Studies of physicochemical properties and biological activity of photosensitizers targeting the tumor microenvironment

Terapia fotodynamiczna (PDT) to innowacyjne i obiecujące podejście w leczeniu chorób nowotworowych. W tym celu wykorzystywane są fotosensybilizatory (PS), które aktywowane światłem o określonej długości fali generują reaktywne formy tlenu (ROS), selektywnie uszkadzające komórki nowotworowe i modulujące mikrośrodowisko nowotworowe (TME). Zdolność do celowania w komórki nowotworowe przy jednoczesnym oszczędzaniu zdrowych tkanek sprawia, że PDT jest atrakcyjną opcją leczenia nowotworów. PDT oferuje wiele zalet, przy minimalnej inwazyjności i skutkach ubocznych, oraz możliwość wielokrotnego powtarzania terapii. Sukces PDT zależy między innymi od wyboru i sposobu dostarczania fotosensybilizatorów. Nanonośniki, takie jak micele, są skutecznymi narzędziami, polepszającymi dostarczanie PS do guzów. Micele, w szczególności typu Pluronic® (F127 i P123), posiadają unikalne właściwości, które pozwalają na enkapsulację hydrofobowych PS, poprawiając ich właściwości fizykochemiczne i zdolność do celowania w guzy przy wykorzystaniu efektu EPR.Niniejsza praca skupia się na badaniu zależności pomiędzy składnikami miceli na bazie kopolimerów blokowych typu Pluronic®, a właściwościami czterech wybranych fotosensybilizatorów. Badania bazowały na enkapsulowaniu fotosensybilizatorów w micelach Pluronic® typu P123, F127 oraz ich mieszaniny. Kolejno, ocenione zostały zmiany właściwości fizykochemicznych pod kątem stabilności i wydajności generowania reaktywnych form tlenu. Badania zakończono eksperymentami in vitro na mysich komórkach nowotworowych CT26 oraz B16-F10, określając cytotoksyczność w ciemności, fotocytotoksyczność i stopień akumulacji badanych związków w komórkach.

Photodynamic therapy (PDT) is an innovative and promising approach in cancer treatment. It uses photosensitizers (PS) that, when activated by light at a specific wavelength, generate reactive oxygen species (ROS) that selectively damage tumor cells and modulate the tumor microenvironment (TME). The ability to target cancer cells while sparing healthy tissue makes PDT an attractive option for cancer treatment. PDT offers many advantages, including its non-invasive nature, minimal side effects and the possibility of repeated treatments. The success of PDT depends strongly on the choice and delivery of photosensitizers. Nanocarriers, such as micelles, are effective tools to improve PS delivery to tumors. Micelles, especially Pluronic-type ones (F127 and P123), have unique properties that allow them to encapsulate hydrophobic PS, improving their physicochemical properties and ability to target tumors. The present work is focused on studying the relationship between the components of micelles based on Pluronic®-type block copolymers and the properties improvement of four selected photosensitizers. The study was based on the encapsulation of photosensitizers in micelles of Pluronic® P123, F127 and their mixture. Subsequently, the changes in physicochemical properties were evaluated in terms of stability and efficiency of generation of reactive oxygen species. The study was concluded with in vitro experiments on mice cancer cell lines, from the perspective of cytotoxicity in dark, photocytotoxicity, and the degree of compounds uptake by the cells.