Light-photoactive substances interactions assessment to promote cell death as therapeutic outcome was initially introduced by Oscar Raab in the late 1800s. Since then, the forementioned technique - photodynamic therapy (PDT) - has been evaluated to treat a wide range of diseases. Cancer, a collection of related diseases, is among the leading causes of mortality worldwide and has been widely evaluated in research and clinical trials using PDT over the past 35 years. Although it may be prescribed for precancerous lesions treatment and some specific types of cancer, its effectiveness is limited by the ineffective photosensitizer buildup at the treatment site. Nanotechnology has addressed the problem of drug delivery through the development of different nanostructured platforms capable of increasing several pharmacological properties of molecules, such as their solubility and their circulating half-life. The association of nanotechnology´s potential to improve photosensitizer delivery to target tissues with the oxidative damage of PDT to induce cell death has emerged as a promising prospect for optimizing cancer treatment. In this study, we propose to evaluate the potential of redox- responsive silica nanoparticles and membrane fusogenic liposomes (MFLs) carrying protoporphyrin IX (PpIX) as the selected photosensitizer for melanoma, non-melanoma and breast cancer treatment using PDT in vitro. Studies evaluating the impact of different solvents on the free and nanostructured PpIX photostability, the nanoparticles and MFLs internalization, phototoxicity and reactive oxygen species (ROS) were carried out, showing that, despite the aggregation, the molecules and nanoparticles are internalized in sufficient quantity to promote massive damage to cell viability when irradiated with 630 nm.

A investigação da interação da luz com substâncias fotoativas para promover morte celular foi inicialmente introduzida por Oscar Raab no final dos anos 1800. Desde então, esta técnica - terapia fotodinâmica (TFD) - foi proposta para tratar diversas doenças. O câncer, nome dado a uma coleção de doenças relacionadas entre si, está entre as principais causas de mortalidade no mundo e tem sido amplamente avaliado em pesquisas e ensaios clínicos utilizando TFD nos últimos 35 anos. Embora possa ser prescrita para tratamento de lesões pré-cancerosas e alguns tipos de câncer, sua eficácia é limitada pelo acúmulo ineficaz do fotossensibilizador no local do tratamento. A nanotecnologia tem abordado o problema de entrega de fármacos através do desenvolvimento de distintas plataformas nanoestruturadas capazes de aumentar diversas propriedades farmacológicas de moléculas, como sua solubilidade e sua meia-vida circulante. A associação do potencial da nanotecnologia para melhorar a entrega do fotossensibilizador para os tecidos alvo com o dano oxidativo da TFD para induzir a morte celular tem despontado como perspectiva promissora de otimização do tratamento do câncer. Nesse estudo, foi proposto avaliar o potencial de nanopartículas redox-responsivas de sílica e lipossomas fundíveis com a membrana celular (menbrane fusogenic liposomes, MFLs) carreando protoporfirina IX (PpIX) para o tratamento de diferentes tipos de câncer. Estudos avaliando o impacto de diferentes solventes sobre a fotoestabilidade da PpIX livre e nanoestruturada, sua internalização e sua fototoxicidade foram realizados, evidenciando que, apesar da agregação, as moléculas e nanopartículas são internalizadas em quantidade suficiente para promover danos massivos sobre a viabilidade celular quando irradiados com 630 nm. Estudos avaliando a produção de espécies reativas de oxigênio revelaram que, apesar da agregação da PpIX livre, as moléculas e as nanoestruturas são capazes de produzir quantidades suficientes dessas espécies no interior das células, sendo responsáveis pelo dano cellular observados em ensaios de fototoxicidade.