. Levi-Kalisman, U. Raviv, H. Dou, Chem. Eur J. 2024, 30, e202401435.

[82] R. Tamate, T. Ueki, R. Yoshida, Adv. Mater. 2015, 27, 837.

[83] H. Gumz, S. Boye, B. Iyisan, V. Krönert, P. Formanek, B. Voit, A. Lederer, D. Appelhans, Adv. Sci. 2019, 6, 1801299.

[84] X. Wang, X. Liu, X. Huang, Adv. Mater. 2020, 32, 2001436.

[85] H. Dou, M. Li, Y. Qiao, R. Harniman, X. Li, C. E. Boott, S. Mann, I. Manners, Nat. Commun. 2017, 8, 426.

[86] X. Liu, P. Zhou, Y. Huang, M. Li, X. Huang, S. Mann, Angew. Chem. Int. Ed. 2016, 55, 7095.

[87] S. F. Banani, H. O. Lee, A. A. Hyman, M. K. Rosen, Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 2017, 18, 285.

[88] K. K. Nakashima, M. A. Vibhute, E. Spruijt, Front. Mol. Biosci. 2019, 6, 21.

[89] S. Alberti, A. Gladfelter, T. Mittag, Cell 2019, 176, 419.

[90] M. Naz, L. Zhang, C. Chen, S. Yang, H. Dou, S. Mann, J. Li, Commun. Chem. 2024, 7, 79.

[91] M. Abbas, W. P. Lipiński, J. Wang, E. Spruijt, Chem. Soc. Rev. 2021, 50, 3690.

[92] P. Wen, H. Huang, R. Zhang, H. Zheng, T. Liang, C. Zhuang, Q. Wu, J. Wang, F. Liu, K. Zhang, W. Wu, K. He, F. Liu, H. Li, Z. Gu, Nat. Chem. 2025, 17, 279.

[93] D. Tang, J. Zhu, H. Wang, N. Chen, H. Wang, Y. Huang, L. Jiang, Nat. Chem. 2025, 17, 911.

[94] V. Mukwaya, X. Yu, S. Yang, S. Mann, H. Dou, Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2025, 122, e2419507122.

[95] Y. Ji, Y. Lin, Y. Qiao, Nat. Chem. 2025, 17, 986.

[96] Z. Xu, T. Hueckel, W. T. M. Irvine, S. Sacanna, Nature 2021, 597, 220.

[97] M. Wei, Y. Lin, Y. Qiao, Giant 2023, 13, 100143.

[98] M. Li, D. C. Green, J. L. R. Anderson, B. P. Binks, S. Mann, Chem. Sci. 2011, 2, 1739.

[99] H. Wu, X. Du, X. Meng, D. Qiu, Y. Qiao, Nat. Commun. 2021, 12, 6113.

[100] M. Li, R. L. Harbron, J. V. M. Weaver, B. P. Binks, S. Mann, Nat. Chem. 2013, 5, 529.

[101] S. Sun, M. Li, F. Dong, S. Wang, L. Tian, S. Mann, Small 2016, 12, 1920.

[102] E. Rideau, R. Dimova, P. Schwille, F. R. Wurm, K. Landfester, Chem. Soc. Rev. 2018, 47, 8572.

[103] A. F. Mason, P. Thordarson, J. Polym. Sci. Polym. Chem. 2017, 55, 3817.

[104] E. Sezgin, BBA Biomembr. 2022, 1864, 183857.

[105] Y. Li, S. Liu, W. Xu, K. Wang, F. He, J. Liu, Sens. Diagn. 2023, 2, 806.

[106] X. Liu, Y. Xiong, C. Zhang, R. Lai, H. Liu, R. Peng, T. Fu, Q. Liu, X. Fang, S. Mann, W. Tan, J. Am. Chem. Soc. 2021, 143, 11036.

[107] Q. Liu, C. Bi, J. Li, X. Liu, R. Peng, C. Jin, Y. Sun, Y. Lyu, H. Liu, H. Wang, C. Luo, W. Tan, Research 2019, 2019, 6523970.

[108] S. Pautot, B. J. Frisken, D. A. Weitz, Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2003, 100, 10718.

[109] K. Nishimura, H. Suzuki, T. Toyota, T. Yomo, J. Colloid Interface Sci. 2012, 376, 119.

[110] N.-N. Deng, M. Yelleswarapu, W. T. S. Huck, J. Am. Chem. Soc. 2016, 138, 7584.

