Actualidad

Andamios inteligentes para monitorizar el crecimiento de tumores en tiempo real y entornos controlados

Grupo de investigación de CIC biomaGUNE y el CIBER-BBN liderado por Luis Liz Marzán, tomada junto al SERS

Construir andamios tridimensionales que guíen el crecimiento de tumores en entornos controlados, para monitorizar el devenir de cada una sus células en tiempo real y registrar la liberación de metabolitos tumorales y otros indicadores de la actividad celular en diferentes condiciones. Ese es el objetivo final del proyecto 4DbioSERS, en el que trabaja el grupo de investigación del CIBER-BBN liderado por Luis Liz Marzán, profesor Ikerbasque y director científico de CIC biomaGUNE. Se trata de un proyecto orientado al estudio del cáncer, en particular del melanoma y del cáncer de mama, con el que se busca entender mejor el crecimiento y la dinámica de los tumores, evitando además la experimentación con animales. 4DbioSERS es un proyecto de cinco años, financiado con 2,4 millones de euros por el Consejo Europeo de Investigación (ERC), dentro de la convocatoria de los prestigiosos ERC Advanced Grant, que se conceden a proyectos de alto riesgo y alto beneficio.

Liz Marzan sintetiza así las claves del proyecto: “Estamos trabajando en la fabricación de una especie de andamios micrométricos, utilizando distintos métodos (entre otros, la impresión 3D), que llevan incorporadas nanopartículas de oro, las cuales actúan como sensores. En el interior del andamio se cultiva una mezcla de células tumorales, células de otros tipos y otros componentes, para reproducir con la mayor fidelidad posible un tumor real, de forma que los citados nanosensores nos permitan detectar biomarcadores relacionados con la evolución del tumor, en distintas condiciones, por ejemplo: cambiando la temperatura o el pH, añadiendo fármacos o creando otras condiciones que puedan afectarle y que ayuden a diseñar luego tratamientos más eficaces”. Además, también tienen en mente “marcar algunas de las células para ver cómo se desplazan dentro del tumor, o si se segregan ciertos tipos de células a un sitio en concreto, para estudiar la heterogeneidad del tumor”, añade.

La herramienta utilizada para detectar los biomarcadores y monitorizar el desplazamiento de las células es la espectroscopía Raman mejorada por superficies o SERS (surface-enhanced Raman spectroscopy), capaz de analizar una extensa variedad de sustancias con una resolución espacial muy baja, incluso a concentraciones extremadamente bajas. El SERS utiliza las citadas nanopartículas de oro como sensores y también como etiquetas, así como un láser que permite ver las moléculas cercanas a estas nanopartículas.

Avances en paralelo hacia un mismo fin

En poco más de un año, “hemos obtenido resultados que nos indican que vamos en la buena dirección”, afirma el profesor Ikerbasque. Por una parte, han demostrado que utilizando nanopartículas codificadas para SERS, “podemos hacer una reconstrucción tridimensional de sistemas formados por distintos tipos de células, organizados en multicapas, con una resolución que nos permite diferenciar cada capa de células en tiempos relativamente largos”. Las partículas codificadas utilizadas en este sistema tienen la ventaja de que no se degradan con el tiempo, como sucede a las moléculas fluorescentes que se usan habitualmente para este tipo de detecciones. El grupo de investigación ha conseguido hacer “una especie de mapa tridimensional de la colocación de las células en estos sistemas complejos; es decir, se ha conseguido controlar el sistema celular fabricado, para poder demostrar la detección tridimensional de cada célula que lleva un código proporcionado por las citadas partículas codificadas. Este es un primer paso de cara a estudiar la evolución dinámica de estos sistemas, es decir, realizar un estudio 4D (en las tres dimensiones y el tiempo)”, explica.

