Pilar Rodriguez – NanomedSpain

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Premio Nobel de Química a un método para observar la vida privada de las moléculas

De izquierda a derecha, Jacques Dubochet, Richard Henderson y Joachim Frank.

La Real Academia Sueca de Ciencias ha otorgado el premio Nobel de Química de 2017 a Jacques Dubochet (Aigle, Suiza, 1942), Joachim Frank (Siegen, Alemania, 1940) y Richard Henderson (Edimburgo, Reino Unido, 1945) por su aportación al desarrollo de tecnologías para generar imágenes tridimensionales de las moléculas de la vida, algo que está sirviendo ya para entender mejor procesos biológicos como las infecciones o nuestros ciclos de sueño. En palabras de la academia, su mérito consiste en “el desarrollo de la criomicroscopía electrónica para la determinación a alta resolución de la estructura de biomoléculas en una solución”.

La estructura de las moléculas está directamente relacionada con lo que son capaces de hacer y conocerla y fotografiarla ayuda a entender su función. La criomicroscopía electrónica ha permitido congelar esas biomoléculas en movimiento y hacerles una foto con resolución atómica.

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Crean nanobots de ADN capaces de caminar y repartir moléculas

Representación de un robot de ADN ensamblado a una molécula – Ella Maru Studi

Científicos del Caltech(Instituto de Tecnología de California), Estados Unidos, han creado un nanorrobot (o nanobot) de ADN capaz de «caminar» por una superficie, coger la carga que «se le indica» y soltarla en otro sitio designado. Y todo sin apenas gastar energía. Este increíble trabajo ha sido realizado en el laboratorio de Lulu Qian y presentado en la revista Science. «Aunque hemos demostrado que podemos usar estos robots para una tarea específica, este sistema puede usarse para una docena de cargas distintas en cualquier localización», ha dicho en un comunicado Anupama Thubagere, coautora del estudio.

Estos robots de ADN tiene varios bloques que pueden ser modificados para hacer taras específicas. En concreto, cada uno de ellos tiene una «pierna» ensamblada a dos «pies», que entran en contacto con la superficie sobre la que caminan. Además, hay un «brazo» enganchado a una «mano», que es la parte de la molécula que coge la carga y la libera. Los investigadores aseguran que pueden incluso diseñar robots con varias manos y brazos para coger a la vez varias cargas.

Nanobots que caminan

A partir de estos principios, los investigadores han creado un pequeño grupo de robots capaces de explorar una superficie cubierta de cadenas de ADN, coger dos moléculas fluorescentes distintas, una amarilla y otra rosa, y llevarlas a dos zonas diferentes de la superficie. Los esfuerzos de estos pequeños obreros les permitieron desplazar seis moléculas en 24 horas. Y todo a partir de pequeños pasos de seis nanómetros de largo (un nanómetro es un millón de veces menos que un milímetro).

Representación de los robos trabajando en una superficie de origami, en la que hay hebras de ADN enganchadas sobre las que se mueven los robots- DEMIN LIU

Pero, ¿cómo funcionan estos robots? ¿De qué están hechos? En su interior no hay ningún resorte ni nada parecido. Están hechos de pequeñas hebras de ADN, que tienen una composición idénticas a las de las células humanas, pero diseñadas por los investigadores para hacer taras concretas. Todo esto es posible gracias a las propiedades del material genético. La más relevante es que está construido a partir de secuencias de cuatro letras, que son en realidad moléculas llamadas nucleótidos.

Estos nucleótidos se llaman adenina, citosina, guanina y timina, y están abreviados con las letras A, C, G y T (respectivamente). Gracias a sus propiedades químicas, estas moléculas se unen unas a otra de forma espontánea y específica: la A se une T, la C a la G y viceversa. Pero, por ejemplo, la A nunca se unirá a la C.

Esto tiene muchísima importancia. El orden de los nucleótidos o letras implica que dentro de una larga cadena de ADN algunas partes tenderán a unirse y que por eso la cadena se plegará de una forma determinada. Además, si se acercan dos moléculas distintas de ADN, estas se unirán o no en función de si sus letras encajan o no, fenómeno que se conoce como hibridación.

