Catálisis fotorredóxica condicional en sistemas vivos

Área de la Ciencia:

• Catálisis por fotorreducción
• Biotecnología
• Biología química

Sus antecedentes:

• La catálisis por fotorreducción permite nuevas investigaciones biológicas y biotecnologías.
• Los desafíos en el despliegue de la catálisis fotorredóxica artificial in vivo incluyen la toxicidad del fotocatalizador y los efectos fuera del objetivo.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar un sistema de catálisis fotorredóxica activable condicionalmente (ConAPC) para aplicaciones in vivo seguras y eficaces.
• Diseñar un catalizador fotorredóxico específico para el tumor que se active solo en los sitios del tumor.

Principales métodos:

• Diseñó y sintetizó la primera arquitectura ConAPC (Se-NO) utilizando química autoinmoladora para enjaular la actividad fotocatalítica.
• Se ha identificado un nuevo fotocatalizador biológicamente benigno y libre de metales (Se-NH) para la catálisis de fotorreducción en el infrarrojo cercano (NIR).
• Se evaluó el control espacio-temporal de la fotorresponsividad in vitro e in vivo, incluida la erradicación del tumor en un modelo de ratón.

Principales resultados:

• Se logró una potente erradicación fotocatalítica específica del tumor con una interrupción del tumor hasta el inicio (TGI) del 95% en un modelo de ratón.
• Se ha demostrado un reconocimiento de tumores de alta resolución con una relación de señal a fondo (SBR) de 33,6.
• Se ha confirmado la excelente biocompatibilidad y seguridad del sistema ConAPC.

Conclusiones:

• La catálisis fotorredóxica con activación condicional (ConAPC) proporciona una estrategia viable para superar la toxicidad del fotocatalizador y los riesgos fuera del objetivo.
• El fotocatalizador Se-NH desarrollado permite la catálisis fotorredóxica NIR independiente de O2 para la manipulación celular.
• Este trabajo allana el camino para el desarrollo de teranosis fotocatalíticas inteligentes con mayor seguridad y eficacia.