Exploiting cyanine dye J-aggregates/monomer equilibrium in hydrophobic protein pockets for efficient multi-step phototherapy: an innovative concept for smart nanotheranostics
| Autor: | Stefanie Wedepohl, Marcelo Calderón, Julian Bergueiro, Julio César Cuggino, Luis Marcelino Gugliotta, Matías Luis Picchio, Roque Javier Minari, Cecilia Ines Alvarez Igarzabal |
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| Rok vydání: | 2021 |
| Předmět: |
Indocyanine Green
theranostics casein micelles indocyanine green photothermal therapy Materials science Nanoparticle Nanotechnology J-aggregates Theranostic Nanomedicine chemistry.chemical_compound purl.org/becyt/ford/2.10 [https] General Materials Science purl.org/becyt/ford/3.4 [https] Cyanine Coloring Agents J-aggregate Photothermal therapy Phototherapy Casein micelles Photobleaching Monomer purl.org/becyt/ford/2 [https] chemistry Nanoparticles purl.org/becyt/ford/3 [https] Indocyanine green |
| Zdroj: | CONICET Digital (CONICET) Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas instacron:CONICET |
| ISSN: | 2040-3372 |
| Popis: | After several decades of development in the field of near-infrared (NIR) dyes for photothermal therapy (PTT), indocyanine green (ICG) still remains the only FDA-approved NIR contrast agent. However, upon NIR light irradiation ICG can react with molecular oxygen to form reactive oxygen species and degrade the ICG core, losing the convenient dye properties. In this work, we introduce a new approach for expanding the application of ICG in nanotheranostics, which relies on the confinement of self-organized J-type aggregates in hydrophobic protein domains acting as monomer depots. Upon the fast photobleaching, while the dye is irradiated, this strategy permits the equilibrium-driven monomer replacement after each irradiation cycle that radically increases the systems' effectivity and applicability. Gadolinium-doped casein micelles were designed to prove this novel concept at the same time as endowing the nanosystems with further magnetic resonance imaging (MRI) ability for dual-modal imaging-guided PTT. By teaching a new trick to a very old dog, the clinical prospect of ICG will undoubtedly be boosted laying the foundation for novel therapeutics. It is anticipated that future research could be expanded to other relevant J-aggregates-forming cyanine dyes or nanocrystal formulations of poorly water-soluble photosensitizers. Fil: Picchio, Matías Luis. Universidad Nacional de Córdoba. Instituto de Investigación y Desarrollo en Ingeniería de Procesos y Química Aplicada. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigación y Desarrollo en Ingeniería de Procesos y Química Aplicada; Argentina Fil: Bergueiro, Julian. Freie Universität Berlin; Alemania Fil: Wedepohl, Stefanie. Freie Universität Berlin; Alemania Fil: Minari, Roque Javier. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química. Universidad Nacional del Litoral. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química; Argentina Fil: Alvarez Igarzabal, Cecilia Ines. Universidad Nacional de Córdoba. Instituto de Investigación y Desarrollo en Ingeniería de Procesos y Química Aplicada. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigación y Desarrollo en Ingeniería de Procesos y Química Aplicada; Argentina Fil: Gugliotta, Luis Marcelino. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química. Universidad Nacional del Litoral. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química; Argentina Fil: Cuggino, Julio César. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química. Universidad Nacional del Litoral. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química; Argentina Fil: Calderón, Marcelo. Polymat; España |
| Databáze: | OpenAIRE |
| Externí odkaz: |
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