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Nanocápsulas de carbono para la radioterapia contra el cáncer

 

Los avances en nanomedicina destinados al tratamiento del cáncer van dirigidos a la producción de agentes terapéuticos cada vez más eficientes, biocompatibles, e inteligentes. Uno de los tratamientos más prometedores incluye el uso de nanopartículas radiactivas, administradas intravenosamente al cuerpo, para hacer frente a los tumores. Ahora, un equipo internacional formado por investigadores del Instituto de Ciencia de Materiales de Barcelona (ICMAB-CSIC) y el Instituto Catalán de Nanociencia y Nanotecnología (ICN2), otros de centros de investigación y universidades del Reino Unido, Francia, Grecia, Praga e Italia, y una empresa francesa (Cis Bio International), dentro del consorcio del proyecto europeo RADDEL (RADioactivity DELivery), han conseguido preparar nanocápsulas estables que, una vez irradiadas con neutrones, se activan y consiguen unos niveles de radiactividad unas 100 veces mayores que los conseguidos en anteriores estudios, permitiendo reducir la proliferación y crecimiento de los tumores cancerígenos. El estudio se ha publicado este diciembre en la revista ACS Nano.

Alta radioactividad: la clave para parar el crecimiento de los tumores

Esta gran radiación conseguida permite que las nanocápsulas puedan utilizarse para radioterapia contra el cáncer, y no sólo para estudios de imagen biomédica, como hasta ahora. La imagen biomédica requiere una radiactividad más baja, ya que se utiliza para detectar en tiempo real la presencia y posición de las nanocápsulas dentro del organismo. La radioterapia, en cambio, requiere una radiación más alta, ya que permite destruir las células cancerígenas que forman los tumores, de manera localizada. La gran radioactividad conseguida en este estudio, permite, además, que la dosis administrada pueda ser mucho más baja que con otros tratamientos.

Las nanocápsulas se probaron en experimentos in vivo con ratones, y se vio una reducción de algunos de los tumores, y una prevención de su proliferación y reducción del ritmo de crecimiento. «Todavía hay que hacer más estudios para calcular las dosis óptimas y los efectos secundarios, pero los resultados existentes son muy prometedores», explica Gerard Tobías Rossell, investigador del ICMAB-CSIC.

Nanotubos de carbono: impermeables y biocompatibles

Las nanocápsulas son formadas por nanotubos de carbono, es decir, por láminas de grafeno enrolladas y selladas por las puntas. «Estas nanocápsulas son impermeables, ya que la pared de grafeno no permite que los átomos radiactivos que hay en el interior se esparzan por el resto del cuerpo», afirma Tobías.

Los átomos del interior son de samario (cloruro de samario), ya utilizado en hospitales como paliativo para metástasis óseas. Cuando se preparan las nanocápsulas, los átomos no son radiactivos. Sólo después de ser irradiados con neutrones, los isótopos 152, estables, se convierten en isótopos 153, radiactivos, y útiles para el tratamiento contra el cáncer.

Nanocápsulas estables: facilidad de manipulación

El hecho de trabajar con partículas no radiactivas tiene múltiples ventajas: por un lado, permite realizar todo el proceso de llenado de los tubos y posterior procesado en cualquier laboratorio, ya que no se requiere el uso de instalaciones radiactivas. También se reduce la generación de residuos radiactivos y la exposición de estos productos a los investigadores. Además, permite aliviar la limitación de tiempo que impone el uso de elementos radiactivos, ya que estos requieren una manipulación generalmente mucho más rápida. Las nanocápsulas se pueden almacenar sin ningún tipo de requerimiento especial hasta el día de su utilización.