Gracias a esto, los investigadores han podido diseñar pequeñas cadenas de ADN que se comportan como cremalleras. Y otras que funcionan como manos o pies.

El «ring» de los nanobots

Para que esto funcione, los investigadores han tenido que crear una especie de «ring» de boxeo, un cuadrado de apenas 58 nanómetros de lado, que recuerda mucho a un bastidor para herramientas, donde a poca distancia hay cadenas de ADN inertes que funcionan como asideros para los nanobots, puesto que contienen las secuencias de ADN complementarias de sus pies.

¿Cómo caminan? Los robots de ADN se unen a uno de los asideros y «flotan» libremente, de forma que su cadena se mueve aleatoriamente a causa de fenómenos físicos. Cuando su pie se topa con un asidero vecino, se une a él, y el otro extremo se suelta del anterior asidero. Este movimiento continúa de forma aleatoria, siempre y cuando los asideros encajen con los pies, y el robot comienza a vagar por el ring. En total, pueden hacerle falta un día entero para reconocer toda la zona.

En el camino, los investigadores colocaron «mercancías» que encajaban con las secuencias de ADN de las manos de los robots, y que iluminaron con dos moléculas fluorescentes. Usando las fantásticas propiedades del material genético, consiguieron que solo soltaran las cargas cuando se enganchaban a otra secuencia concreta. Y todo esto se logró con un consumo mínimo de energía química.

Aspecto más realista de la superficie donde los nanobots de ADN se movieron- John H. Reif/SCIENCE

Nanobots «médicos»

Lulu Qian, uno de los coatuores del estudio, confía en que esta tecnología pueda tener muchas aplicaciones interesantes en el futuro, dentro de una futura disciplina conocida como nanomedicina. Gracias a esta se podrían usar los nanobots para construir auténticas factorías de compuestos químicos, liberar medicamentos solo cuando hay una señal concreta en el torrente sanguíneo o ayudar a reciclar ciertas moléculas dentro de las células, proceso que tendrá utilidad en varias enfermedades.

Sea como sea, parece que esta tecnología pasará por los pequeños pasos emprendidos por los nanobots. Tal como ha explicado John H. Reif en un artículo que ha acompañado al estudio de Science, en las últimas dos décadas los experimentos con estas pequeñas máquinas de ADN se han multiplicado y se han hecho mucho más sofisticados. Se ha conseguido auto-ensamblar complejas estructuras de ADN, hacer un pequeño ordenador o pequeños circuitos digitales con estas moléculas. En el futuro, quizás sea posible diseñar robots programables con unas aplicaciones totalmente increíbles.

 

Noticia publicada por el diario ABC, sección Ciencia:

Crean nanobots de ADN capaces de caminar y repartir moléculas

 

Artículo referenciado:

DNA robots sort as they walK; John H. Reif, Science, PERSPECTIVE NANOSCIENCE;  15 Sep 2017. Vol. 357, Issue 6356, pp. 1095-1096 DOI: 10.1126/science.aao5125

 

 

 

La impresión 3D y sus aplicaciones prácticas en salud

Ayer se reunieron en Barcelona investigadores clínicos de toda España, hospitales, autoridades sanitarias y representantes de compañías farmacéuticas, biotecnológicas y de tecnología sanitaria, entre otros, para debatir sobre el uso de la impresión en 3D en el campo de la salud. La jornada, organizada por la Plataforma Española de Nanomedicina (NANOMED Spain), coordinada por el IBEC; la Plataforma Española de Innovación en Tecnología Sanitaria, coordinada por el FENIN, y el HealtTech Clúster, se articuló en 3 mesas redondas donde se debatió sobre la situación actual, las perspectivas futuras y los retos que representa la impresion en 3D en sus aplicaciones en salud.

En la inauguración, Ángel Lanuza, coordinador de la Plataforma Española de Innovación en Tecnología Sanitaria indicó que: “Esta tecnología ofrece un futuro prometedor, por tanto, es muy importante que los diversos agentes del entorno sanitario sigamos colaborando juntos para dar respuestas a los retos que la sociedad propone, trasladar la innovación al mercado y aumentar la competitividad de nuestras empresas”.

