Geavanceerde cellulaire modellen en multifunctionele nanomaterialen voor licht-gemedieerde kankertherapie

Ondanks aanzienlijke vooruitgang in de behandeling van kanker in de afgelopen decennia blijft kanker wereldwijd doodsoorzaak nummer één. De laatste jaren is er een toenemende belangstelling voor de ontwikkeling van nieuwe behandelingsmodaliteiten met verminderde bijwerkingen voor moeilijk te genezen kankers. Een belangrijk voorbeeld is fotothermische therapie (FTT), ontworpen om selectief kankerweefsel in het lichaam te doden door gelokaliseerde, door licht geïnduceerde, thermische stress. De ontwikkeling van nanomaterialen markeert een belangrijke stap voorwaarts in de fotothermische therapie van kankers. Nanomaterialen kleiner dan 200 nm accumuleren zich in het tumorweefsel en vertonen een sterke absorptie in het nabij-infraroodbereik, waardoor ze effectieve fotothermische transducers zijn die gericht zijn op kanker. Nanomateriaal gemedieerde FTT heeft klinische proeven bereikt, maar de kennis over de efficiëntie, het mechanisme en de toxiciteit van deze therapie blijft beperkt. Dit project heeft tot doel de mechanismen te ontrafelen die betrokken zijn bij nanomateriaal gemedieerde FTT, met behulp van microscopie om gelijktijdig de intracellulaire temperatuur en celdoodroutes te volgen. Om de fysiologische kenmerken die aanwezig zijn in solide tumoren zo nauwkeurig mogelijk na te bootsen, zullen meercellige tumorsferoïden worden gebruikt. Nanokristallen met verbeterde tumorpenetratie en efficiënte fotothermische transductie voor licht met lange golflengte. De informatie die daardoor wordt verkregen, zal cruciaal zijn voor het rationele ontwerp van nanomaterialen van de volgende generatie voor gerichte licht gemedieerde kankertherapieën. Zoals voor elke nieuwe kankertherapie, is het echter gewenst om een volledig begrip te hebben van de efficiëntie, het mechanisme en de toxiciteit van op nanomateriaal gebaseerde FTT. In dit project zal dit worden bereikt door het ontwikkelen van nieuwe nanomaterialen, om zowel door licht geïnduceerde hyperthermie te induceren als te onderzoeken. Een volledig begrip van het mechanisme achter nanomateriaal gemedieerde FTT vereist monitoring van de intracellulaire temperatuur en celdoodroutes tijdens bestraling met licht. Alleen een systematisch onderzoek zal een juiste aanpassing van de behandelingsparameters mogelijk maken om de beste therapeutische efficiëntie bij solide tumoren te bereiken.