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Upconversion Nanoparticles with Mesoporous Silica Coatings for Doxorubicin Targeted Delivery to Melanoma Cells

  • Melanoma is one of the most aggressive skin cancers and requires innovative therapeutic strategies to overcome the limitations of conventional therapies. In this work, upconversion nanoparticles coated with mesoporous silica and functionalized with folic acid (UCNP@mSiO2-FA) were developed as a targeted nanocarrier system for the delivery of doxorubicin (DOX). The UCNPs were synthesized via thermal decomposition, coated with mesoporous silica shells, and functionalized with folic acid (FA) to enable receptor-mediated targeting. DOX was then loaded into the mesoporous silica coating by adsorption, yielding UCNP@mSiO2-FA-DOX. The different UCNPs were characterized for size, composition, colloidal stability, and loading and release of DOX. This comprehensive physicochemical characterization confirmed a high DOX loading efficiency and a slightly increased drug release under acidic conditions, mimicking the tumour microenvironment. In vitro assays using four melanoma cell lines (A375,Melanoma is one of the most aggressive skin cancers and requires innovative therapeutic strategies to overcome the limitations of conventional therapies. In this work, upconversion nanoparticles coated with mesoporous silica and functionalized with folic acid (UCNP@mSiO2-FA) were developed as a targeted nanocarrier system for the delivery of doxorubicin (DOX). The UCNPs were synthesized via thermal decomposition, coated with mesoporous silica shells, and functionalized with folic acid (FA) to enable receptor-mediated targeting. DOX was then loaded into the mesoporous silica coating by adsorption, yielding UCNP@mSiO2-FA-DOX. The different UCNPs were characterized for size, composition, colloidal stability, and loading and release of DOX. This comprehensive physicochemical characterization confirmed a high DOX loading efficiency and a slightly increased drug release under acidic conditions, mimicking the tumour microenvironment. In vitro assays using four melanoma cell lines (A375, B16-F10, MNT-1, and SK-MEL-28) revealed an excellent biocompatibility of UCNP@mSiO2-FA and a significantly higher cytotoxicity of UCNP@mSiO2-FA-DOX compared to unloaded UCNPs, in a dose-dependent manner. Cell cycle analysis demonstrated G2/M phase arrest after treatment with UCNP@mSiO2-FA-DOX, confirming its antiproliferative effect. Overall, UCNP@mSiO2-FA-DOX represents a promising nanoplatform for targeted melanoma therapy, combining active tumour targeting and enhanced anticancer efficacy.zeige mehrzeige weniger

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Autor*innen:Párástu OskoeiORCiD, Rúben Afonso, Verónica BastosORCiD, João NogueiraORCiD, Lisa-Marie Keller, Elina Andresen, Maysoon I. Saleh, Bastian RühleORCiD, Ute Resch-GengerORCiD, Ana L. Daniel-da-SilvaORCiD, Helena OliveiraORCiD
Dokumenttyp:Zeitschriftenartikel
Veröffentlichungsform:Verlagsliteratur
Sprache:Englisch
Titel des übergeordneten Werkes (Englisch):Molecules
Jahr der Erstveröffentlichung:2025
Organisationseinheit der BAM:1 Analytische Chemie; Referenzmaterialien
1 Analytische Chemie; Referenzmaterialien / 1.2 Biophotonik
6 Materialchemie
6 Materialchemie / 6.7 Materialsynthese und Design
Veröffentlichende Institution:Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM)
Verlag:MDPI AG
Jahrgang/Band:31
Ausgabe/Heft:1
Aufsatznummer:74
Erste Seite:1
Letzte Seite:18
DDC-Klassifikation:Naturwissenschaften und Mathematik / Chemie / Analytische Chemie
Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / Ingenieurwissenschaften / Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / Ingenieurwissenschaften / Sanitär- und Kommunaltechnik; Umwelttechnik
Freie Schlagwörter:Cell; Characterization; DOX; Drug; Fluorescence; Imaging; Nano; Particle; Release; Silica; Synthesis; Toxicity; Uptake; pH
Themenfelder/Aktivitätsfelder der BAM:Chemie und Prozesstechnik
Chemie und Prozesstechnik / Chemische Charakterisierung und Spurenanalytik
Material
Material / Advanced Materials
Umwelt
Umwelt / Sensorik
DOI:10.3390/molecules31010074
URN:urn:nbn:de:kobv:b43-653596
ISSN:1420-3049
Verfügbarkeit des Dokuments:Datei im Netzwerk der BAM verfügbar ("Closed Access")
Lizenz (Deutsch):License LogoCreative Commons - CC BY - Namensnennung 4.0 International
Datum der Freischaltung:15.01.2026
Referierte Publikation:Ja
Datum der Eintragung als referierte Publikation:19.01.2026
Schriftenreihen ohne Nummerierung:Wissenschaftliche Artikel der BAM
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