En el primer debate, que giró en torno a la Impresión 3D en la práctica clínica, se puso especial hincapié en las tecnologías que ya están implantadas a día de hoy, como la creación de bioréplicas para el estudio quirúrgico (BREQ) que presentó Jesús Corbacho de la empresa Eureqa, y donde destacó la relevancia de ocuparse de todo el proceso de fabricación a partir de las imágenes del historial clínico del paciente, proporcionando al cirujano un modelo para planificar la cirugía y un modelo esterilizado para el trasplante. En este primer debate también participó Damjan Kolevski (Regemat3D), Albert Giralt (Avinent) y Carlos Atienza (IBV), donde también se destacó la necesidad de una normativa regulatoria que garantizase la seguridad de los productos fabricados.

En la segunda mesa redonda se abordó el tema de la medicina regenerativa y los avances en bioimpresión 3D con células, cuya potencialidad en regeneración de tejidos y órganos aún está en vías de desarrollo.  La Dra. Elisabeth Engel (responsable del grupo de Biomateriales para terapias regenerativas en el IBEC) explicó los retos a los que se enfrentan, ya que el tejido, debido a su complejidad, es muy difícil de mimetizar, pero la impresora en 3D ofrece la posibilidad de crear estructuras en 3D muy porosas con biotintas, que permiten hacer llegar oxígeno y nutrientes que garanticen la supervivencia celular.  En la misma sesión, el Dr. Roberto Velez (Hospital Vall d’Hebrón), el Dr. Pablo Gelber (Hospital de la Santa Creu i Sant Pau) y Esteve Trías (Banc de Sant i Teixits) hablaron de las necesidades en la práctica de su profesión y que esta nueva tecnología puede cubrir .

En la última sesión de la mañana, retos y futuro, protagonizada por Xavier Canals (TecnoMed Ingenieros), Tomas Megia (Acció – HUB3D) y Angel Lanuza (Fenin), los ponentes presentaron y debatieron la regulación del uso de la impresión 3D en el ámbito de la salud, así como los dilemas éticos que la misma presenta, y la necesidad de programas de formación. También se trató del modelo de desarrollo tecnológico CPI (Compra Pública Innovadora), en que las administraciones públicas participan de la financiación de nuevas tecnologías con finalidades médicas y del ámbito de la salud, y también sobre el Global 3D Printing Hub, que se instalará en Cataluña.

 

Llegan los órganos recambiables

La investigadora Nuria Montserrat, de IBEC.

Las impresoras 3D han irrumpido con fuerza en nuestras vidas. A diario se imprimen en todo el mundo millones de utensilios con utilidades diversas, simplificando la reproducción y el acceso a cualquier forma y objeto. Como no podía ser de otro modo, la medicina no se queda al margen de este avance tecnológico y, por ello, diversas instituciones trabajan para lograr que la utilidad de estas máquinas pueda contribuir a mejorar nuestra salud y calidad de vida.

Y así, a pesar de que España es uno de los países con mayor volumen de donación de órganos, ¿se imaginan poder prescindir de la generosidad de los donantes y poder acabar con las largas listas de espera?

Crear un órgano sin riesgo de rechazo es la principal apuesta que tienen abierta diferentes centros como el Institut de Bioenginyeria de Catalunya (IBEC), en Barcelona, una entidad dedicada a la investigación en el ámbito de la bioingeniería y la nanomedicina, con grandes expertos que abordan la regeneración de tejidos, la biomecánica, la dinámica molecular o las células madre, entre otras.

En años seremos testigos de cómo nuestras células se convierten en la tinta imprescindible.

Mira el video publicado por La Vanguardia en el siguiente link:

 

Noticia publicada por La Vanguardia:

Llegan los órganos recambiables

 

Investigadores del INA descubren la capacidad de nanopartículas de oro para activar fármacos en tumores

Vista de una de las microcápsulas de resina (izquierda) en la que se encuentran protegidas las nanopartículas de oro (puntos brillantes en la ampliación de la foto derecha). En el recuadro de la esquina se muestra una naopartícula individual. / INA

Las nanopartículas de oro, insertadas en microcápsulas de resina, podrían aumentar la eficacia de los tratamientos contra el cáncer, como la quimioterapia, al poder actuar in situ desde el interior de los tumores, reduciendo los habituales efectos secundarios en los tejidos sanos.