Por otra parte, han demostrado que se pueden hacer cultivos de células tumorales y medir en tiempo real la evolución de distintos biomarcadores: metabolitos del cáncer o sustancias que se generan como consecuencia de la presencia de las células cancerígenas. “Utilizando unos sustratos especialmente diseñados, tenemos la suficiente capacidad para detectar concentraciones lo bastante pequeñas como para ser relevantes en estos cultivos tumorales. De esta forma podemos ver la evolución en el tiempo de las células tumorales que se están desarrollando en el propio sistema y distinguir su comportamiento en distintas condiciones”, explica Liz Marzán. Concretamente, han conseguido observar la evolución de dos metabolitos simultáneamente; “hemos observado que uno aumenta su concentración a medida que disminuye el otro, lo cual confirma que estamos viendo en tiempo real el proceso metabólico causado por unas enzimas que están expresadas en esas células tumorales”, añade.

Asimismo, la detección de cierta molécula indica que “hay un tipo de células que se están muriendo en el sistema en esas condiciones”. Liz Marzán remarca la importancia de esta evidencia porque “nos permite tener una detección prácticamente remota, debido a que nuestro detector no está en contacto directo con las células, sino simplemente estudia el medio que las rodea. Este es un paso importante de cara al objetivo final”. Liz Marzán revela, finalmente, que están trabajando en la construcción de los andamios para cultivos celulares con una impresora 3D, que también permiten realizar detecciones, pero concluye que “todavía hay un camino largo que recorrer”.

Vídeo del proyecto 4DbioSERS

Fuente: CIBER-BBN y CIC biomaGUNE

Artículos de referencia:D. Jimenez de Aberasturi, M. Henriksen-Lacey, L. Litti, J. Langer, L.M. Liz-Marzán Using SERS Tags to Image the Three-Dimensional Structure of Complex Cell Models Adv. Funct. Mater. DOI: 10.1002/adfm.201909655

J. Plou, I. García, M. Charconnet, I. Astobiza, C. García-Astrain, C. Matricardi, A. Mihi, A. Carracedo, L.M. Liz-Marzán Multiplex SERS Detection of Metabolic Alterations in Tumor Extracellular Media Adv. Funct. Mater. DOI: 10.1002/adfm.201910335

El ICN2 lidera un proyecto europeo para diagnosticar la enfermedad COVID-19 en 30 minutos

El ICN2 trabajará en un biosensor óptico que detecte el coronavirus en media hora

Fuente: ICN2

La Comisión Europea ha impulsado una respuesta rápida para centrar los esfuerzos de investigación en el diagnóstico y el tratamiento de la enfermedad COVID-19 causada por el coronavirus SARS-CoV-2. El proyecto internacional CONVAT, está liderado por la profesora Investigación del CSIC en el Instituto Catalán de Nanociencia y Nanotecnología (ICN2) Laura Lechuga en el que también participan Italia y Francia. Además del grupo del Prof. Lechuga, otros tres centros participarán en él, como por ejemplo el grupo del Prof. Jordi Serra Cobo de la Universidad de Barcelona (UB), que tiene una amplia experiencia en el estudio del coronavirus en animales y su epidemiología.

El proyecto CONVAT, busca desarrollar un nuevo dispositivo basado en nanotecnología con un biosensor ópitco que permitirá la detección del coronavirus en unos 30 minutos, directamente a partir de la muestra del paciente y sin necesidad de realizar los análisis en laboratorios clínicos centralizados. Además, esta novedosa tecnología podría discriminar rápidamente si se trata de infección por coronavirus o por gripe común. Se espera que esté listo en los próximos meses. El dispositivo se utilizará también para el análisis de diferentes tipos de coronavirus presentes en animales reservorios, como los murciélagos, para poder monitorizar y vigilar una posible evolución de estos virus y prevenir futuros brotes infecciosos en humanos.

Fuente: ICN2 y CSIC

Los kits de diagnóstico de GENOMICA, Grupo PharmaMar, para coronavirus COVID-19 reciben el marcado CE

GENOMICA comercializará dos productos, ambos validados en muestras clínicas y con marca CE. Se trata de la primera empresa española en obtener el marcado CE para el diagnóstico del coronavirus COVID-19.

