Lanthanoiddotierde Nanopartikel für die Röntgeninduzierte Photodynamische Therapie

• Antragstellerin: Dr. Anne Nsubuga
• Fachliche Zuordnung: Festkörper- und Oberflächenchemie, Materialsynthese ; Herstellung und Eigenschaften von Funktionsmaterialien ; Physikalische Chemie von Festkörpern und Oberflächen, Materialcharakterisierung
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 429322689

Die Begrenzung der Lichtdurchdringungstiefe behindert die Anwendung der photodynamischen Therapie bei tief liegenden Tumoren. Die durch Röntgenstrahlen angeregte photodynamische Therapie (X-PDT), die auf durch Röntgenstrahlen aktivierten lumineszenten Nanopartikeln basiert, bietet eine neue Strategie für die photodynamische Therapie in inneren Organen.Das übergeordnete Ziel des Projekts ist die Entwicklung einer neuen Klasse von Nanomedikamenten, bestehend aus radiolumineszenten Nanopartikeln, gekoppelt mit lichtaktivierten Medikamenten, die als Photosensibilisatoren bekannt sind. In Abwesenheit von Strahlung sind die einzelnen Komponenten nominell nicht toxisch, so dass dies ein strahlungsgesteuerter Eingriff ist, der nur im Zielvolumen aktiv ist. Die vorgeschlagene Forschung umfasst zwei Hauptziele: (i) Optimierung der Formulierung von Nanomedizin und (ii) Anwendung der optimierten Formulierung auf ein Panel von Blasenzelllinien, um das Potenzial von X-PDT für die klinische Chemo-Radiotherapie zu bewerten. Der Fokus liegt auf dem Nanosystem, bestehend aus der hexagonalen Phase ß-Na (Lu, Gd) F4: Tb3 + -Nanokristalle in Kombination mit Bengalrosa als Photosensibilisator. Lanthanoid-dotierte Nanopartikel sind wegen ihrer engen Emissionsbanden, langlebigen angeregten Zuständen, großen Anti-Stokes-Verschiebungen, hoher Beständigkeit gegen Photobleaching und geringer Toxizität von großem Interesse. Lanthanoidionen als Dotiermittel eignen sich hervorragend für Szintillationsmaterialien, da sie eine hohe Ordnungszahl und geeignete elektronische Energiezustände aufweisen, um Photonen im UV-, sichtbaren und nahen Infrarotbereich des elektromagnetischen Spektrums zu emittieren. Diese Nanokonjugate mit einer hohen kolloidalen Stabilität und Biokompatibilität können durch effiziente Energieübertragung bei externer Röntgenstrahlung eine angemessene Menge an zytotoxischem Singulett-Sauerstoff (1O2) erzeugen, wodurch sie möglicherweise in der Diagnose und in der photodynamischen Therapie bei tief sitzenden Tumoren eingesetzt werden können.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: Kanada
• Gastgeber: Professor Dr. John Capobianco