Estos resultados, que publica la prestigiosa revista científica Angewandte Chemie, dedicándole incluso su contraportada, ofrecen nuevas esperanzas en la lucha contra el cáncer y han sido obtenidos gracias a la colaboración de científicos del Instituto de Nanociencia de Aragón (INA) de la Universidad de Zaragoza (UNIZAR), Víctor Sebastián, Silvia Irusta y Jesús Santamaría, con investigadores del Centro de Investigación del Cáncer en la Universidad de Edimburgo, liderados por el doctor Unciti-Broceta.

El trabajo demuestra en primer lugar la posibilidad de llevar a cabo catálisis en medios biológicos utilizando partículas diminutas de oro. Estas nanopartículas de oro, camufladas en una microcápsula de resina implantada en el cerebro de un pez cebra, han logrado catalizar una reacción química generando compuestos fluorescentes.

Pero el aspecto más interesante desde el punto de vista de una potencial aplicación es que se ha puesto de manifiesto la capacidad de las nanopartículas de oro para generar in situ potentes fármacos anticancerígenos a partir de moléculas inertes, gracias a un mecanismo de eliminación de grupos químicos terminales que el oro nanométrico es capaz de catalizar. El oro resulta ideal para este papel catalítico debido a su alta biocompatibilidad.

La importancia práctica podría ser considerable, tal como destaca el subdirector del INA, Jesús Santamaría: “El principal problema de los tratamientos quimioterápicos son los efectos secundarios en diversos órganos debido a la toxicidad de las moléculas que se usan para combatir el cáncer. Por ello, desde la Nanotecnología se exploran rutas alternativas, por ejemplo, el transporte de fármacos hasta el tumor utilizando nanopartículas o los tratamientos alternativos a los fármacos, como la hipertermia, elevación de temperatura local, obtenida con nanopartículas”.

Los resultados de este trabajo plantean una vía distinta: el fármaco se suministraría al paciente en su forma inerte y sólo se convertiría a la forma tóxica localmente, gracias a la catálisis de las nanopartículas que un cirujano implantaría en el tumor.

“Hemos descubierto las nuevas propiedades de oro que hasta ahora no se habían explorado y nuestras conclusiones muestran que el metal podría ser usado para liberar fármacos en el interior de los tumores de una forma muy segura. Todavía queda mucho por hacer antes de que se pueda usar en pacientes, pero es un importante paso adelante”, señala Asier Unciti-Broceta del Consejo de Investigación Médico del Instituto de Medicina Genética y Molecular de la Universidad de Edimburgo.

 

Científicos europeos reclaman un uso responsable de la edición genética

El descubrimiento de CRISPR ha supuesto una revolución tecnológica para la investigación en ciencias de la vida. / Broad Institute

Expertos de todo el continente recomiendan la fundación de un comité europeo que revise y evalúe los usos de las nuevas herramientas genéticas. Las nuevas técnicas son baratas, fáciles, rápidas y han ampliado enormemente el abanico de posibles aplicaciones. Además, están moviendo millones de euros. Los investigadores consideran que es el momento de iniciar un debate sobre las implicaciones éticas y sociales de estas herramientas para posteriormente legislar su uso y aplicabilidad.

Más de 20 representantes de comités de ética europeos acaban de publicar en la revista Transgenic Research un documento de consenso que expone la necesidad de evaluar las implicaciones éticas, legales y sociales asociadas a las nuevas técnicas de edición genética. Los expertos, entre los que se incluye Lluís Montoliu, investigador del Centro Nacional de Biotecnología del CNB-CSIC y del Centro de Investigación Biomédica en Red de Enfermedades Raras (CIBERER), analizan un nuevo escenario surgido fundamentalmente como consecuencia del reciente desarrollo de herramientas CRISPR.