PharmaMar (MSE:PHM) anuncia que GENOMICA, la empresa de diagnóstico molecular del Grupo PharmaMar, ha obtenido el marcado CE de conformidad para sus kits de diagnóstico del coronavirus COVID-19 (SARS-CoV2).
La marca CE acredita que GENOMICA cumple los requisitos esenciales descritos en la Directiva 98/79/CE sobre productos sanitarios para diagnóstico in vitro. GENOMICA ha completado con éxito las pruebas realizadas con muestras de pacientes, en colaboración con el Instituto de Salud Carlos III. Los kits de diagnóstico de GENOMICA son altamente sensibles y específicos en la detección del coronavirus COVID-19, por lo que podría detectarse el virus incluso antes de que el paciente muestre síntomas.
Estos kits ya están disponibles comercialmente y son compatibles con las dos tecnologías de diagnóstico más utilizadas en hospitales y centros de salud:
CLART® de GENOMICA y PCR Real Time.
La tecnología CLART® tiene capacidad para analizar simultáneamente 96 muestras de pacientes en menos de 5 horas, lo que hace que sea una opción de diagnóstico para el cribado del virus en la población.

Fuente: PharmaMar

La plataforma Nanomed Spain organiza una jornada científica en el marco del día mundial de las enfermedades raras

El Nano Rare Disease Day 2020 celebrado ayer en el Hospital de Sant Joan de Déu de Barcelona, fue una de las muchas iniciativas que se han llevado a cabo durante la campaña del día mundial de las enfermedades minoritarias.

La plataforma española de nanomedicina (Nanomed Spain) organizó un evento en el que se presentaron las últimas innovaciones en materia de Nanomedicina para el tratamiento y diagnóstico de dichas enfermedades; desde el diagnóstico precoz, la liberación controlada de fármacos o el desarrollo de nuevas terapias.

Para hacerse una idea de la incidencia de las enfermedades minoritarias, solo hace falta echar un ojo a las cifras:

  • más de 300 millones de personas en todo el mundo viven con una enfermedad rara
  • hay más de 6,000 enfermedades raras identificadas
  • las enfermedades raras actualmente afectan al 5% de la población mundial
  • una enfermedad es definida como rara en Europa cuando afecta a menos de 1 de cada 2.000 personas

Más de 40 personas asistieron al evento organizado conjuntamente entre Nanomed Spain, el IBEC y el instituto de investigación Sant Joan de Déu, en el que expertos en diferentes campos, – investigación, empresa, práctica clínica…- expusieron los últimos avances en el diagnóstico y tratamiento de las enfermedades minoritarias. La inauguración fue a cargo de Josep Samitier (Coordinador Científico de NANOMED Spain y Director del Institut de Bioenginyeria de Catalunya) y Francesc Palau (Director del Instituto Pediátrico de Enfermedades Raras (IPER) y Director del Institut de Recerca Sant Joan de Déu).

Durante el evento “Nano Rare Disease Day 2020” presentaron su trabajo:

  • Georgia Sarquella Brugada · Cardióloga del Hospital Sant Joan de Déu. Grupo de Investigación “Enfermedades Cardiovasculares en el Desarrollo” del Institut de Recerca Sant Joan de Déu (IRSJD)
  • Nora Ventosa · Investigadora en Nanomol Grup en el Institut de Ciència de Materials de Barcelona (ICMAB-CSIC), Centro de Investigación Biomédica en Red en Bioingeniería, Biomateriales y Nanomedicina (CIBER-BBN)
  • Andres Nascimento · Neurólogo pediátrico de Hospital Sant Joan de Déu. Grupo de Investigación “Investigación Aplicada en Enfermedades Neuromusculares” del Institut de Recerca Sant Joan de Déu (IRSJD)
  • Angel del Pozo Pérez · Biokeralty
  • Josep Jiménez Chillarón · Grupo de Investigación “Enfermedades metabólicas de origen pediátrico” del Institut de Recerca Sant Joan de Déu (IRSJD)
  • Eduard Goñalons · Asesor Científico de la Fundación Noelia (Niños contra la Distrofia Muscular congénita por déficit de colágeno VI)

La sesión terminó con una mesa redonda en entre investigadores, clínicos y representantes del sector empresarial para poner en común las necesidades de cada uno de ellos y explorar futuras oportunidades de colaboración. Para cerrar el evento, se proyectó el documental “RAR” un documental que narra la lucha de tres familias con hijos que padecen enfermedades raras y reciben atención en el hospital Sant Joan de Déu de Barcelona.