[111] X. Huang, M. Li, D. C. Green, D. S. Williams, A. J. Patil, S. Mann, Nat. Commun. 2013, 4, 2239.

[112] H. D. Uzun, Z. Tiris, M. Czarnetzki, R. L. López-Marqués, T. Günther Pomorski, Eur. Phys. J. Spec. Top. 2024, 233, 2931.

[113] G. Tsuji, T. Sunami, N. Ichihashi, J. Biosci. Bioeng. 2018, 126, 540.

[114] Y. Elani, A. Gee, R. V. Law, O. Ces, Chem. Sci. 2013, 4, 3332.

[115] A. Moga, N. Yandrapalli, R. Dimova, T. Robinson, Chembiochem 2019, 20, 2674.

[116] S. Deshpande, Y. Caspi, A. E. C. Meijering, C. Dekker, Nat. Commun. 2016, 7, 10447.

[117] S. Deshpande, C. Dekker, Nat. Protoc. 2018, 13, 856.

[118] M.-K. Park, S. Jun, I. Kim, S.-M. Jin, J.-G. Kim, T. J. Shin, E. Lee, Adv. Funct. Mater. 2015, 25, 4570.

[119] J. Liu, Z. Guo, K. Liang, Adv. Funct. Mater. 2019, 29, 1905321.

[120] A. Perro, N. Coudon, J.-P. Chapel, N. Martin, L. Béven, J.-P. Douliez, J. Colloid Interface Sci. 2022, 613, 681.

[121] M. Kim, S. J. Yeo, C. B. Highley, J. A. Burdick, P. J. Yoo, J. Doh, D. Lee, ACS Nano 2015, 9, 8269.

[122] V. Mukwaya, P. Zhang, L. Liu, A. Y. Dang-i, M. Li, S. Mann, H. Dou, Cell Rep. Phys. Sci. 2021, 2, 100291.

[123] D. Volodkin, Adv. Colloid Interface Sci. 2014, 207, 306.

[124] A. A. Antipov, G. B. Sukhorukov, Adv. Colloid Interface Sci. 2004, 111, 49.

[125] B. Jiang, M. Mu, Y. Zhou, J. Zhang, W. Li, Small 2024, 20, 2311897.

[126] C. Yang, H. Wu, X. Yang, J. Shi, X. Wang, S. Zhang, Z. Jiang, ACS Appl. Mater. Interfaces 2015, 7, 9178.

[127] S. Beyer, J. Bai, A. M. Blocki, C. Kantak, Q. Xue, M. Raghunath, D. Trau, Soft Matter 2012, 8, 2760.

[128] S. D. Hann, T. H. R. Niepa, K. J. Stebe, D. Lee, ACS Appl. Mater. Interfaces 2016, 8, 25603.

[129] Q. Li, X. Wang, S. Ma, Y. Zhang, X. Han, Colloids Surf. B Biointerfaces 2016, 147, 368.

[130] D. S. Dimitrov, M. I. Angelova, J. Electroanal. Chem. 1988, 253, 323.

[131] C. Zhu, Q. Li, M. Dong, X. Han, Anal. Chem. 2018, 90, 14363.

[132] Y. J. Kang, H. S. Wostein, S. Majd, Adv. Mater. 2013, 25, 6834.

[133] C. P. Brangwynne, C. R. Eckmann, D. S. Courson, A. Rybarska, C. Hoege, J. Gharakhani, F. Jülicher, A. A. Hyman, Science 2009, 324, 1729.

[134] N.-N. Deng, W. T. S. Huck, Angew. Chem. Int. Ed. 2017, 56, 9736.

[135] Z. Liu, Y. Wang, W. Pei, Y.-X. Huo, Y. Lu, Bioact. Mater. 2026, 59, 697.

[136] P. De Dios Andres, S. Pendlmayr, N. Gal, C. Abild Meyer, C. Ryberg, O. Vestrheim, N. A. Kalacas, F. Demir, M. M. Rinschen, K. Haupt, R. P. Mookerjee, B. Städler, Adv. Funct. Mater. 2025, 35, 2424504.

[137] W. Xu, Y. Wu, Y. Xu, X. Cai, W. Gu, C. Zhu, Angew. Chem. Int. Ed. 2023, 62, e202308827.

[138] L. Liu, Q. Zhang, C. Wang, H. Guo, V. Mukwaya, R. Chen, Y. Xu, X. Wei, X. Chen, S. Zhang, M. Zhou, H. Dou, ACS Nano 2023, 17, 19372.