El documento propone la creación de un comité europeo encargado de evaluar los beneficios, limitaciones y posibles riesgos de estas tecnologías tan prometedoras, así como asegurar un uso responsable de las mismas. Otra de las funciones del comité sería promover un debate social sobre el uso y aplicabilidad de la edición génica, que allane el camino a su eventual incorporación en el ordenamiento legislativo nacional e internacional. El descubrimiento de CRISPR ha supuesto una revolución tecnológica para la investigación en ciencias de la vida. La nueva herramienta no solo facilita a los investigadores su trabajo en el laboratorio, sino que también tiene un valor económico enorme.

 

Primera reunión, ¿finales de 2017?

Las nuevas técnicas de edición genética podrán ser aplicadas sobre células humanas y embriones para afrontar ciertas patologías. Pero los usos son mucho más amplios. Según los autores, las aplicaciones en animales de laboratorio permitirán avanzar en investigación básica. Además, se podrán utilizar en estrategias de control de enfermedades causadas por agentes infecciosos transmitidos por insectos, así como con fines de interés agrícola o ganadero.

“Las posibilidades son enormes y llevarlas a cabo es ahora mucho más fácil, barato y rápido con estas nuevas tecnologías –explica Montoliu, miembro del Comité de Ética del CSIC–. Es un momento estimulante y no debemos poner trabas a la investigación básica, pero es igualmente importante reconsiderar los aspectos éticos, legales y sociales a la luz de estas nuevas técnicas de edición genética”. Los autores esperan que el comité esté operativo antes de fin de año para celebrar una primera reunión.

Noticia publicada por la agencia SINC:
Científicos europeos reclaman un uso responsable de la edición genética

Artículo referenciado:

Francois Hirsch*, Hervé Chneiweiss*, Lluis Montoliu*, Albrecht Mueller, James A Houghton, Solveig Fenet, Marion Abecassis, Jennifer Merchant, Bernard Baertschi, Mylène Botbol-Baum, Mihalis Kritikos, Janet Mifsud, Ewa Bartnik, Johannes Rath, Christiane Druml, Bärbel Friedrich, Ana Sofia Carvalho, Dirk Lanzerath, Agnès Saint-RaymondFostering Responsible Research with Genome Editing Technologies: a European Perspective.Transgenic Research, 2017 *autores responsables del artículo. https://link.springer.com/article/10.1007/s11248-017-0028-z

Hallan nuevas claves para optimizar la inmunoterapia del cáncer

Científicos del Centro Nacional de Investigaciones Cardiovasculares Carlos III (CNIC) han explorado cómo colabora un tipo de célula fundamental en la respuesta inmunitaria, los linfocitos T CD8+ de memoria, para generar mayor actividad antitumoral. En concreto, los investigadores han visto que para producir una respuesta inmunitaria óptima frente al cáncer hace falta la colaboración entre dos tipos de ‘memoria inmunitaria’, circulante en sangre y residente en tejidos, que se pueden reactivar con los tratamientos actuales de inmunoterapia. Estos resultados, que se publican hoy en Nature Communications, podrían servir para mejorar las estrategias actuales de inmunoterapia del cáncer, con especial interés en la prevención de la metástasis (diseminación del tumor a otros órganos distintos del lugar donde se originó).

La inmunoterapia, el uso del propio sistema inmunitario para luchar contra el cáncer, está revolucionando el tratamiento de esta enfermedad. De hecho, fue elegida por la prestigiosa revista científica Science como el mayor avance científico del año 2013.

“El cáncer escapa al control del sistema inmunitario porque los linfocitos T citotóxicos que podrían reconocer y eliminar células tumorales se encuentran inhibidos”, comenta David Sancho, líder del grupo de trabajo donde se ha desarrollado este descubrimiento. “La inmunoterapia actual – continúa el investigador – se basa en reactivar dichos linfocitos T; sin embargo, no se conoce bien cómo se pueden generar estos linfocitos T citotóxicos de manera más efectiva y, en particular, cómo se puede desencadenar memoria inmunitaria que permita prevenir el desarrollo de un tumor o de metástasis”.