Articulo de referencia: Neutron Activated 153Sm Sealed in Carbon Nanocapsules for in Vivo Imaging and Tumor Radiotherapy. Julie T.-W. Wang, Rebecca Klippstein, Markus Martincic, Elzbieta Pach, Robert Feldman, Martin Šefl, Yves Michel, Daniel Asker, Jane K. Sosabowski, Martin Kalbac, Tatiana Da Ros, Cécilia Ménard-Moyon, Alberto Bianco, Ioanna Kyriakou, Dimitris Emfietzoglou, Jean-Claude Saccavini, Belén Ballesteros, Khuloud T. Al-Jamal*, Gerard Tobias ACS Nano 2019. DOI: 10.1021/acsnano.9b04898

Fuentes:

Crean ‘cuerpos de inclusión’ artificiales para la liberación controlada de medicamentos

Cuerpos de inclusión artificiales, imágenes de microscopía de barrido de alta resolución (HRSEM o FESEM) (Fuente: CIBER)

Investigadores de San Pablo, del CIBER (CIBER-BBN) y de la Universidad Autónoma de Barcelona (IBB-UAB) han desarrollado un nuevo tipo de biomaterial proteico que permite una liberación continuado en el tiempo de proteínas terapéuticas cuando se administra de forma subcutánea en animales de laboratorio.

La medicina de precisión está tomando un gran protagonismo en nuestros días, consiguiendo terapias personalizadas más eficaces para cada paciente y desarrollos farmacológicos innovadores. En el campo de la oncología, por ejemplo, se están desarrollando diferentes aproximaciones orientadas a la liberación dirigido y controlado de los medicamentos disminuyendo su toxicidad en el organismo.
“Estas estructuras, de pocos micrómetros de diámetro, contienen proteínas funcionales que son liberadas de una forma similar a la liberación de hormonas humanas en el sistema endocrino” señala Antonio Villaverde, investigador del CIBER-BBN / IIB-UAB y uno de los coordinadores del trabajo.

El trabajo es fruto de la colaboración científica estable entre el grupo de Antonio Villaverde y el Grupo de Investigación de oncogénesis y Antitumorales, liderado por el Dr. Ramon Mangues en el Instituto de Investigación del Hospital de la Santa Cruz y San Pablo – IIB Sant Pau y ha contado con la participación del Instituto de Investigaciones Biológicas y Tecnológicas de la Universidad Nacional de Córdoba -CONICET, en Argentina.

El Dr. Mangas, también investigador del CIBER-BBN y coautor del trabajo, explica que “el nuevo biomaterial mimetiza un producto bacteriano común en procesos biotecnológicos llamado ‘cuerpos de inclusión’, de interés farmacológico, que en esta versión artificial ofrece un amplio abanico de posibilidades terapéuticas en el campo de la oncología y en cualquier otro ámbito clínico que requiera una liberación sostenida en el tiempo “.
Los investigadores han utilizado como modelo enzimas comunes en biotecnología y una toxina bacteriana nanoestructurada y dirigida a células metastásicas de cáncer colorrectal humano, que se ha ensayado en modelos animales. “De esta manera hemos conseguido generar tanto catalizadores inmovilizados como un nuevo fármaco antitumoral de acción prolongada en el tiempo” exponen los responsables de la investigación.

Enorme potencial en la clínica
Los gránulos proteínicos artificiales desarrollados, que previamente habían sido propuestos como ‘nanopills’ (comprimidos de material terapéutico en una escala nanoscópica), imitan los cuerpos de inclusión bacterianos y ofrecen un potencial enorme en clínica en el campo de la vacunología y como sistemas de liberación controlada de fármacos.

“Hemos visto que los cuerpos de inclusión naturales, administrados como medicamentos, pueden generar respuestas inmunes no deseadas debido a la contaminación inevitable con materiales bacterianos” comentan los investigadores. Sin embargo, en el nuevo trabajo, el desarrollo de cuerpos de inclusión artificiales con capacidad de secreción “evita muchos de los problemas regulatorios asociados al potencial desarrollo de las ‘nanopills’ bacterianas, y ofrece una plataforma transversal para la obtención de componentes funcionales en cosmética y en clínica “añaden.
Este trabajo apunta a los cuerpos de inclusión artificiales como una nueva categoría nueva explotable de biomateriales para aplicaciones biotecnológicas, como resultado de la fabricación simple y la previsión de aplicaciones clínicas.

