Exploiting cyanine dye J-aggregates/monomer equilibrium in hydrophobic protein pockets for efficient multi-step phototherapy: an innovative concept for smart nanotheranostics

Picchio, Matías L.; Bergueiro, Julián; Wedepohl, Stefanie; Minari, Roque Javier; Igarzabal, Cecilia Inés Álvarez; Gugliotta, Luis Marcelino; Cuggino, Julio César; Calderón, Marcelo

doi:10.1039/d0nr09058a

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“…Taking advantage of radiated and phototriggered modalities, such as deep diagnosis, large imaging area, high accuracy, and spatiotemporal sensitivity, it is possible to design a NG platform with superior precision and efficiency for tumor theranostic. For instance, Cuggino, Calder on et al have recently developed a dual-modal imaging-guided photothermal nanoplatform combining MRI and NIR-induced FLI (Picchio et al, 2021). In this system, casein micelles were prepared using gadopentetic acid as the cross-linker and MRI CA, while ICG J-aggregates were stabilized into the hydrophobic pockets of the protein for efficient PTT and FLI.…”

Section: Multimodal Theranosticsmentioning

confidence: 99%

One stone, many birds: Recent advances in functional nanogels for cancer nanotheranostics

Wang

Picchio

Miceli

2022

WIREs Nanomed Nanobiotechnol

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Inspired by the development of nanomedicine and nanotechnology, more and more possibilities in cancer theranostic have been provided in the last few years. Emerging therapeutic modalities like starvation therapy, chemodynamic therapy, and tumor oxygenation have been integrated with diagnosis, giving a plethora of theranostic nanoagents. Among all of them, nanogels (NGs) show superiority benefiting from their unique attributes: high stability, high water‐absorption, large specific surface area, mechanical strength, controlled responsiveness, and high encapsulation capacity. There have been a vast number of investigations supporting various NGs combining drug delivery and multiple bioimaging techniques, encompassing photothermal imaging, photoacoustic imaging, fluorescent imaging, ultrasound imaging, magnetic resonance imaging, and computed tomography. This review summarizes recent advances in functional NGs for theranostic nanomedicine and discusses the challenges and future perspectives of this fast‐growing field. This article is categorized under: Therapeutic Approaches and Drug Discovery > Emerging Technologies Therapeutic Approaches and Drug Discovery > Nanomedicine for Oncologic Disease Nanotechnology Approaches to Biology > Nanoscale Systems in Biology Diagnostic Tools > In Vivo Nanodiagnostics and Imaging

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Section: Multimodal Theranosticsmentioning

confidence: 99%

One stone, many birds: Recent advances in functional nanogels for cancer nanotheranostics

Wang

Picchio

Miceli

2022

WIREs Nanomed Nanobiotechnol

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“…PB-BSA-ICG could provide bimodal FI/MRI of the tumor as well as a combined PTT-PDT ( Sahu et al, 2016 ). The other T 1 -weighted dual-modal nanoprobes were based on Gd or Mn which depended on platforms including serum albumin, regenerated silk fibroin, micelle, monolayered-double-hydroxide nanosheets, carbon cage, and mesoporous silica ( Picchio et al, 2021 ). Among them, taking the most commonly used platform, serum albumin, as an example, the group of Hao integrated ICG and PTX into the albumin corona of Gd 2 O 3 @HSA nanoparticles to prepare PIGH NPs.…”

Section: Bimodal Imaging Of Tumor Based On Near-infrared-i Fluorescencementioning

confidence: 99%

NIR-I Dye-Based Probe: A New Window for Bimodal Tumor Theranostics

et al. 2022

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Near-infrared (NIR, 650–1700 nm) bioimaging has emerged as a powerful strategy in tumor diagnosis. In particular, NIR-I fluorescence imaging (650–950 nm) has drawn more attention, benefiting from the high quantum yield and good biocompatibility. Since their biomedical applications are slightly limited by their relatively low penetration depth, NIR-I fluorescence imaging probes have been under extensive development in recent years. This review summarizes the particular application of the NIR-I fluorescent dye-contained bimodal probes, with emphasis on related nanoprobes. These probes have enabled us to overcome the drawbacks of individual imaging modalities as well as achieve synergistic imaging. Meanwhile, the application of these NIR-I fluorescence-based bimodal probes for cancer theranostics is highlighted.