Ponentes durante el debate final, de izquierda a derecha: Josep Jiménez, Chillarón Eduard Goñalons, Georgia Sarquella Brugada,
Nora Ventosa, Andres Nascimento y Angel del Pozo Pérez.

En más de 100 países a nivel mundial se han organizado diferentes actividades para crear conciencia de lo que realmente significan estas enfermedades, además de aprovechar la oportunidad para darlas a conocer y sensibilizar a la población. El Día de las Enfermedades Minoritarias, organizado por rarediseaseday.org se lleva a cabo anualmente el último día del mes de febrero y es una gran oportunidad para dar a conocer el impacto que generan estas enfermedades en la vida de los pacientes y de las personas que los rodean.

 

Las nanopartículas de óxido de cerio podrían mejorar el pronóstico del carcinoma hepatocelular

Una larga colaboración entre el IDIBAPS y el ICN2, encabezada por el Prof. Wladimiro Jiménez y el Prof. ICREA Víctor F. Puntes, ha demostrado que la administración de nanopartículas de óxido de cerio en un modelo animal de ratas puede competir con los tratamientos disponibles en la actualidad. La investigación publicada en Hepatology demuestra que los tejidos humanos también absorben y retienen las nanopartículas convirtiéndolas en una potencial y prometedora nueva estrategia farmacológica.

De izquiera a derecha: Guillermo Fernández‐Varo, Víctor Puntes, Wladimiro Jiménez y Meritxell Perramón.

El carcinoma hepatocelular es el cáncer de hígado más frecuente y ocupa la tercera posición en el ranking mundial de cánceres con mayor mortalidad. Su aparición está relacionada con los virus de la hepatitis B y C, el alcoholismo, enfermedades metabólicas del hígado y la exposición a ciertas toxinas. Aunque se han descrito los mecanismos moleculares con detalle, por el momento no se dispone de un tratamiento efectivo una vez superadas las fases tempranas de la enfermedad. Cuando ya no se puede recurrir a la ablación en los primeros estadios de progresión, las mejores aproximaciones terapéuticas no consiguen frenar la progresión de la enfermedad. Según publica la revista Hepatology, esto podría cambiar gracias a un tratamiento experimental basado en nanopartículas de óxido de cerio en el que hace tiempo que trabajan juntos el Instituto de Investigaciones Biomédicas August Pi i Sunyer (IDIBAPS) y el Instituto Catalán de Nanociencia y Nanotecnología (ICN2).

El trabajo explica cómo, gracias a sus propiedades antioxidantes y antiinflamatorias, las nanopartículas de óxido de cerio han podido revertir parcialmente los mecanismos celulares involucrados en la progresión del tumor y han conseguido aumentar de manera significativa la supervivencia en modelos animales de ratas. Los últimos firmantes del estudio son el Prof. Wladimiro Jiménez, jefe del Servicio de Bioquímica del Centro de Diagnóstico Biomédico del Hospital Clínic de Barcelona y jefe del grupo IDIBAPS Investigación traslacional en nuevas estrategias terapéuticas y diagnósticas en enfermedades hepáticas, y el Prof. ICREA Víctor F. Puntes, jefe del Grupo ICN2 de Nanopartículas Inorgánicas y también del Grupo de Nanopartículas farmacocinéticas del Vall d’Hebron Institut de Recerca (VHIR). El primer firmante es Guillermo Fernández-Varo, miembro del grupo de investigación IDIBAPS mencionado anteriormente y del CIBER de Enfermedades Hepáticas y Digestivas (CIBERehd).

