Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Departamento de Biologia Celular, Instituto de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Biologia Molecular, 2017. / Submitted by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2018-07-24T18:54:19Z No. of bitstreams: 1 2017_MayaraSimonellyCostadosSantos.pdf: 16495247 bytes, checksum: d8de0cf05e99d2db52ce818eab46feab (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2018-07-24T19:33:48Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_MayaraSimonellyCostadosSantos.pdf: 16495247 bytes, checksum: d8de0cf05e99d2db52ce818eab46feab (MD5) / Made available in DSpace on 2018-07-24T19:33:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_MayaraSimonellyCostadosSantos.pdf: 16495247 bytes, checksum: d8de0cf05e99d2db52ce818eab46feab (MD5) Previous issue date: 2018-07-24 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES); Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq); Financiadora de Estudos e Projetos (Finep); Fundação de Apoio a Pesquisa do Distrito Federal (FAP-DF) e Institutos Nacionais de Ciência e Tecnologia (INCT). / As fototerapias têm se mostrado como uma abordagem promissora frente às terapias convencionais para o tratamento do câncer. O presente estudo teve como objetivo produzir e avaliar a eficácia de ação da plataforma de nanofolhas de óxido de grafeno carboxilado associadas ao azul de metileno (NanoGO-AM) no uso das terapias fotodinâmica (TFD) e fototérmica (TFT) combinadas contra modelo de carcinoma mamário murino ortotópico singênico. In vitro, NanoGO-AM apresentou produção de espécies reativas de oxigênio (EROs) após irradiação com luz de LED de 660 nm, e aumento de temperatura de 35,6 ° C seguido de irradiação com luz de laser. Os ensaios in vivo demonstraram um efeito aditivo obtido por NanoGO-AM com uso das TFD/TFT combinadas, que promoveram a ablação completa do tumor em 5/5 camundongos portadores de tumores de células 4T1-Luciferase. Até 30 dias após o último tratamento, não houve recidiva do tumor comparado aos grupos de TFD ou TFT apenas, que apresentaram bioluminescência tumoral 63 vezes maior que o grupo de tratamento para TFD/TFT combinadas. Estudos histológicos confirmaram que as terapias combinadas foram capazes de prevenir o crescimento tumoral e as metástases no fígado, pulmão e baço. Todos os dados sugerem o potencial de NanoGO-AM no tratamento de câncer de mama e prevenção de metástases. Na segunda parte do estudo, utilizou-se o cloreto de ftalocianina de alumínio (AlClFt), que é um fotossensibilizador hidrofóbico com alto rendimento quântico de oxigênio singleto. A combinação de nanofolhas de óxido de grafeno com AlClFt resultou em um dispositivo no qual o fotossensibilizador e o agente fototérmico estão em uma única nanoestrutura com potencial para uso em terapias combinadas. As nanofolhas de óxido de grafeno (NanoGO) foram produzidas a partir do método de Hummers tradicional e AlClFt foi adsorvido a sua superfície. Sob irradiação para TFD, NanoGO-AlClFt apresentou considerável produção de ERO em ambiente biológico. Células normais e tumorais (humanas e murinas), como MCF-7 (carcinoma mamário humano), MCF-10A (células normais de mama humana), 4T1-Luciferase (carcinoma mamário murino bioluminescente) e NIH/3T3 (célula de fibroblasto de embrião de camundongo) foram tratadas com NanoGO-AlClFt e irradiadas para TFD, TFT ou TFD/TFT combinadas. Houve uma redução significativa na viabilidade das células tumorais de até 90\%, mostrando o potencial da plataforma NanoGO-AlClFt em produzir danos celulares irreversíveis em células de carcinoma de mamário humano e murino. Os ensaios in vivo com camudongos portadores de tumor de células 4T1-Luciferase demonstraram a eficiência do NanoGO-AlClFt na mediação da ablação parcial do tumor e na prevenção da progressão tumoral com o uso da TFD/TFT combinadas. / Phototherapies have been shown as a promising alternative to the conventional therapies for cancer treatment. The present study aimed to prepare and use the nanographene oxide carboxylated-methylene blue platform (NanoGO-MB) to promote tumor ablation using combined photodynamic (PDT) and photothermal (PTT) therapies against a syngeneic orthotopic murine breast cancer model. In vitro, NanoGO-MB presented reactive oxygen species (ROS) production after LED light irradiation, and a temperature increase