Una biosonosenzador teranóstico biodegradable para terapia sonodinámica guiada por resplandor posterior

Área de la Ciencia:

• Ingeniería Biomédica
• Imágenes Ópticas
• Nanomedicina

Sus antecedentes:

• Las imágenes de fluorescencia enfrentan limitaciones en la penetración de tejidos y la relación señal-ruido.
• Las imágenes de ultrasonido ofrecen visualización no invasiva pero requieren estrategias de activación eficientes para la luminiscencia.
• El desarrollo de sonosensibilizadores degradables para la emisión de resplandor posterior activada por ultrasonido es un desafío.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar un nuevo derivado de protoporfirina IX modificado con catión trifenilfosfonio (TPP⁺) (PpIX-M) para mejorar las imágenes de luminiscencia de resplandor posterior inducidas por ultrasonido y la terapia sonodinámica.
• Mejorar el rendimiento cuántico de fluorescencia, el tiempo de vida de la fosforescencia y la generación de especies reactivas de oxígeno (ROS).
• Permitir imágenes in vivo de alto contraste y un tratamiento tumoral eficaz.

Principales métodos:

• Síntesis de un derivado de protoporfirina IX modificado con TPP⁺ (PpIX-M).
• Investigación del efecto de la modificación con TPP⁺ en el rendimiento cuántico de fluorescencia y la generación de ROS.
• Evaluación de las propiedades de luminiscencia de resplandor posterior inducida por ultrasonido, incluida la vida útil y la relación señal-ruido (SBR).
• Evaluación de la eficacia de la terapia sonodinámica (SDT) en la inducción de ferroptosis y apoptosis de células tumorales bajo la guía de imágenes de resplandor posterior.

Principales resultados:

• PpIX-M demostró una supresión del apilamiento π-π, un aumento del rendimiento cuántico de fluorescencia y una prolongación del tiempo de vida de la fosforescencia.
• Se logró una generación eficiente de ROS de Tipo I y Tipo II inducida por ultrasonido.
• Se exhibió un tiempo de vida de resplandor posterior de 20 minutos y una SBR de imagen de resplandor posterior in vivo de 48.6.
• Se realizó con éxito la terapia sonodinámica, induciendo la ferroptosis y apoptosis de las células tumorales.

Conclusiones:

• La modificación con TPP⁺ regula eficazmente la mejora de la fluorescencia y las ROS para la obtención de imágenes de luminiscencia inducidas por ultrasonido in vivo.
• PpIX-M muestra promesa como una sonda de resplandor posterior activada por ultrasonido de próxima generación para imágenes y terapia integradas.
• Este enfoque ofrece una estrategia práctica para el monitoreo del tratamiento en tiempo real y la ablación precisa de tumores con una toxicidad potencial reducida.