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

Descrizione del progetto

Nuovi nanocompositi per la terapia oncologica di precisione

I trattamenti oncologici presentano limiti dovuti all’insufficiente capacità di colpire selettivamente i tumori, alla tossicità intrinseca e ai meccanismi di resistenza associati ai microambienti tumorali ipossici. Le strutture metallo-organiche nanometriche, caratterizzate da una nanostruttura porosa e da proprietà chimiche modulabili, rappresentano una piattaforma promettente per superare questi limiti. Con il sostegno del programma di azioni Marie Skłodowska-Curie, il progetto Photo-bioMOF mira a sviluppare nanocompositi multifunzionali che combinano quattro modalità terapeutiche: terapia fototermica, terapia fotodinamica, radiosensibilizzazione e rilascio di farmaci indotto dalla luce. L’efficacia di questa piattaforma per una terapia mirata e sinergica sarà convalidata in modelli cellulari di carcinoma polmonare, organoidi derivati da pazienti e modelli tumorali vascolarizzati. I principi di progettazione alla base della piattaforma potranno essere adattati ad altri tipi di tumore e ad applicazioni nel rilevamento ambientale e nella fotocatalisi.

Obiettivo

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.

Campo scientifico (EuroSciVoc)

Parole chiave

Programma(i)

Argomento(i)

Meccanismo di finanziamento

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

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Invito a presentare proposte

(si apre in una nuova finestra) HORIZON-MSCA-2025-PF

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Coordinatore

Fundacion IMDEA Energia
Contributo netto dell'UE
€ 262 393,20
Indirizzo
AVENIDA RAMON DE LA SAGRA 3
28935 Mostoles Madrid
Spagna
Regione
Comunidad de Madrid Comunidad de Madrid Madrid
Tipo di attività
Research Organisations
Collegamenti
Costo totale
Nessun dato

Partner (2)