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

Description du projet

De nouveaux nanocomposites pour le traitement de précision du cancer

Les traitements anticancéreux se heurtent à des limites liées à un ciblage insuffisant des tumeurs, à une toxicité inhérente et aux mécanismes de résistance associés aux microenvironnements tumoraux hypoxiques. Les réseaux métallo-organiques nanométriques, caractérisés par une nanostructure poreuse et des propriétés chimiques modulables, constituent une plateforme prometteuse pour surmonter ces limites. Soutenu par le programme Actions Marie Skłodowska-Curie, le projet Photo-bioMOF entend concevoir des nanocomposites multifonctionnels qui combinent quatre modalités thérapeutiques: thérapie photothermique, thérapie photodynamique, sensibilisation à la radiothérapie, et libération de médicament déclenchée par la lumière. L’efficacité de cette plateforme pour une thérapie précise et synergique sera validée sur des modèles de cellules cancéreuses pulmonaires, des organoïdes dérivés de patients et des modèles tumoraux vascularisés. Les principes de conception sous-jacents peuvent être adaptés à d’autres types de cancer ainsi qu’à des applications dans les domaines de la détection environnementale et de la photocatalyse.

Objectif

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.

Champ scientifique (EuroSciVoc)

Mots‑clés

Programme(s)

Thème(s)

Régime de financement

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

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Appel à propositions

(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) HORIZON-MSCA-2025-PF

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Coordinateur

Fundacion IMDEA Energia
Contribution nette de l'UE
€ 262 393,20
Adresse
AVENIDA RAMON DE LA SAGRA 3
28935 Mostoles Madrid
Espagne
Région
Comunidad de Madrid Comunidad de Madrid Madrid
Type d’activité
Research Organisations
Liens
Coût total
Aucune donnée

Partenaires (2)