Usando distintos métodos de vacunación, los investigadores del CNIC han generado linfocitos T citotóxicos de memoria específica contra el tumor. Así, dependiendo del método de vacunación se pueden obtener linfocitos T de memoria que circulan entre la sangre y los tejidos, o linfocitos T de memoria que residen en los tejidos y no recirculan.

Los linfocitos citotóxicos de memoria residente en tejidos, aclaran los científicos, son más eficientes en la lucha contra reinfecciones virales, pero su contribución a la inmunidad antitumoral se desconocía hasta ahora. “En este estudio -comenta Michel Enamorado, primer autor de la publicación- hemos comparado la eficiencia en inmunidad antitumoral de ambos tipos de memoria de linfocitos T, circulante y residente. Y hemos encontrado que existe una colaboración entre ambos tipos de memoria con el fin de obtener una óptima respuesta. La memoria residente genera un estado de alerta que atrae y reactiva a la memoria circulante, de manera que la respuesta inmunitaria es más rápida y efectiva”.

 

La inmunoterapia del cáncer no solo representa un tratamiento que puede ser efectivo para rechazar tumores primarios, sino que sobre todo será fundamental para impedir el desarrollo de metástasis tras la resección del tumor primario.

Noticia publicada por la agencia SINC:
Hallan nuevas claves para optimizar la inmunoterapia del cáncer

Artículo referenciado:

Enamorado M, Iborra S, Priego E, Cueto FJ, Quintana JA, Martínez-Cano S, Mejías-Pérez E, Esteban M, Melero I, Hidalgo A and Sancho D. Enhanced anti-tumor immunity requires the interplay between resident and circulating memory CD8+ T cellsNat. Commun. 8,16073 doi: 10.1038/ncomms16073 (2017).

Agregados de nanopartículas para destruir células cancerosas

Un equipo internacional del que forma parte un investigador de la UPM ha demostrado que es posible destruir mecánicamente células cancerosas haciendo rotar nanopartículas magnéticas que se unen a ellas en forma de agregados.

Un trabajo liderado por la profesora Yu Cheng, de la Universidad de Tongji (Shanghai, China), en el que ha participado la Universidad Politécnica de Madrid (UPM) junto con instituciones de varios países,  ha conseguido demostrar in vitro que se puede inducir con una efectividad muy elevada la muerte de células cancerosas gracias a la fuerza producida por el movimiento de agregados de nanopartículas magnéticas. Este nuevo estudio -que se publica en la revista Theranostics- combina las ventajas de, por un lado, el tamaño nanométrico de las partículas para alcanzar las células cancerosas y, por otro, el mayor tamaño de los agregados para producir fuerzas más elevadas que son necesarias para inducir la muerte celular.

Por sus singulares propiedades, desde hace un tiempo se han desarrollado gran cantidad de aplicaciones terapéuticas con nanopartículas magnéticas, especialmente en sistemas de liberación de fármacos y en tratamientos de hipertermia para tumores. En este último caso, se utiliza la propiedad de que, sometidas a un campo magnético que varía a alta frecuencia, las partículas aumentan su temperatura hasta valores que pueden producir la muerte de células cancerosas. También se han estudiado posibles aplicaciones para reducir las posibilidades de infección en implantes y prótesis y para favorecer el crecimiento de tejidos. En este contexto, el equipo de investigación del que forma parte el profesor Gustavo Plaza, del Centro de Tecnología Biomédica de la UPM, se propuso trabajar en una línea menos explorada: la aplicación de fuerzas, a nivel nanométrico, con fines terapéuticos. El objetivo perseguido en el estudio fue la producción de fuerzas lo suficientemente elevadas como para dar lugar a la destrucción mecánica de células cancerosas.