of approximately 40 °C followed by laser light irradiation. In vivo assays demonstrated an additive effect obtained by NanoGO-MB with the combined PDT/PTT therapies, which promoted complete tumor ablation in 5/5 4T1- Luciferase tumor-bearing mice. Up to 30 days after the last treatment, there was no tumor regrowth compared with PDT or PTT only groups, which displayed tumoral bioluminescence 63-fold higher than the combined PDT/PTT treatment group. Histological studies confirmed that the combined therapies were able to prevent tumor growth and liver, lung, and spleen metastasis. All data suggest the potential of NanoGO-MB in the treatment of breast cancer and metastasis prevention. In the second part of the study, it was used aluminum phthalocyanine chloride (AlPc), which is a hydrophobic photosensitizer with a high singlet oxygen species quantum yield. The combination of nanographene oxide and AlPc resulted in a device which the photosensitizer and the photothermal agent are in a single nanostructure with potential for use in the combined therapies. Graphene oxide nanosheets (NanoGO) were produced from a traditional Hummers method and AlPc was adsorbed on its surface. NanoGO-AlPc upon irradiation for PDT therapy displayed considerable ROS production in a biological environment. Normal and tumor cells (human and murine), as MCF-7 (human breast carcinoma cells), MCF-10A (human breast normal cells), 4T1-Luc (murine mammary tumor bioluminescent cells) and NIH/3T3 (murine embryo fibroblast cell) were treated with NanoGO-AlPc and irradiated for single PDT or single PTT and combined PDT/PTT therapies. There was a significant decrease in tumor cells viability of up to 90% showing the potential of platform NanoGO-AlPc in produce irreversible cell damage in human and murine breast carcinoma cells. In vivo assays with 4T1-Luc tumor-bearing mice demonstrated the efficiency of NanoGO-AlPc in mediating partial tumor ablation and preventing tumor progression with PDT and PTT combined therapies.

Made available in DSpace on 2014-06-12T15:49:59Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo2696_1.pdf: 8323694 bytes, checksum: eb8c61603dbc2a2b1196dd1852bee9ff (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2010 / Nanocascas metálicas são uma nova classe de nanopartículas. Formadas por um caroço dielétrico revestido por uma casca metálica, possuem propriedades ópticas dependentes principalmente da razão raio do núcleo/espessura da casca, e através de variações nessa relação é possível sintonizar o perfil de absorção destas nanopartículas através do espectro eletromagnético, indo de comprimentos de onda situados na faixa do espectro visível, até regiões do infravermelho próximo. Nosso maior interesse reside na obtenção de nanocascas de ouro cujo perfil de absorção pode ser modulado para absorver em uma região denominada janela de transparência ótica para sistemas biológicos, em que o poder de penetração através dos tecidos é máximo; viabilizando a terapia por hipertermia, aquisição de imagens de células e detecção de biomoléculas. O processo de síntese é bastante complexo e conta com 5 etapas de difícil controle. Este trabalho apresenta um método reprodutível para obtenção de nanocascas de ouro através de três diferentes rotas. Através do emprego de diferentes técnicas bottom-up como auto-organização molecular e reações de oxirredução, fomos capazes de desenvolver um método confiável para a fabricação de nanocascas de ouro. Nossos resultados concordam com aqueles descritos na literatura e nosso método de fabricação apresenta importantes modificações nos processos normalmente empregados na literatura; habilitando, assim, o nosso laboratório a prosseguir com os estudos que visam às aplicações biológicas das nanocascas de ouro

