Exploring Innovative Nanodelivery Systems for Melanoma Photodynamic Therapy

Abstract

Cutaneous melanoma (CM) is a severe and fatal skin cancer with a multifactorial etiology and poor prognosis. Despite the progress made thus far, CM remains the subject of ongoing research. The relevance of finding innovative treatments for CM is based on the high prevalence of recurrence, high metastatic potential, limited efficacy of existing therapies, and intrinsic and acquired multidrug resistance. Furthermore, the predicted high incidence rates in the coming years highlight the importance of developing effective treatments for CM. Nanotechnology has demonstrated significant potential for revolutionizing therapeutic modalities in this field. The impact of nanotechnology-based delivery systems on enhancing the efficacy of photodynamic therapy (PDT) has been particularly significant. The main aim of this thesis was to improve the effectiveness of PDT for CM by developing a nanotechnological strategy. Towards this general aim, two innovative nanodelivery systems have been proposed. Naturally occurring inorganic halloysite clay nanotubes (HNTs) were the first to be studied. HNTs were successfully shortened and considered safe in the absence of light in the range of concentrations tested, nevertheless, further optimization is required to enable the application of HNTs in CM PDT. Besides HNTs, a second nanodelivery system of organic nature was studied, revealing potential for improving the effectiveness of PDT for the topical treatment of CM. Overall, this thesis makes a substantial contribution to the ongoing pursuit of tailored nanotechnological strategies that enable the efficient application of PDT, a promising alternative therapeutic modality for the topical treatment of CM.

O melanoma cutâneo é um tipo de cancro de pele grave e fatal, caracterizado por uma etiologia multifatorial e um prognóstico reservado. Apesar dos progressos alcançados até ao momento, o melanoma cutâneo continua a ser objecto de investigação contínua. A necessidade de desenvolver tratamentos inovadores para o melanoma cutâneo baseia-se na elevada prevalência de recidivas, no elevado potencial metastático, na eficácia limitada das terapias existentes e na resistência intrínseca e adquirida a múltiplos fármacos. Além disso, estão previstas elevadas taxas de incidência nos próximos anos, facto que realça a importância do desenvolvimento de tratamentos eficazes para o melanoma cutâneo. A nanotecnologia tem demonstrado ter um potencial significativo para revolucionar modalidades terapêuticas nesta área. O impacto dos sistemas de libertação de fármacos baseados em nanotecnologia na melhoria da eficácia da terapia fotodinâmica tem sido particularmente significativo. O principal objetivo desta tese consistiu em melhorar a eficácia da terapia fotodinâmica para o melanoma cutâneo através do desenvolvimento de uma estratégia nanotecnológica. Tendo em vista este objetivo geral, foram propostos dois nanotransportadores inovadores. Os nanotubos de haloisite (HNTs), inorgânicos e de ocorrência natural, foram os primeiros a serem estudados. Os HNTs foram encurtados com sucesso e considerados seguros na ausência de luz e no intervalo de concentrações testadas, porém, é necessária uma otimização adicional de forma a possibilitar a aplicação dos HNTs na terapia fotodinâmica do melanoma cutâneo. Para além dos HNTs, um segundo nanotransportador de origem orgânica foi estudado e revelou potencial para melhorar a eficácia da terapia fotodinâmica no tratamento tópico do melanoma cutâneo. Em geral, esta tese contribui significativamente para o desenvolvimento e conhecimento de estratégias nanotecnológicas personalizadas que permitam a aplicação eficiente da terapia fotodinâmica, uma modalidade terapêutica alternativa e promissora para o tratamento tópico do melanoma cutâneo.