La técnica de funcionalización permite modificar la superficie de las nanopartículas, recubriéndolas con moléculas específicas, para que se unan a ciertos tipos celulares. En el caso del tratamiento de cáncer se recubren las nanopartículas con moléculas que se unan específicamente a proteínas que son expresadas mayoritariamente en las células cancerosas y no en las células sanas. En el nuevo trabajo se ha seguido este método para tratar in vitro células cancerosas. Se ha comprobado que las células internalizan las nanopartículas funcionalizadas, fundamentalmente en el interior de lisosomas, que son pequeños orgánulos celulares. La aplicación de un campo externo de relativamente baja magnitud da lugar a la formación de agregados de nanopartículas que tienen forma alargada. Finalmente, haciendo rotar la dirección del campo magnético, con una frecuencia muy baja, se consigue el movimiento de los agregados de nanopartículas que producen fuerzas lo suficientemente elevadas como para romper la membrana de los lisosomas y la propia membrana celular, induciendo finalmente la muerte de las células cancerosas con una efectividad muy elevada.

Trabajos previos habían empleado nanopartículas individuales o partículas de tamaño micrométrico (mil veces mayor que las nanopartículas) para dañar mecánicamente células cancerígenas. En opinión del investigador Gustavo Plaza, este nuevo estudio combina las buenas propiedades del tamaño nanométrico para alcanzar las células cancerosas y el mayor tamaño de los agregados para producir fuerzas mayores.

La contribución de la UPM a este trabajo ha estado relacionada con los cálculos de los campos magnéticos y las fuerzas ejercidas sobre los agregados de nanopartículas así como con el diseño de los experimentos.

Las conclusiones de este nuevo estudio abren la puerta a futuras investigaciones en la línea de la utilización de nanopartículas magnéticas para la destrucción mecánica de células cancerosas.

Este trabajo es un ejemplo de la exitosa colaboración de la Universidad Politécnica de Madrid y la Universidad de Tongji dentro de la estrategia de intercambio de estudiantes de grado y de postgrado y de promoción de desarrollo conjunto de actividades de investigación.

 

Noticia publicada por la Universidad Politécnica de Madrid:

Agregados de nanopartículas para destruir células cancerosas

 

Artículo referenciado:

Y. Sheng et al. 2017. “Elongated Nanoparticle Aggregates in Cancer Cells for Mechanical Destruction with Low Frequency Rotating Magnetic Field”. Theranostics 7:1735-1748.
dx.doi.org/10.7150/thno.18352

Arreglando un cerebro dañado con nanotubos de carbono

Un equipo de investigadores ha diseñado una manera de usar los nanotubos de carbono para construir un sistema híbrido que, a partir de elementos biológicos y sintéticos, podría permitir restablecer las conexiones entre las células nerviosas en tejidos dañados.

Los nanotubos de carbono son diminutas estructuras cilíndricas, compuestas por una red de átomos de ese elemento dispuestos en forma hexagonal, no solo son sumamente duras y flexibles, sino que conducen muy bien el calor y la electricidad. El grupo multidisciplinar de científicos de diversas instituciones (entre ellas del Centro de Investigación Cooperativa en Biomateriales, CIC biomaGUNE, y la Fundación Vasca para la Ciencia) que ha sido el responsable de realizar este estudio con nanotubos que puede regular la formación de sinapsis, la región en la que se transmite la información entre las neuronas, y modular ciertos mecanismos biológicos, como el crecimiento neuronal ha publicado sus conclusiones en la revista Nanomedicine: Nanotechnology, Biology and Medicine. Los nanomateriales serían algo así como un puente artificial entre grupos de neuronas que obraría como prótesis neuronal con dos funciones: por una parte, servirían como andamiaje para las células; por otra, como un interfaz que favorecería las comunicaciones. Naturalmente, éste es solo un paso previo a la investigación sobre los efectos a largo plazo de esta clase de prótesis.

Publicado por CIC biomaGUNE y xataka ciencia :
Arreglando un cerebro dañado con nanotubos de carbono

 

Descubren dos vacunas contra el cáncer eficaces en humanos

Imagen: En los últimos años, los expertos han señalado que la mejor alternativa para destruir las células tumorales sin dañar a las sanas es la inmunoterapia. / Fotolia

Investigadores de EE UU y Alemania han desarrollado dos vacunas personalizadas contra el cáncer que han demostrado ser viables y seguras en humanos. Los resultados confirman que ambas estrategias proporcionan beneficios clínicos a los pacientes con melanoma de alto riesgo. El objetivo es desarrollar tratamientos a medida de inmunoterapia contra los tumores.