Multifunctional plasmonic nanoparticles have shown extraordinary potential for near infrared photothermal and triggered-therapeutic release treatments of solid tumors. However, the accumulation rate of the nanoparticles in the target tissue, which depends on their capacity to escape the immune system, and the ability to efficiently and accurately track these particles in vivo are still limited. To address these challenges, we have created two different systems. The first one is a multifunctional nanocarrier in which PEG-coated gold nanorods were grouped into natural cell membrane vesicles from lung cancer cell membranes (A549) and loaded with β-lap (CM-β-lap-PEG-AuNRs). Our goal was to develop specific multifunctional systems for cancer treatment by using the antigens and the unique properties of the cancer cell membrane combined with photothermal properties of AuNRs and anticancer activity of β-lap. The results confirmed the assembly of PEG-AuNRs inside the vesicles and the irradiation with NIR laser led to disruption of the vesicles and release of the PEG-AuNRs and β-Lap. In vitro studies revealed an enhanced and synergic cytotoxicity against A549 cancer cells, which can be attributed to the specific cytotoxicity of β-Lap combined with heat generated by laser irradiation of the AuNRs. No cytotoxicity was observed in absence of laser irradiation. In the second system, MRI-active Au nanomatryoshkas were developed. These are Au core-silica layer-Au shell nanoparticles, where Gd(III) ions are encapsulated within the silica layer between the inner core and outer Au layer of the nanoparticle (Gd-NM). This theranostic nanoparticle retains its strong near infrared optical absorption properties, essential for in vivo photothermal cancer therapy, while simultaneously providing increased T1 contrast in MR imaging by concentrating Gd(III) within the nanoparticle. Measurements of Gd-NM revealed a substantially enhanced T1 relaxivity (r1 ~ 17 mM-1 s-1) even at 4.7 T, surpassing conventional Gd(III)-DOTA chelating agents (r1 ~ 4 mM-1 s-1) currently in clinical use. The observed relaxivities are consistent with Solomon-Bloembergen-Morgan (SBM) theory, describing the longer-range interactions between the Gd(III) and protons outside the nanoparticle. These novel multifunctional systems open the door for the development of more efficient nanoplatforms for diagnosis and treatment of cancer. / Nanopartículas plasmônicas multifuncionais têm revelado elevado potencial para fototermia na região (NIR) do infravermelho e liberação controlada de fármacos para o tratamento de tumores sólidos. No entanto, a taxa de acumulação das nanoparticulas no tecido alvo, que depende da capacidade delas de escapar do sistema imunológico, e a habilidade de rastrear de maneira efetiva essas partículas in vivo ainda são limitadas. Para superar essas barreiras, dois sistemas diferentes foram desenvolvidos. O primeiro corresponde a um nanocarreador multifunctional, onde nanobastões de ouro funcionalizados com PEG foram agrupados dentro de vesículas de membranas de células naturais originarias de células cancerígenas de pulmão (A549) conjugadas com β-Lap (CM-β-lap-PEG-AuNRs). Nosso principal objetivo foi desenvolver um sistema multifuncional especifico para tratamento de câncer utilizando os antígenos e propriedades únicas da membrana das células cancerígenas combinados com as propriedades fototérmicas dos AuNRs e a atividade anticancerígena da β-Lap. Os resultados confirmaram o agrupamento dos PEG-AuNRs dentro das CM e irradiação com o laser no NIR levou ao rompimento das vesículas e liberação dos AuNRs e β-Lap. Estudos in vitro revelaram uma elevada e sinérgica citotoxicidade contra células A549, que pode ser atribuída a combinação da especifica toxicidade da β-Lap com o calor gerado pelos AuNRs por meio da irradiação com laser. Nenhuma citotoxicidade significativa foi observada na ausência de irradiação com laser. No segundo sistema, nanomatryoshkas de Au ativas em MRI foram desenvolvidas. Elas consistem em um núcleo de Au, uma camada intersticial de sílica, onde os íons de Gd(III) são encapsulados, e uma camada externa de Au (Gd-NM). Esta nanopartícula teranóstica mantém as propriedades de elevada absorção óptica no NIR, enquanto simultaneamente fornece um elevado contraste T1 em imagem por ressonância magnética por meio da concentração dos íons de Gd(III) dentro da nanoparticula. Medidas de Gd-NM revelaram uma relaxividade elevada (r1 ~ 17 mM-1 s-1 ) a 4,7 T, superando os convencionais agentes quelantes de Gd(III)-DOTA (r1 ~ 4 mM-1 s-1) utilizados clinicamente. As relaxividades observadas são consistentes com a teoria Solomon-Bloembergen-Morgan (SBM), descrevendo as interações de longo alcance entre Gd(III) e prótons de H fora da partícula. Os novos sistemas multifuncionais desenvolvidos abrem oportunidades para o desenvolvimento de nanoplataformas mais eficientes para o diagnóstico e tratamento de câncer.