[139] M. Xiao, X. Wang, Q. Yao, L. Li, C. Fan, H. Pei, Chem 2024, 10, 3634.

[140] Q. Yuan, D. Mao, X. Tang, C. Liu, R. Zhang, J. Deng, X. Zhu, W. Li, Q. Man, F. Sun, Biosens. Bioelectron. 2023, 237, 115502.

[141] X. Tang, T. Chen, Y. Ma, C. Mao, S. Hu, R. Zhang, Y. Yan, Q. Pan, C. Feng, X. Zhu, Anal. Chem. 2024, 96, 331.

[142] H. Chen, D. Zheng, W. Pan, X. Li, B. Lv, W. Gu, J. O. Machuki, J. Chen, W. Liang, K. Qin, J. Greven, F. Hildebrand, Z. Yu, X. Zhang, K. Guo, ACS Appl. Mater. Interfaces 2021, 13, 19710.

[143] X. Zhang, S. He, B. Ding, C. Qu, Q. Zhang, H. Chen, Y. Sun, H. Fang, Y. Long, R. Zhang, X. Lan, Z. Cheng, Chem. Eng. J. 2020, 385, 123959.

[144] D. Liang, Y. Wang, K. Qian, Interdiscip. Med. 2023, 1, e20230020.

[145] R. Zhang, B. Jiang, K. Fan, L. Gao, X. Yan, Nat. Rev. Bioeng. 2024, 2, 849.

[146] Q. Liang, J. Xi, X. J. Gao, R. Zhang, Y. Yang, X. Gao, X. Yan, L. Gao, K. Fan, Nano Today 2020, 35, 100935.

[147] X. Hu, X. Wang, Q. Liu, J. Wu, H. Zhang, A. Khalique, Z. Sun, R. Chen, J. Wei, H. Li, D. Kong, J. Zhuang, X. Yan, X. Huang, ACS Appl. Mater. Interfaces 2021, 13, 21087.

[148] T. Einfalt, D. Witzigmann, C. Edlinger, S. Sieber, R. Goers, A. Najer, M. Spulber, O. Onaca-Fischer, J. Huwyler, C. G. Palivan, Nat. Commun. 2018, 9, 1127.

[149] Y. Chen, J. Tan, Q. Zhang, T. Xin, Y. Yu, Y. Nie, S. Zhang, Nano Lett. 2020, 20, 6548.

[150] Y. Wu, Y. Zhang, J. Han, Y. Jiang, M. Chen, X. Gu, W. Jiang, K. Fan, B. Liu, Adv. Mater. 2025, 37, e11181.

[151] X. Zhao, S. Zhang, M. Wang, Q. Li, X. Wei, X.-L. Chen, X. Wang, Bioact. Mater. 2025, 51, 720.

[152] Nat. Nanotechnol. 2024, 19, 131.

[153] W. Yi, S. Hu, X. Qian, W. Yan, Y. Li, Exploration 2025, 5, 20240095.

[154] J. Ni, Y. Sun, J. Song, Y. Zhao, Q. Gao, X. Li, ACS Omega 2019, 4, 12727.

[155] Y. Miao, Y. Yang, L. Guo, M. Chen, X. Zhou, Y. Zhao, D. Nie, Y. Gan, X. Zhang, ACS Nano 2022, 16, 6527.

[156] Y. Sun, S. Y. Lau, Z. W. Lim, S. C. Chang, F. Ghadessy, A. Partridge, A. Miserez, Nat. Chem. 2022, 14, 274.

[157] C. Li, D. Wang, H. Gao, T. Fu, L. He, D. Han, W. Tan, Angew. Chem. Int. Ed. 2024, 63, e202406186.

[158] R. Li, X. Yang, S. Chen, H. Chen, L. Lin, Y. Chen, J. Xiao, Y. Ma, W. Li, Nano Lett. 2025, 25, 10225.

[159] Q.-V. Le, J. Lee, J. Byun, G. Shim, Y.-K. Oh, Bioact. Mater. 2022, 15, 160.

[160] S. Fan, S. Wang, L. Ding, T. Speck, H. Yan, S. Nussberger, N. Liu, Nat. Mater. 2025, 24, 278.

[161] Y. Wang, C. Wang, Y. Zheng, H. Hu, Y. Chen, Y. Lu, J. Am. Chem. Soc. 2025, 147, 21926.