Artículo de referencia: Julieta M. Sánchez, Hèctor López‐Laguna, Patricia Álamo, Naroa Serna, Alejandro Sánchez‐Chardi, Verónica Nolan, Olivia Cano‐Garrido, Isolda Casanova, Ugutz Unzueta, Esther Vazquez, Ramon Mangues, Antonio Villaverde. Artificial Inclusion Bodies for Clinical Development

Fuente: Hospital de Sant Pau y CIBER

FORO TRANSFIERE 2020

Un año más, NanomedSpain participa en la organización del Foro Transfiere que se celebrará en Málaga los próximos 12 y 13 de Febrero de 2020.

Transfiere es el gran foro profesional y multisectorial de la innovación que se celebra en España y que muestra quién es quién en el ecosistema del I+D+i nacional e internacional. Transfiere se ha consolidado como el principal evento especializado en I+D+i del Sur de Europa para compartir conocimiento científico y promover la innovación, siendo el espacio idóneo para conocer las tendencias actuales y dinamizar la ciencia
y la investigación española a nivel internacional. Los diferentes sectores estratégicos de la economía encuentran en Transfiere oportunidades de negocio y soluciones innovadoras a sus retos tecnológicos.

Transfiere es el espacio idóneo para:

– Impulsar la innovación entre los grupos de investigación y las empresas.

– Contribuir a mejorar la competitividad del sector empresarial.

– Generar contactos de interés, sinergias y el intercambio de conocimientos en el campo de la innovación, la investigación y la transferencia de conocimiento en los diferentes sectores estratégicos de la economía.

Los pilares fundamentales de Transfiere son Networking, Transferencia, Cooperación e Internacionalización.

En Transfiere, los participantes, tanto entidades públicas como privadas, tienen la oportunidad de:

  • Establecer contactos B2B a través de una agenda de networking online, que permite cerrar hasta 32 reuniones de manera previa al evento.
  • Dinamizar la ciencia e innovación española a nivel internacional: Compartir el conocimiento de los grupos de investigación procedentes de universidades, OPIs y centros tecnológicos.
  • Establecer alianzas estratégicas y sinergias.
  • Dar a conocer productos, servicios y proyectos innovadores, así como conocer la demanda tecnológica de empresas nacionales e internacionales que invierten en I+D.
  • Conocer las necesidades tecnológicas de la Administración Pública.
  • Retos tecnológicos: encontrar soluciones innovadoras y oportunidades de negocio para los diferentes sectores estratégicos de la economía.

Las empresas asociadas a la plataforma disponen de un precio bonificado para poder participar en el evento, sea como participante, experto, o montando un stand.

Para más información sobre precios especiales podéis contactarnos en Nanomedspain@ibecbarcelona.eu.

Crean una nueva estrategia de liberación de fármacos antitumorales contra el cáncer de mama

De izquierda a derecha: Simó Schwartz, Ibane Abasolo, Joaquim Seras Franzoso y Esther Vázquez (Fuente: CIBER)

La liberación local de fármacos antitumorales a través de proteínas bacterianas para el tratamiento del cáncer de mama puede marcar un antes y un después en la medicina de precisión y en esta línea, investigadores del CIBER-BBN de la Universidad Autónoma de Barcelona, del Vall d’Hebrón Instituto de Investigación y del CSIC han creado estructuras de células de Escherichia coli para producir amiloides bacterianos no tóxicos.

Los cuerpos de inclusión o amiloides son agregados de proteínas nanoestructuradas producidas en el interior de una célula, frecuentes en determinadas bacterias, y con interesantes aplicaciones biomédicas, tales como la liberación de fármacos proteicos, como es el caso.

Estas estructuras proteicas actúan como gránulos de secreción de los fármacos antitumorales, y al administrarse localmente muestran un efecto terapéutico sostenido en el tiempo. Si bien esta investigación, publicada en Advanced Science está en sus primeras fases de desarrollo, el principio transversal descrito en el estudio abre un amplio campo de experimentación para la generación de nuevos biomateriales terapéuticos producidos en bacterias, para la medicina de precisión de cáncer de mama y en otras neoplasias de elevada incidencia.