Multifunctional plasmonic nanoparticles have shown extraordinary potential for near infrared photothermal and triggered-therapeutic release treatments of solid tumors. However, the accumulation rate of the nanoparticles in the target tissue, which depends on their capacity to escape the immune system, and the ability to efficiently and accurately track these particles in vivo are still limited. To address these challenges, we have created two different systems. The first one is a multifunctional nanocarrier in which PEG-coated gold nanorods were grouped into natural cell membrane vesicles from lung cancer cell membranes (A549) and loaded with β-lap (CM-β-lap-PEG-AuNRs). Our goal was to develop specific multifunctional systems for cancer treatment by using the antigens and the unique properties of the cancer cell membrane combined with photothermal properties of AuNRs and anticancer activity of β-lap. The results confirmed the assembly of PEG-AuNRs inside the vesicles and the irradiation with NIR laser led to disruption of the vesicles and release of the PEG-AuNRs and β-Lap. In vitro studies revealed an enhanced and synergic cytotoxicity against A549 cancer cells, which can be attributed to the specific cytotoxicity of β-Lap combined with heat generated by laser irradiation of the AuNRs. No cytotoxicity was observed in absence of laser irradiation. In the second system, MRI-active Au nanomatryoshkas were developed. These are Au core-silica layer-Au shell nanoparticles, where Gd(III) ions are encapsulated within the silica layer between the inner core and outer Au layer of the nanoparticle (Gd-NM). This theranostic nanoparticle retains its strong near infrared optical absorption properties, essential for in vivo photothermal cancer therapy, while simultaneously providing increased T1 contrast in MR imaging by concentrating Gd(III) within the nanoparticle. Measurements of Gd-NM revealed a substantially enhanced T1 relaxivity (r1 ~ 17 mM-1 s-1) even at 4.7 T, surpassing conventional Gd(III)-DOTA chelating agents (r1 ~ 4 mM-1 s-1) currently in clinical use. The observed relaxivities are consistent with Solomon-Bloembergen-Morgan (SBM) theory, describing the longer-range interactions between the Gd(III) and protons outside the nanoparticle. These novel multifunctional systems open the door for the development of more efficient nanoplatforms for diagnosis and treatment of cancer. / Nanopartículas plasmônicas multifuncionais têm revelado elevado potencial para fototermia na região (NIR) do infravermelho e liberação controlada de fármacos para o tratamento de tumores sólidos. No entanto, a taxa de acumulação das nanoparticulas no tecido alvo, que depende da capacidade delas de escapar do sistema imunológico, e a habilidade de rastrear de maneira efetiva essas partículas in vivo ainda são limitadas. Para superar essas barreiras, dois sistemas diferentes foram desenvolvidos. O primeiro corresponde a um nanocarreador multifunctional, onde nanobastões de ouro funcionalizados com PEG foram agrupados dentro de vesículas de membranas de células naturais originarias de células cancerígenas de pulmão (A549) conjugadas com β-Lap (CM-β-lap-PEG-AuNRs). Nosso principal objetivo foi desenvolver um sistema multifuncional especifico para tratamento de câncer utilizando os antígenos e propriedades únicas da membrana das células cancerígenas combinados com as propriedades fototérmicas dos AuNRs e a atividade anticancerígena da β-Lap. Os resultados confirmaram o agrupamento dos PEG-AuNRs dentro das CM e irradiação com o laser no NIR levou ao rompimento das vesículas e liberação dos AuNRs e β-Lap. Estudos in vitro revelaram uma elevada e sinérgica citotoxicidade contra células A549, que pode ser atribuída a combinação da especifica toxicidade da β-Lap com o calor gerado pelos AuNRs por meio da irradiação com laser. Nenhuma citotoxicidade significativa foi observada na ausência de irradiação com laser. No segundo sistema, nanomatryoshkas de Au ativas em MRI foram desenvolvidas. Elas consistem em um núcleo de Au, uma camada intersticial de sílica, onde os íons de Gd(III) são encapsulados, e uma camada externa de Au (Gd-NM). Esta nanopartícula teranóstica mantém as propriedades de elevada absorção óptica no NIR, enquanto simultaneamente fornece um elevado contraste T1 em imagem por ressonância magnética por meio da concentração dos íons de Gd(III) dentro da nanoparticula. Medidas de Gd-NM revelaram uma relaxividade elevada (r1 ~ 17 mM-1 s-1 ) a 4,7 T, superando os convencionais agentes quelantes de Gd(III)-DOTA (r1 ~ 4 mM-1 s-1) utilizados clinicamente. As relaxividades observadas são consistentes com a teoria Solomon-Bloembergen-Morgan (SBM), descrevendo as interações de longo alcance entre Gd(III) e prótons de H fora da partícula. Os novos sistemas multifuncionais desenvolvidos abrem oportunidades para o desenvolvimento de nanoplataformas mais eficientes para o diagnóstico e tratamento de câncer.