[162] T. Wu, Y. Fei, Y. Deng, X. Chen, Y. Duan, Y. Liu, Y. Bai, J. Am. Chem. Soc. 2025, 147, 15229.

[163] M. Zhang, C. Liu, J. Tu, M. Tang, M. Ashrafizadeh, N. Nabavi, G. Sethi, P. Zhao, S. Liu, Mol. Cancer 2025, 24, 136.

[164] L. Kraehenbuehl, C.-H. Weng, S. Eghbali, J. D. Wolchok, T. Merghoub, Nat. Rev. Clin. Oncol. 2022, 19, 37.

[165] A. C. Wauters, J. F. Scheerstra, M. M. T. van Leent, A. J. P. Teunissen, B. Priem, T. J. Beldman, N. Rother, R. Duivenvoorden, G. Prévot, J. Munitz, Y. C. Toner, J. Deckers, Y. van Elsas, P. Mora-Raimundo, G. Chen, S. A. Nauta, A. V. D. Verschuur, A. W. Griffioen, D. P. Schrijver, T. Anbergen, Y. Li, H. Wu, A. F. Mason, M. H. M. E. van Stevendaal, E. Kluza, R. A. J. Post, L. A. B. Joosten, M. G. Netea, C. Calcagno, Z. A. Fayad, R. van der Meel, A. Schroeder, L. K. E. A. Abdelmohsen, W. J. M. Mulder, J. C. M. van Hest, Nat. Nanotechnol. 2024, 19, 1735.

[166] H. Zhao, R. Liu, L. Wang, F. Tang, W. Chen, Y.-N. Liu, Nano-Micro Lett. 2023, 15, 216.

[167] S. Zhang, H. Zhu, X. Peng, Y. Zhou, R. Huang, Y.-F. Wang, S.-L. Liu, Z.-G. Wang, Adv. Mater. 2025, 37, 2503087.

[168] J. Zhang, P. Wang, L. Meng, X. Li, F. Li, N. Kong, X. Zhu, Mater. Horiz. 2025, 12, 8134.

[169] L. Zhang, J. Bai, A. Shen, J. Zhao, Z. Su, M. Wang, M. Dong, Z. P. Xu, Biomaterials 2025, 317, 123085.

[170] X. Pan, Y. Lv, Z. Zheng, C. Li, L. Hu, J. Lin, R. Tang, X. Wang, Small 2025, 21, e01291.

[171] S. Xiong, V. Mukwaya, X. Yu, Y. Zeng, L. Wang, W. Zhao, H. Dou, ACS Appl. Mater. Interfaces 2025, 17, 17979.

[172] A. C. Wauters, J. F. Scheerstra, I. G. Vermeijlen, R. Hammink, M. Schluck, L. Woythe, H. Wu, L. Albertazzi, C. G. Figdor, J. Tel, L. K. E. A. Abdelmohsen, J. C. M. van Hest, ACS Nano 2022, 16, 15072.

[173] A. E. Metzloff, M. S. Padilla, N. Gong, M. M. Billingsley, X. Han, M. Merolle, D. Mai, C. G. Figueroa-Espada, A. S. Thatte, R. M. Haley, A. J. Mukalel, A. G. Hamilton, M.-G. Alameh, D. Weissman, N. C. Sheppard, C. H. June, M. J. Mitchell, Adv. Mater. 2024, 36, 2313226.

[174] L. Sun, F. Shen, Z. Xiong, H. Yang, Z. Dong, J. Xiang, Q. Gu, Q. Ji, C. Fan, Z. Liu, J. Am. Chem. Soc. 2022, 144, 7634.

[175] C. Xing, X. Dou, L. Gao, P. Xu, Y. Peng, K. Yang, Y. Fang, K. Hou, S. Gao, C. Feng, ACS Nano 2025, 19, 28204.

[176] Z. Liu, Y.-R. Li, Y. Yang, Y. Zhu, W. Yuan, T. Hoffman, Y. Wu, E. Zhu, J. Zarubova, J. Shen, H. Nan, K.-W. Yeh, M. M. Hasani-Sadrabadi, Y. Zhu, Y. Fang, X. Ge, Z. Li, J. Soto, T. Hsiai, L. Yang, S. Li, Nat. Biomed. Eng. 2024, 8, 1615.

[177] Y. Zhao, S. Li, Y. Liu, C. Li, J. Zhao, Y. Ren, W. Zhao, X. Zhang, X. Cui, X. Tang, P. Ren, X. Han, Adv. Mater. 2025, 37, 2500242.

