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Designing Programmable MOF-nanocomposites for Synergistic, Redox-Driven Antitumor Therapies

Projektbeschreibung

Neuartige Nanokomposite für Präzisions-Krebstherapie

Krebsbehandlungen sind aufgrund unzureichender Tumorzielgenauigkeit, inhärenter Toxizität und Resistenzmechanismen, die mit hypoxischen Tumormikroumgebungen verbunden sind, Grenzen gesetzt. Nanometallorganische Gerüstverbindungen, die durch eine poröse Nanostruktur und einstellbare chemische Eigenschaften gekennzeichnet sind, bieten einen vielversprechenden Ausgangspunkt, um diese Einschränkungen zu überwinden. Das Ziel des innerhalb der Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen unterstützten Projekts Photo-bioMOF besteht darin, multifunktionale Nanokomposite zu entwickeln, bei denen vier Behandlungsmodalitäten kombiniert werden: photothermische Therapie, photodynamische Therapie, Sensibilisierung für Strahlentherapie und lichtgesteuerte Wirkstofffreisetzung. Die Wirksamkeit dieser Plattform in Bezug auf eine präzise und synergistische Therapie wird an Lungenkrebszellmodellen, Patienten-eigenen Organoiden und vaskularisierten Tumormodellen validiert. Die zugrunde liegenden Designprinzipien lassen sich auf andere Krebsarten sowie auf Anwendungen in der Umweltsensorik und der Photokatalyse übertragen.

Ziel

Cancer remains one of the most pressing global health challenges, with current therapies often limited by toxicity, hypoxia, and lack of spatial precision. Photo-bioMOF addresses these barriers by pioneering a new generation of multifunctional nanoMOFs for fully integrated multimodal cancer therapy. The project introduces an unprecedented design: direct incorporation of Au(III) into MOF linkers, enabling the in situ formation of photoactive AuNPs within the tumor microenvironment. In parallel, introducing a heavy metal (e.g. Hf4+) into the clusters lowers the HOCO–LUCO band gap, amplifying light absorption, boosting ROS generation, and enhancing radiosensitivity under irradiation. By unifying these 2 mechanisms within a single framework, Photo-bioMOF will create a platform where photothermal, photodynamic, and radiotherapeutic functions converge, while also enabling irradiation-triggered chemotherapy release—achieving, for the first time, a fully integrated 4-in-1 nanomedicine. Beyond chemical innovation, the project establishes proof of concept through a staged validation pipeline: in vitro studies on pulmonary cells (host), ex vivo testing in patient-derived 3D lung organoids (secondment), and in ovo evaluation using vascularized tumor models (non-academic placement). This workflow ensures robust assessment of efficacy, biodistribution, and safety, while consolidating the fellow’s expertise in MOF design and providing outstanding training in nanotechnology, biological validation, and translational nanomedicine—strengthening independence and leadership potential. By initially targeting lung cancer the project addresses an unmet medical need, while its design principles are adaptable to other cancers or diseases (e.g. infections). In parallel, the structural and photochemical versatility of nanoMOFs enables applications in energy and environment (e.g. photocatalysis, decontamination, sensing), positioning Photo-bioMOF at the frontier of translational nanoscience.

Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)

Schlüsselbegriffe

Programm/Programme

Thema/Themen

Finanzierungsplan

HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - European Fellowships

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Aufforderung zur Vorschlagseinreichung

(öffnet in neuem Fenster) HORIZON-MSCA-2025-PF

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Koordinator

Fundacion IMDEA Energia
Netto-EU-Beitrag
€ 262 393,20
Adresse
AVENIDA RAMON DE LA SAGRA 3
28935 Mostoles Madrid
Spanien
Region
Comunidad de Madrid Comunidad de Madrid Madrid
Aktivitätstyp
Research Organisations
Links
Gesamtkosten
Keine Daten

Partner (2)