In this work, we investigated the possible applications of Nd3+ ions doped lanthanium trifluoride (LaF3) nanocrystals as infrared constrast agents in the first and second biological windows of the electromagnetic spectrum, which extend from 700 to 1400 nm. For this, we use the three emissions of Nd3+ ions centered around 900, 1060, and 1330 nm, corresponding to transitions generated from the metastable state 4F3/2. In comparison with other fluorescent nanoparticles (NPs) used as biolables agents, such as semiconductor quantum dots and multiphotonic luminescent NPs, the Nd3+ doped LaF3 NPs present several advantages such as high fluorescence quantum efficiency and high chemical and spectral stabilities. We have demonstrated that, with the emission around 1060 nm is possible to obtain high brightness images of cancer cells and high penetration images of animal models (mices). Additionally, we have demonstrated that the emission around 900 nm has an appreciable thermal sensitivity that allows the use of such NPs as optical nanothermometers. As the Nd3+ concentration is increased to values around 25 mol%, this thermal sensitivity comes with a high conversion efficiency of light-to-heat, so that the NPs work as multifunctional agents capable of generating heat and measuring, simultaneously, induced local temperature. This has allowed the development of real time controlled thermal therapies of cancerous tumors in animal models (mices). / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Nesta tese avaliamos as possíveis aplicações de nanocristais de trifluoreto de lantânio (LaF3) dopados com íons de Nd3+ como agentes de contrastes infravermelho na primeira e segunda janelas biológicas do espectro eletromagnético, as quais se estendem de 700 a 1400 nm. Para isso usamos as três emissões de íons de Nd3+ centradas em torno de 900, 1060 e 1330 nm, correspondentes a transições geradas a partir do estado metaestável 4F3/2. Na comparação com outras nanopartículas (NPs) fluorescentes usadas como agentes de bio-contrastes, tais como, pontos quânticos de semicondutores e NPs multifotônicas luminescentes, as NPs de LaF3 dopadas com íons de Nd3+ apresentam diversas vantagens, tais como, alta eficiência quântica de fluorescência e altas estabilidades química e espectral. Nós demonstramos com a emissão em torno de 1060 nm que é possível obter imagens de alto brilho de células cancerígenas e imagens de alta penetração de modelos animais (ratos). Adicionalmente, demonstramos que a emissão em torno de 900 nm apresenta uma apreciável sensibilidade térmica que permite utilizar tais NPs como nanotermômetros ópticos. Quando a concentração de íons de Nd3+ é elevada para valores em torno de 25 mol%, esta sensibilidade térmica vem acompanhada de uma alta eficiência de conversão luz-calor, fazendo as NPs se comportarem como agentes multifuncionais capazes de gerar calor e medir, de forma simultânea, a temperatura local induzida. Isto tem permitido o desenvolvimento de terapias térmicas, controladas em tempo real, de tumores cancerígenos em modelos animais (ratos).

[ES] Esta tesis doctoral se enfoca en la creación y validación de sistemas optoelectrónicos para aplicaciones biomédicas, en concreto para la terapia fototérmica contra el cáncer de piel y la optogenética para la regeneración de tejido nervioso. En su transcurso, se ha desarrollado un conjunto de herramientas y dispositivos que abarcan desde la experimentación sobre cultivos celulares hasta modelos computacionales que simulan el tratamiento. Para la terapia fototérmica, se ha diseñado y construido un equipo de experimentación in vitro validado sobre cultivos celulares. Este dispositivo, equipado con funcionalidades para controlar la potencia del láser, gestionar los tiempos de irradiación, realizar un posicionamiento automático de varias muestras bajo el haz, y monitorizar la evolución de la temperatura, se presenta como una herramienta altamente beneficiosa para la investigación en esta área. Después, se exploró la simulación mediante el Método de Elementos Finitos para analizar el comportamiento de las nanopartículas y sus suspensiones en agua, arrojando luz sobre sus potenciales aplicaciones en terapias fototérmicas y campos relacionados. Gracias al aprendizaje obtenido en los primeros pasos de este estudio, se logró el desarrollo de dos nuevos equipos que habilitan la realización de experimentos in vivo. Además, se ha implementado un modelo computacional diseñado para investigar el impacto de la terapia fototérmica en tejido biológico. Por último, se desarrolló un dispositivo optoelectrónico de reducidas dimensiones y alta potencia para la estimulación optogenética de neuronas modificadas genéticamente, con el objetivo de