Nowe fotoaktywne materiały do terapii fotodynamicznej niedotlenionych guzów nowotworowych

According to WHO, cancer is one of the most common causes of death in the world. Current cancer treatment regimens, despite enormous progress over the last century, bu they still face some challenges and can lead to serious side effects. One of the factors limiting the effectiveness of anti-cancer therapy is hypoxia of tumors. Photodynamic therapy (PDT) is a clinically approved, minimally invasive, selective and relatively safe method of treatment, but the presence of oxygen is essential for effective protocols of classical photodynamic therapy. The development of new materials for PDT, which will work in both normoxic and hypoxic conditions, may prove to be an important step in the development of cancer therapy. In this paper, we obtained new hybrid photoactive materials based on titanium (IV) oxide, which may in the future be the basis for the development of new photosensitizers for PDT, and then studied their basic spectroscopic properties, and the efficiency of generating reactive oxygen species (ROS). The results of the conducted studies confirm that the modification of titanium (IV) oxide with porphyrins made it possible to change the mechanism of ROS generation from a mechanism involving the transfer of energy and the generation of singlet oxygen for free porphyrins to a mechanism involving electron transfer and the generation of other radicals in the case of hybrid materials. After appropriate further modifications, the materials obtained can be used in the treatment of hypoxic tumors

Według WHO nowotwory są jedną z najczęstszych przyczyn zgonów na świecie. Aktualnie stosowane schematy leczenia nowotworów, mimo ogromnego postępu w ciągu ostatniego stulecia, wciąż napotykają pewne problemy oraz mogą prowadzić do poważnych skutków ubocznych. Jednym z czynników ograniczających skuteczność terapii przeciwnowotworowej jest niedotlenienie (hipoksja) guzów. Terapia fotodynamiczna (PDT) jest klinicznie zatwierdzoną, minimalnie inwazyjną, selektywną i stosunkowo bezpieczną metodą leczenia nowatorów, niemniej jednak obecność tlenu jest niezbędna do skutecznych protokołów klasycznej terapii fotodynamicznej. Opracowanie nowych materiałów do PDT, które będą działać zarówno w warunkach normoksyjnych, jak i hipoksyjnych, może okazać się ważnym krokiem w rozwoju terapii przeciwnowotworowej. W niniejszej pracy otrzymano nowe hybrydowe fotoaktywne materiały na bazie tlenku tytanu (IV), które mogą w przyszłości być podstawą do opracowania nowych fotosensybilizatorów do PDT, a następnie zbadano ich podstawowe właściwości spektroskopowe, oraz efektywność generowania reaktywnych form tlenu (ROS). Wyniki przeprowadzonych badań potwierdzają, że modyfikacja tlenku tytanu (IV) za pomocą porfiryn pozwała zmienić mechanizm generowania ROS z mechanizmu z przekazaniem energii i generowania tlenu singletowego dla wolnych porfiryn na mechanizm z udziałem przeniesienia elektronu i generowania innych rodników w przypadku materiałów hybrydowych. Po odpowiednich, dalszych modyfikacjach otrzymane materiały mogą znaleźć zastosowanie w leczeniu niedotlenionych guzów nowotworowych