Este proyecto de investigación, financiado por la fundación La Marató de TV3, ha sido coordinado por la investigadora del CIBER-BBN de la UAB Esther Vázquez, y ha contado además con la participación de Ibane Abasolo (Hospital Vall d’Hebron) y de Miriam Royo (CSIC). Asimismo, el consorcio ha contado con la colaboración de Laura Soucek, experta en modelos animales para el estudio del cáncer y perteneciente al Vall d’ Hebron Instituto de Oncologia (VHIO) e ICREA.

Según explica Esther Vázquez, “a pesar de que esta  tecnología  aún tiene por delante un largo recorrido hasta su aplicación clínica, los resultados obtenidos en este estudio, que ha durado más de tres años, abren las puertas a una nueva tecnología terapéutica basada en productos bacterianos hasta ahora no explorados en clínica”.

El estudio se basa en la entrega dirigida a células tumorales CD44+, en modelos animales de cáncer de mama, de dos proteínas antitumorales, Omomyc y p31, en forma de materiales nanoestructurados. La principal novedad del estudio reside en el uso de amiloides bacterianos no tóxicos como reservorio de dichas proteínas terapéuticas. La administración local del material promueve la liberación sostenida de los fármacos y la necrosis del tejido tumoral en un margen de tiempo relativamente corto. Una de las principales ventajas en el uso de estos tipos de materiales es la liberación sostenida del fármaco proteico, lo que disminuiría la frecuencia de administración en relación a las pautas actuales de los fármacos convencionales.

El proyecto ha contado además con la colaboración de los jefes de grupo del CIBER-BBN Antonio Villaverde, de la UAB, experto en el desarrollo de materiales bacterianos de interés biotecnológico basados en estructuras amiloides, conocidas también como cuerpos de inclusión, y de Simó Schwartz, director del CIBBIM-Nanomedicine (VHIR), experto en nanomedicina y biología molecular del cáncer.

Artículo de referencia: Mireia Pesarrodona, Toni Jauset, Zamira V. Díaz‐Riascos, Alejandro Sánchez‐Chardi, Marie‐Eve Beaulieu, Joaquín Seras‐Franzoso, Laura Sánchez‐García, Ricardo Baltà‐Foix, Sandra Mancilla, Yolanda Fernández, Úrsula Rinas, Simó Schwartz Jr, Laura Soucek, Antonio Villaverde, Ibane Abasolo, Esther Vázquez. Targeting Antitumoral Proteins to Breast Cancer by Local Administration of Functional Inclusion Bodies

First published: 24 July 2019 https://doi.org/10.1002/advs.201900849

Fuente: CIBER

El proyecto BIOMAG desarrollará una metodología de detección de biomarcadores en fluidos biológicos para dolencias cardíacas

Hospital Cardiology Medical Heart Medicine Health

Para ello, se diseñarán nanopartículas magnéticas conjugadas con ligandos que reconozcan estos biomarcadores

El grupo del CIBER-BBN que lidera Rafael Gómez en la Universidad de Alcalá participa en el proyecto BIOMAG (Advanced magnetic nanoparticles for detection and quantification of biomarkers in biological fluids) recientemente concedido a través de la Convocatoria M-EraNET 2018 junto a grupos de IMDEA Nanociencia (Francisco J. Terán, coordinador), National Institute of Chemistry (Ljubljana, Eslovenia) y la Universidad de Kyushu (Fukuoka, Japón).

Tal y como explican los investigadores del CIBER-BBN en la UAH «el nuevo proyecto pretende desarrollar una metodología de diagnóstico in vitro de bajo coste, rápida, sensible y fiable de distintos biomarcadores relacionados con dolencias cardíacas presentes en los fluidos corporales». «Para ello, se diseñarán nanopartículas magnéticas (MNPs) conjugadas con ligandos que reconozcan estos biomarcadores. La interacción específica de las MNPs con los biomarcadores modifican las propiedades magnéticas de las mismas (ciclo de histéresis). La detección de este cambio será empleado para determinar la presencia de dichos biomarcadores en muestras de sangre», indican.