observar el transitorio de la estimulación y así entender en mayor medida las posibilidades que ofrece la optogenética en el campo de la regeneración de tejidos. / [CA] Aquesta tesi doctoral es centra en la creació i validació de sistemes optoelectrònics per a aplicacions biomèdiques, específicament per a la teràpia fototèrmica contra el càncer de pell i l'optogenètica per a la regeneració del teixit nerviós. Durant el seu desenvolupament, s'han dut a terme un conjunt d'eines i dispositius, des de l'experimentació en cultius cel·lulars fins a models computacionals que simulen el tractament. Per a la teràpia fototèrmica, s'ha dissenyat i construït un dispositiu de experimentació in vitro validat en cultius cel·lulars. Aquest dispositiu, equipat amb funcionalitats per controlar la potència del làser, gestionar els temps d'irradiació, realitzar un posicionament automàtic de diverses mostres sota el feix i monitoritzar l'evolució de la temperatura, es presenta com una eina altament beneficiosa per a la recerca en aquest àmbit. A continuació, s'ha explorat la simulació mitjançant el Mètode d'Elements Finits per analitzar el comportament de les nanopartícules i les seves suspensions en aigua, aportant llum a les seves possibles aplicacions en teràpies fototèrmiques i camps relacionats. Gràcies al coneixement adquirit en les primeres etapes d'aquest estudi, s'ha aconseguit el desenvolupament de dos nous dispositius que possibiliten realitzar experiments in vivo. A més, s'ha implementat un model computacional dissenyat per investigar l'impacte de la teràpia fototèrmica en teixit biològic. Finalment, s'ha desenvolupat un dispositiu optoelectrònic de reduïdes dimensions i alta potència per a l'estimulació optogenètica de neurones modificades genèticament, amb l'objectiu d'observar la estimulació transitoria i comprendre millor les possibilitats que ofereix l'optogenètica en el camp de la regeneració de teixits. / [EN] This doctoral thesis focuses on the creation and validation of optoelectronic systems for biomedical applications, specifically for photothermal therapy against skin cancer and optogenetics for nerve tissue regeneration. During its course, a set of tools and devices has been developed, ranging from experimentation on cell cultures to computational models simulating the treatment. For photothermal therapy, an in vitro device has been designed and constructed for experimentation in cell cultures. This device, equipped with functionalities to control laser power, manage irradiation times, perform automatic positioning of multiple samples under the beam, and monitor temperature evolution, emerges as a highly beneficial tool for research in this area. Next, simulation using the Finite Element Method was explored to analyze the behavior of nanoparticles and their suspensions in water, shedding light on their potential applications in photothermal therapies and related fields. Thanks to the knowledge gained in the early stages of this study, the development of two new devices enabling in vivo experiments was achieved. Furthermore, a computational model designed to investigate the impact of photothermal therapy on biological tissue has been implemented. Finally, a compact, high-power optoelectronic device was developed for the optogenetic stimulation of genetically modified neurons, with the aim of observing the stimulation transient and gaining a better understanding of the possibilities that optogenetics offers in the field of tissue regeneration. / El material y las instalaciones utilizados en el desarrollo de este trabajo fueron financiados por las ayudas PID2021-126304OB-C44 y PID2021-124359OB-I00 de MCIN/AEI/10.13039/5011000110-33, el programa H2020 FetOpen con el proyecto número 964562, la ayuda de la Conselleria de Educación, Investigación, Cultura y Deporte de la Generalitat Valenciana CIPROM/2021/007 y el proyecto PROMETEO 2018/024, la Fundación Social Europea ACIF/2019/120, y el Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades con las becas doctorales FPU17/03239 y FPU17/03800. El trabajo ha recibido también financiación de la Agencia Estatal de Investigación con los proyectos números RTI2018-100910-B-C41, RTI2018-100910-B-C43-AR y PID2021-126304OB-C41, el Instituto de Salud Carlos III - CIBER-BBN: Safe N Medtech and Smart-4-Fabry Projects (asociado a los programas europeos del marco H2020 (H2020/2014-2020) con la ayuda número 814607) y el Ministerio de Ciencia e Innovación con las beca predoctorales FPU17/03800 y FPU17/03239 / Terrés Haro, JM. (2023). Sistemas optoelectrónicos para terapias fototérmicas dirigidas al cáncer de piel y optogenética en la regeneración de tejido nervioso [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/202285