[178] S. Xiong, Z. Huang, V. Mukwaya, W. Zhao, L. Wang, H. Dou, Small 2025, 21, 2500047.

[179] K. Hou, Y. Zhang, M. Bao, C. Xin, Z. Wei, G. Lin, Z. Wang, ACS Appl. Mater. Interfaces 2022, 14, 3825.

[180] B. Qiao, Y. Luo, H.-B. Cheng, J. Ren, J. Cao, C. Yang, B. Liang, A. Yang, X. Yuan, J. Li, L. Deng, P. Li, H.-T. Ran, L. Hao, Z. Zhou, M. Li, Y. Zhang, P. S. Timashev, X.-J. Liang, Z. Wang, ACS Nano 2020, 14, 12652.

[181] J. Waeterschoot, W. Gosselé, Š. Lemež, X. Casadevall i Solvas, Nat. Commun. 2024, 15, 2504.

[182] J. Guo, J. O. Agola, R. Serda, S. Franco, Q. Lei, L. Wang, J. Minster, J. G. Croissant, K. S. Butler, W. Zhu, C. J. Brinker, ACS Nano 2020, 14, 7847.

[183] V. Maffeis, L. Heuberger, A. Nikoletić, C.-A. Schoenenberger, C. G. Palivan, Adv. Sci. 2024, 11, 2305837.

[184] S. Sethi, C. Sharma, A. Walther, Angew. Chem. Int. Ed. 2025, 64, e202517843.

[185] L. Li, S. Liu, C. Zhu, S. Shao, F. Yang, Q. Liu, W. Tan, Angew. Chem. Int. Ed. 2025, 64, e202503903.

[186] M. Wang, H. Nan, M. Wang, S. Yang, L. Liu, H.-H. Wang, Z. Nie, Nat. Commun. 2025, 16, 2410.

[187] Q.-X. Gao, Q.-Q. Wu, Z.-Y. Dong, X.-Y. Qin, L.-Y. Zhai, B.-P. Xie, W.-J. Duan, Interdiscip. Med. 2025, 3, e20240058.

[188] K. A. Preethi, S. C. Selvakumar, K. Ross, S. Jayaraman, D. Tusubira, D. Sekar, Mol. Cancer 2022, 21, 54.

[189] A. B. Cook, S. Sun, Y. Li, J. Scheerstra, J. C. M. van Hest, Angew. Chem. Int. Ed. 2025, 64, e202514041.

[190] W. Chen, S. Song, A. Samanta, S. Sethi, C. Drees, M. Kappl, H.-J. Butt, A. Walther, Nat. Chem. Eng. 2025, 2, 627.

[191] G. Zubaite, J. W. Hindley, O. Ces, Y. Elani, ACS Nano 2022, 16, 9389.

[192] C. Qi, X. Ma, Q. Zeng, Z. Huang, S. Zhang, X. Deng, T. Kong, Z. Liu, Nat. Commun. 2024, 15, 1107.

[193] Y. Jiu, J. Lehtimäki, S. Tojkander, F. Cheng, H. Jäälinoja, X. Liu, M. Varjosalo, J. E. Eriksson, P. Lappalainen, Cell Rep. 2015, 11, 1511.

[194] S. Novosedlik, F. Reichel, T. van Veldhuisen, Y. Li, H. Wu, H. Janssen, J. Guck, J. van Hest, Nat. Chem. 2025, 17, 356.

[195] M. L. Daly, K. Nishi, S. J. Klawa, K. Y. Hinton, Y. Gao, R. Freeman, Nat. Chem. 2024, 16, 1229.

[196] X. Xie, T. Li, L. Ma, J. Wu, Y. Qi, B. Yang, Z. Li, Z. Yang, K. Zhang, Z. Chu, T. Ngai, J. Xia, Y. Wang, P. Zhao, L. Bian, Nat. Chem. 2025, 17, 1216.

[197] J. Zhao, Y. Hu, H. Li, C. Liu, Z. Nie, Z. Chen, Q. Ling, Z. Li, P. Zhao, B. Song, K. Zhang, L. Bian, J. Am. Chem. Soc. 2025, 147, 14336.

Rights & permissions

2026 The Author(s). Interdisciplinary Medicine published by Wiley-VCH GmbH on behalf of Nanfang Hospital, Southern Medical University.