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Beyond ROS: Red-Light Photocatalytic Liposomes for Hypoxia-Resistant Cancer Therapy

Projektbeschreibung

Eine neue lichtgesteuerte Krebsbehandlung

Bei der Krebsbehandlung wird zunehmend Licht genutzt, um präzise therapeutische Wirkungen zu erzielen, doch die gegenwärtigen Ansätze stoßen auf erhebliche Einschränkungen. Die photodynamische Therapie ist auf Sauerstoff angewiesen, um reaktive Spezies zu erzeugen, was ihre Wirksamkeit in hypoxischen Tumoren verringert, während der photoaktivierten Chemotherapie die katalytische Aktivität mangelt. Mit Unterstützung der Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen führt das RedLips-Projekt eine neue lichtaktivierte Therapie ein, die unabhängig von Sauerstoff und natürlichen zellulären Prozessen funktioniert. Mithilfe von Molekülen, sogenannten Porphyrinen, die durch harmloses rotes Licht aktiviert werden, werden die Forschenden direkt an der Tumorstelle wirksame krebsabtötende Substanzen erzeugen. Mit dem Ziel, eine präzisere Krebsbehandlung zu entwickeln, werden diese Moleküle mithilfe von Liposomen verabreicht, um eine bessere Stabilität und Wirksamkeit zu gewährleisten.

Ziel

Light-activated strategies have transformed medicine, yet current approaches face major limitations. Photodynamic therapy (PDT) depends on oxygen to generate reactive oxygen species (ROS), restricting efficacy in hypoxic tumors. Photoactivated chemotherapy (PACT) releases active drugs upon irradiation but is non-catalytic, preventing sustained reactivity. A promising alternative is bioorthogonal photocatalysis, where light-driven catalysts perform specific, non-natural transformations catalytically in biological systems.

Using porphyrins, widely implemented in PDT, we will repurpose them as photocatalysts for the first catalytic strategy to generate therapeutic alkyl radicals in situ, highly cytotoxic species already shown to be effective against cancer but so far limited to prodrugs requiring enzymatic cleavage. Because enzyme activity varies and is often low in tumors, this strategy lacks robustness. By contrast, red-light activated porphyrins can trigger radical formation independently of enzymes, offering a powerful, catlytic, oxygen-independent therapeutic pathway. Red-light-absorbing porphyrins are particularly suited for biological use, operating via single electron transfer (SET) under mild conditions and activating precursors such as Hantzsch esters and Katritzky salts, already validated for their biocompatibility.

To overcome solubility and stability challenges, we will pioneer RedLips: red-light-activated photocatalytic liposomes. Liposomes, clinically proven nanocarriers, can encapsulate or embed porphyrins while maintaining catalytic activity, enabling radical formation directly in aqueous and cellular environments. RedLips thus represent the first catalytic nanoplatform designed to produce alkyl radicals beyond ROS in situ, with spatial and temporal control. This project pioneers a new therapeutic paradigm: catalytic, oxygen-independent radical nanotherapy, pushing light-driven cancer treatment beyond the current state of the art.

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

UNIVERSITAT DE BARCELONA
Netto-EU-Beitrag
€ 194 074,56
Adresse
GRAN VIA DE LES CORTS CATALANES 585
08007 Barcelona
Spanien
Region
Este Cataluña Barcelona
Aktivitätstyp
Higher or Secondary Education Establishments
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Gesamtkosten
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