Esta investigación se inició hace casi una década y dio los primeros resultados cuando el IDIBAPS y el ICN2 publicaban el año 2016 un trabajo en el Journal of Hepatology, donde se ponía de manifiesto el potencial terapéutico antiinflamatorio de las nanopartículas de óxido de cerio para el tratamiento de varias enfermedades crónicas del hígado. El nuevo trabajo en Hepatology se centra en el carcinoma hepatocelular y analiza el impacto del tratamiento experimental sobre un modelo animal de ratas al que se les ha inducido el cáncer, estudia la distribución del fármaco en tres hígados humanos descartados para el trasplante y detalla la absorción intracelular en cultivos celulares de cáncer de hígado humano. Esta investigación traslacional acerca pues el nuevo tratamiento en las fases clínicas de experimentación.

El equipo de investigación administró a las ratas cuatro dosis de nanopartículas de óxido de cerio, dos por semana, 16 semanas después de provocarles el cáncer de hígado. Las nanopartículas, de morfología esférica y un tamaño de entre 4 y 20 nanómetros, se concentraban principalmente en el hígado y el bazo pocos días después de su administración. Las ratas tratadas atenuaban el número de nódulos cancerosos en el hígado, presentaban niveles reducidos del marcador de cáncer alfa-fetoproteína, mostraban menor proliferación de las células cancerosas y mayor muerte celular por apoptosis y tenían efectos beneficiosos al ver reducidos los efectos nocivos de la inflamación y la alteración del metabolismo de lípidos. Cuando se comparó la supervivencia de las ratas tratadas se observó que tanto las nanopartículas como la mejor opción terapéutica disponible en el momento del estudio doblaban la supervivencia de las ratas que pasaba de unos 15 días a más de 30.

La distribución de las nanopartículas en hígados humanos funcionales se observó mediante técnicas de imagen en órganos descartados para el trasplante. En sólo 30 minutos la mitad de las nanopartículas quedaban retenidas en el hígado formando aglomerados de diferentes tamaños en varias localizaciones. Los cultivos celulares procedentes de cáncer de hígado humano también mostraron una gran capacidad de adsorción de las nanopartículas después de 24 horas de exposición. Por tanto, el tratamiento basado en nanopartículas de óxido de cerio, que sin efectos secundarios igualaba los resultados de la mejor opción terapéutica disponible a fecha de hoy, podrían dar lugar a una estrategia farmacológica innovadora para una enfermedad necesitada de nuevas terapias.

Referencia del artículo: Guillermo Fernández‐Varo,  Meritxell Perramón,  Silvia Carvajal,  Denise Oró,  Eudald Casals,  Loreto Boix,  Laura Oller,  Laura Macías‐Muñoz,  Santi Marfà, Gregori Casals, Manuel Morales‐Ruiz, Pedro Casado, Pedro R. Cutillas, Jordi Bruix, Miquel Navasa, Josep Fuster, Juan Carlos Garcia‐Valdecasas, Mihai C. Pavel, Víctor Puntes, Wladimiro Jiménez. Bespoken nanoceria: A new effective treatment in experimental hepatocellular carcinoma. Hepatology. First published:21 January 2020. DOI: https://doi.org/10.1002/hep.31139

Fuente: 

Ofertas de Empleo en CIC biomaGUNE

Postdoctoral position available on nanoparticle synthesis

Project: A postdoctoral position is available in the framework of the European H2020-FETOPEN-2018-2020 project POSEIDON (NanoPhOtonic devices applying SElf-assembled colloIDs for novel ON-chip light sources).

The ground-breaking aim of POSEIDON is to develop a radically new bottom-up approach towards multi-scale, on chip self-assembly of active colloidal novel light sources. The project encompasses the entire process chain of computer-aided design, controlled synthesis, hierarchical assembly, optoelectronic integration and device fabrication. It is a highly multidisciplinary project and involves several European partners.

For more information visit https://poseidon-fet.eu/

Application Deadline: 20/02/2020

More Information: https://www.cicbiomagune.es/job-offer/postdoctoral-position-available-nanoparticle-synthesis

(más…)