La ventaja del método propuesto en este proyecto es la utilización de un magnetómetro desarrollado por el grupo del IMDEA Nanociencia que requiere apenas unos pocos segundos para detectar cambios en la magnetización de la muestra a analizar, la cual no tendría que ser tratada antes de la adición de las MNPs.

Fuente:  UAH-MI+D

Un experimento en el Sincrotrón Alba consigue nanopartículas para un fármaco contra el cáncer de mama

Un experimento en el Sincrotrón Alba, que se encuentra en Cerdanyola del Vallès (Barcelona), ha conseguido sintetizar nanopartículas del Dasatinib, un fármaco que se usa como terapia contra el cáncer de mama

 

Un experimento en el Sincrotrón Alba, que se encuentra en Cerdanyola del Vallès (Barcelona), ha conseguido sintetizar nanopartículas del Dasatinib, un fármaco que se usa como terapia contra el cáncer de mama.

El trabajo, desarrollado por investigadores, además de la instalación vallesana, de la Universidad de Castilla La Mancha, el Sincrotrón de Grenoble (Francia) y el Hospital Clínico San Carlos de Madrid, ha consistido en fabrica nanopartículas poliméricas para liberar al fármaco de forma controlada, según ha informado el Sincrotrón Alba este miércoles en un comunicado.

La luz del equipamiento, la dispersión de Rayos X de bajo y alto ángulo, ha servido para comparar la estructura del polímero «en crudo» y en forma de nanopartículas para saber si el producto mantenía sus propiedades y así ha sido.

Asimismo, la investigación ha demostrado que el polímero es biodegradable, no tóxico y compatible con la sangre, aunque el especialista de la Universidad de Castilla La Mancha, Iván Bravo, ha apuntado que «el siguiente paso es probar otros compuestos y testar la efectividad de éste utilizando modelos in vivo».

Las nanopartículas, que son de entre uno y 100 nanómetros de tamaño, tienen el potencial de revolucionar el mundo de la medicina, ya que sus características las hacen ideales para encapsular fármacos alargando el tiempo de degradación de éstos en el interior del organismo, y ayudando a transportarlos únicamente a las zonas de interés, disminuyendo la toxicidad y los efectos secundarios.

Fuente: La Vanguardia y EuropaPress

Publicación de la nueva convocatoria de EuroNanoMed III

Se ha publicado la 11ª Convocatoria transnacional de EuroNanoMed III para proyectos europeos de desarrollo tecnológico y de innovación en investigación en nanomedicina

 

EuroNanoMed (ENM) es un programa ERA-NET en Nanomedicina creado en 2008 como una plataforma común para las diferentes agencias financiadoras y ministerios nacionales que coordinan programas de investigación e innovación con el objetivo de de crear y financiar proyectos colaborativos de investigación e innovación sobre nanotecnología aplicada a la medicina.

Bajo el paraguas de EuroNanoMed III, la 11ª convocatoria transnacional ha sido lanzada para financiar proyectos de investigación innovadores en nanomedicina.

Las propuestas de proyecto deben incluir investigación multidisciplinar y transnacional y cubrir al menos una de las siguientes temáticas: Medicina Regenerativa, Diagnóstico o Sistemas de liberación dirigida.

  • Apertura del sistema de presentación de solicitudes: 14 de noviembre de 2019
  • Fecha límite para la presentación de pre-propuestas: 21 de enero de 2020
  • Fecha límite para la presentación de propuestas completas: 10 de junio de 2020

Más información disponible en la página web de EuroNanoMed:

http://www.euronanomed.net/joint-calls/11th-joint-call-2020/

JOB OPPORTUNITIES at the CIC biomaGUNE, the Center for Cooperative Research in Biomaterials in San Sebastián

POSITION 1: Technician in 3D polymers for bone regeneration

This project would explore the usefulness of 3D printed polymeric materials for bone tissue regeneration purposes. Specifically, the candidate will work in defining the biological properties of generated compounds and their applicability as implantable materials.
The work aims to generate new collaborations with other research partners and increase the employability of local talented unemployed individuals with grade title.