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“…Quando o uso de agregados-J de ICG. (46,121) Além disso, a iluminação em λ = 780 nm foi capaz de degradar com mais eficiência os agregados-J e a dICG livre, com máximos de absorção de luz…”

Section: Nanoicg Em Pbsunclassified

“…Maziukiewicz et al (2019) mostraram que utilizando um laser de 2 W e ICG em concentrações entre 50 µg/mL e 200 µg/mL, o aumento de temperatura encontrado na amostra foi em torno de 50 °C. (124) Picchio et al (2021) mostraramque, apesar da ICG e os agregados-J da ICG produzirem uma quantidade similar de calor, com um laser de 500 mW e comprimento de onda de 780 nm, os agregados-J da ICG se mostram capazes de produzir calor por mais tempo, sendo mais fotoestáveis (121).…”

unclassified

“…Liu et al em que nanoagregados-J de ICG a concentração de 2,5 µg/mL, irradiados em 808 nm e 1 W/cm², mostram também essa leve tendência para o espectro livre da ICG durante a irradiação. (46) Picchio et al também mostram que agregados-J irradiados em 785 nm e 0,5 W/cm² promovem uma formação da ICG livre, constatando que a diminuição da absorção de luz dos agregados-J em 895 nm alimenta a formação das bandas com máximos de absorção de luz em 780 nm e 715 nm, acusando uma desagregação da molécula (121). A partir dos gráficos da Figura 41 foram analisados os valores nas regiões de maior absorção de luz.…”

unclassified

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Estudo das propriedades ópticas e térmicas de uma nanoemulsão de indocianina verde e suas aplicações

Jasinevicius¹

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AGRADECIMENTOSÀ Profª Drª Hilde Harb Buzzá por ter se mostrado completamente presente em cada discussão e conversa mesmo que, em parte, a distância. Por sua dedicação e apoio no meu crescimento profissional, me ensinando cada dia um pouco mais sobre ciência. Obrigado por continuar acreditando em mim e neste trabalho, mesmo nos momentos mais difíceis, sempre com entusiasmo e com injeções de ânimo. Admiro muito sua animação para com a vida.À Profª Drª Cristina Kurachi, por sua coorientação. Obrigado por me receber como seu aluno e me integrar ao grupo. Obrigado pelo tratamento humano com as pessoas ao seu redor e por se colocar no lugar dos outros, entendendo as aptidões e dificuldades de cada um.Ao Prof. Dr. Vanderlei Salvador Bagnato por dar o direcionamento sob a óptica da física sobre os estudos. Obrigado pela dedicação e paixão pela ciência.Ao Johan, que sempre se mostrou receptivo quanto a parte profissional e quanto a amizade.Obrigado pelo bom humor e pelos pães de mel. À Giulia pela serenidade, cuidado e seriedade na forma de ensinar e discutir ciência.À Ana pelas risadas e pela companhia nos experimentos no laboratório.À Letícia pela leveza das conversas, por focar nos pontos positivos dos experimentos e pela colaboração nos experimentos in vivo.Ao meu pai, Renato, por ter compreendido as dificuldades que passei, mostrando que se importa comigo. Obrigado por ter lido, corrigido e elogiado minha dissertação. Obrigado pelo apoio na finalização deste projeto. Obrigado por se esforçar e querer manter nosso laço. à minha mãe, Carla, por buscar manter e fortalecer os laços de nossa família. Obrigado pelo modo de ser e sua espontaneidade. Obrigado pelo cuidado que continua tendo comigo mesmo após ter me tornado um adulto.À minha Irmã, Isabela, por conseguir me mostrar meu melhor lado. Por me fazer perceber meus amigos. Obrigado pelas conversas e pelos Gins.Ao Prof. Dr. Gang pela colaboração na pesquisa, sempre empolgado e preocupado com o direcionamento dos estudos. À Drª. Juan Chen por sintetizar e fornecer as nanoemulsões, sempre atenta e inteirada sobre a pesquisa.À Lili e à Nat, por se mostrarem receptivas, e sempre dispostas a ajudar nos problemas do trabalho e a toda equipe do laboratório de Biofotônica e do Grupo de Óptica.Ao Didi pela presença bem humorada e atenciosa.Aos amigos que reencontrei, após a pandemia, Amanda, Caio, Christian, Louis e Victor. Feliz por termos nos encontrado novamente da melhor forma possível, em uma festa.Aos amigos que conheci no IFSC e na sala 35, Rapha, Gian, Paulo, Maju, Malu, Ian, Bretas por se preocuparem com a data de aniversário de cada um, pelas conversas no República e por retomarem a tradição da pinga de sexta-feira. À toda a minha família toda por entenderem a dificuldade e o distanciamento que foram necessários durante o mestrado. Ao Dr. Vinicius Guimarães Ferreira pelos testes realizados no HPLC e o bom humor durante os experimentos. Ao LAT e ao Liepo pelo suporte tecnológico, em especial ao Guilherme do LAT e ao João do Liepo pelo conserto dos equipamentos. Ao Pro...

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Exploiting cyanine dye J-aggregates/monomer equilibrium in hydrophobic protein pockets for efficient multi-step phototherapy: an innovative concept for smart nanotheranostics

Abstract: 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...

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