 

El cáncer, una enfermedad compleja y global

El cáncer es una de las principales causas de muerte en el mundo. De ahí, que encontrar un tratamiento eficaz para una enfermedad tan compleja sea uno de los mayores retos de la medicina. En los últimos años, los expertos han señalado que la mejor alternativa para destruir las células tumorales sin dañar a las sanas es la inmunoterapia, que se encarga de movilizar el sistema inmunitario del paciente para hacer frente específicamente a las células cancerosas. El problema es que el tumor de cada paciente tiene un conjunto único de mutaciones que primero deben ser identificadas, lo que requiere de estrategias personalizadas de vacunación. Ahora, la revista Nature publica dos estudios independientes sobre dos vacunas que proporcionan beneficios clínicos a los pacientes con melanoma de alto riesgo sin mermar su seguridad. En el primero de los trabajos, liderado por el Instituto del Cáncer Dana-Farber y el Instituto Broad (ambos en EE UU), los expertos llevaron a cabo un ensayo clínico de fase I en seis personas afectadas por este tipo de cáncer, cuyos tumores habían sido extirpados por cirugía y que se consideraban de alto riesgo de recurrencia. La vacuna probada, conocida como NeoVax, provocó una fuerte actividad de los sistemas inmunitarios de los pacientes, con efectos secundarios insignificantes. Las inmunizaciones se iniciaron tras unas 18 semanas después de la cirugía. Los resultados apuntan que cuatro de los seis pacientes tratados no mostraron recurrencia a los 25 meses.

Medicina personalizada basada en neoantígenos

La vacuna, hecha a medida para cada paciente, contenía hasta 20 neoantígenos personalizados del tumor. Mientras que los antígenos son moléculas que estimulan el sistema inmunitario, los neoantígenos son el objetivo para una respuesta inmune antitumoral. “Los neoantígenos son moléculas producidas por mutaciones del ADN que están presentes en las células cancerosas, pero no en las células normales. Por ello, son los objetivos ideales para la terapia inmune”, explica a Sinc Catherine Wu, investigadora del Instituto del Cáncer Dana-Farbe y autora principal del primer trabajo. La respuesta generada por una vacuna neoantigénica es similar a las defensas del cuerpo contra diferentes invasores microbianos. “El sistema inmunológico está cableado para el reconocimiento y la respuesta rápida contra patógenos heterogéneos”, añade Wu.

Aumento de la inmunidad contra antígenos tumorales

Según Ugur Sahin, primer autor del estudio e investigador en la empresa alemana BioNTech, en todos los participantes la vacuna aumenta la inmunidad contra algunos de los antígenos tumorales específicos de cada paciente. Así, los resultados revelan que ocho de los trece participantes permanecieron libres de tumores a los 23 meses. Los cinco restantes presentaron recaídas antes de iniciar la vacunación con neoepítopos. Dos de estos pacientes experimentaron respuestas objetivas después de la vacunación y uno de ellos tuvo una respuesta de regresión tumoral completa, después de la administración secuencial de la vacuna y de la terapia anti-PD-1. “La vacuna provocó muy pocos efectos secundarios, todos de intensidad leve. Es decir, la vacuna es muy segura”, indica a Sinc Sahin. “Estos primeros resultados son muy alentadores. Ahora es necesario iniciar estudios adicionales antes de que esta terapia pueda ser validada completamente como una opción de tratamiento potencial”.
 
Con respecto a si este hallazgo podría cambiar los diferentes patrones en el tratamiento del cáncer, los autores afirman que de momento se ha trabajado para determinar las mutaciones más adecuadas para cada paciente, adaptar la vacuna y monitorizar los marcadores para valorar si se producía una fuerte respuesta antitumoral. “Este procedimiento es independiente del tipo de cáncer. Esto significa que puede aplicarse virtualmente a todos los tumores que expresan dichas mutaciones. Dependiendo de la eficacia que se observe en esas dianas, el tratamiento de muchas entidades tumorales podría cambiar significativamente”, concluye Ugur Sahin.

 

Publicado por la agencia SINC:
Dos vacunas contra el cáncer muestran su eficacia en humanos