Organization: CIC biomaGUNE

Application Deadline: 23/10/2019

More information: https://www.cicbiomagune.es/sites/default/files/ofertas/Donostia_talento_innovador_job_offer.pdf

POSITION 2: Postdoctoral fellowship for developing Methodology for Gastric Cancer Diagnosis

Applications are invited for a joint postdoctoral fellowship between the Glycotechnology (Reichardt) and the Carbon Nanobiotechnology (Prato) labs at CIC biomaGUNE to develop quantitative methodology for the detection of gastric cancer serum markers by MALDI-TOF mass spectrometry. Gastric cancer is one of the most malignant diseases worldwide largely due to a lack of methodology for its early stage diagnosis. This project will focus on the development of a MALDI-TOF MS based analysis platform for the trapping and quantitative detection of glycan and glycopeptide biomarkers from serum samples. The project is further supported by Asparia Glycomics an early stage diagnostics company developing methodology for the detection of clinical glycan biomarkers, Graphenea a premier supplier of graphene based products and two high profile academic collaborators from Portugal and Sweden. The contract offered is initially limited to 1 year, but extension up to 3 years is possible subject to satisfactory results during the pilot phase.

Organization: CIC biomaGUNE

Application Deadline: 15/11/2019

More Information: https://www.cicbiomagune.es/sites/default/files/ofertas/advert_postdoctoral_researcher.pdf

POSITION 3: External R&D Services Technician

The role of the External R&D Services Technician will be to increase the provision of external services to industrial partners by handling the customer communication channels, managing the scientific and technological services and promoting participation of industrial partners in research projects.

This position requires close interaction with research and technical staff at CIC biomaGUNE and extensive knowledge of the Basque bio-industry ecosystem. The successful candidate will report to both the Scientific Director and the Technology Transfer Officer.

Application Deadline: 04/11/2019

More Information: https://www.cicbiomagune.es/sites/default/files/ofertas/321_RDServices_technician_at_CICbiomaGUNE.PDF

nanoBio&Med2019 International Conference

El NanoBio & Med2019 presentará los desarrollos internacionales más recientes en el campo de la nanobiotecnología y la nanomedicina y proporcionará una plataforma para la comunicación multidisciplinaria, nuevas cooperaciones y proyectos para los participantes de la ciencia y la industria. Las tendencias emergentes y futuras de los campos convergentes de nanotecnología, biotecnología y medicina serán discutidas entre la industria, la academia, las instituciones gubernamentales y no gubernamentales. NanoBio & Med2019 será el lugar perfecto para obtener una visión general completa del estado del arte en esos campos y también para conocer la investigación realizada y los últimos resultados.
Se organizará un foro industrial para promover un diálogo constructivo entre las empresas y los líderes públicos y poner énfasis específico.

La conferencia tendrá lugar en Barcelona en el Auditorio del Parque Científico de Barcelona.

Deadlines
Abstract Submission (Oral request): October 15, 2019
Student Grant (Travel bursary) Request: October 15, 2019
Author Submission Acceptance Notification: October 16, 2019
Student Grant Notification: October 16, 2019
Early Bird Registration Fee: October 20, 2019
Abstract Submission (Poster request): October 25, 2019
Early Bird Registration Fee (Exhibitors): October 07, 2019

Ponentes confirmados

Giuseppe Battaglia (University College London, UK)
Ofra Benny (The Hebrew University of Jerusalem, Israel)
Vincent Bouchiat (Grapheal, France)
Ciro Chiappini (King´s College London, UK)
Lucia Gemma Delogu (Institute of Pediatric Research – Padova, Italy)
Kostas Kostarelos (The University of Manchester, UK)
Michael Krieg (The Institute of Photonic Sciences (ICFO), Spain)
Arben Merkoçi (ICN2, Spain)
Rodolfo Miranda (IMDEA Nanociencia, Spain)
Rafael Morales (UPV/EHU, Spain)
Ana Paula Pêgo (INEB / nBTT, Portugal)
Danny Porath (The Hebrew University of Jerusalem, Israel)
Valerio Pruneri (ICFO, Spain)
Silvia Pujals (IBEC, Spain)
Víctor Puntes (ICREA / ICN2, Spain)
Meital Reches (The Hebrew University of Jerusalem, Israel)

