Thérapeutique photodynamique ciblée in vivo basée sur une nanostructure à conversion ascendante déclenchée par la lumière proche infrarouge

Deux défis majeurs de la thérapie photodynamique actuelle (PDT) sont la pénétration tissulaire limitée de la lumière d'excitation et la faible sélectivité tumorale du photosensibilisateur (PS). Pour résoudre ces problèmes, nous avons développé une nanostructure multifonctionnelle constituée de nanoparticules à conversion ascendante (UCNPs) qui transforment la lumière proche infrarouge (NIR) en lumière visible et d'un photosensibilisateur, la phthalocyanine de zinc(II) (ZnPc). Du chitosane amphiphile modifié par de l'acide folique (FASOC) a été revêtu à la surface des UCNPs pour ancrer le ZnPc près des UCNPs, ce qui facilite le transfert d'énergie de résonance des UCNPs vers ZnPc. La microscopie confocale et l'imagerie NIR sur petits animaux ont démontré la sélectivité tumorale accrue des nanostructures vis-à-vis des cellules cancéreuses surexprimant le récepteur de l’acide folique. La génération de espèces réactives de l'oxygène (ROS) dans les cellules cancéreuses sous un tissu de 1 cm était plus élevée lors de l'excitation des UCNPs avec la lumière de 980 nm que celle avec l'irradiation de 660 nm. Les traitements PDT in vivo pour les tumeurs profondément ancrées ont démontré que la PDT déclenchée par la lumière NIR basée sur les nanostructures possédait une efficacité thérapeutique remarquable avec un ratio d'inhibition tumorale allant jusqu'à 50 % comparé à la PDT conventionnelle activée par lumière visible avec un ratio d'inhibition tumorale nettement réduit de 18 %. Ces résultats indiquent que la nanostructure multifonctionnelle est un agent prometteur pour le traitement des tumeurs profondément ancrées et démontrent un nouveau paradigme pour améliorer l'efficacité de la PDT.