M. Taher A. Saif (University of Illinois, USA)Samuel Sanchez (IBEC, Spain)
Andela Saric (University College London, UK)
Avi Schroeder (Technion, Israel)
Ulyana Shimanovich (Weizmann Institute of Science, Israel)
Oded Shoseyov (The Hebrew University of Jerusalem, Israel)
Javier Tamayo (IMM-CNM-CSIC, Spain)
Ilja Voets (Eindhoven University of Technology, The Netherlands)
Giorgio Volpe (University College London, UK)
Peter Zijlstra (Eindhoven University of Technology, The Netherlands)





Introducen catalizadores como ‘caballos de Troya’ en células tumorales para matarlas desde su interior

De izqda. a dcha: María Sancho, Jesús Santamaría, Pilar Martín-Duque, Manuel Arruebo y Víctor Sebastián (Fuente: Unizar)

Utilizar caballos de Troya para combatir el cáncer desde el interior de las propias células tumorales sin dañar al resto de tejidos sanos es el objetivo de la nueva herramienta creada por investigadores del CIBER-BBN en el Instituto de Nanociencia de Aragón (INA) de la Universidad de Zaragoza, de ARAID del Gobierno de Aragón, de la Universidad de Granada (UGR) y del Cancer Research UK Edinburgh Centre, en la Universidad de Edimburgo.

En concreto, los científicos han utilizado exosomas como caballos de Troya para llevar catalizadores de Paladio (Pd) hasta el interior de células cancerosas. “Hemos introducido el catalizador dentro de unas minúsculas vesículas o exosomas con un tamaño del orden de 100 nanómetros, que son capaces de viajar al interior de la célula tumoral. Una vez allí, han catalizado una reacción que transforma una molécula pasiva en un potente anticancerígeno”, señala Jesús Santamaría, jefe de grupo del CIBER-BBN y catedrático de la Universidad de Zaragoza, que junto con el Prof. Unciti-Broceta ha liderado este trabajo que publica la prestigiosa revista científica Nature Catalysis.

En el estudio “Cancer-derived exosomes loaded with ultrathin palladium nanosheets for targeted bioorthogonal catalysis” participan María Sancho, Víctor Sebastián y Manuel Arruebo, de la Universidad de Zaragoza, y Pilar Martín-Duque, de la Fundación Agencia Aragonesa para la Investigación y el Desarrollo (ARAID adjudicada al IACS) del Gobierno de Aragón en el INA y asociada al IIS-Aragón, así como la investigadora de la UGR, Belén Rubio Ruiz. El trabajo se ha realizado en colaboración con el grupo de investigación de la Universidad de Edimburgo, dirigido por el profesor Unciti-Broceta.

Matar una célula cancerosa es sencillo: hay multitud de moléculas tóxicas que pueden hacerlo. El problema es conseguir que el tóxico vaya a la célula cancerosa solamente, y no a células sanas en el organismo. Esta falta de selectividad a la hora de dirigir las drogas anticancerígenas es la causa de los efectos secundarios, a menudo devastadores, que sufren los pacientes de cáncer en tratamiento quimioterápico. En lugar de inyectar esos fármacos en el torrente sanguíneo, sería mucho mejor si se pudieran fabricar directamente en el interior de las células cancerosas. Y eso es lo que ha logrado este equipo internacional de científicos.

“Usamos catalizadores en muchos aspectos de la vida cotidiana porque permiten llevar a cabo reacciones químicas que, de otra forma, no serían posibles. Por ejemplo, los gases que salen de nuestro coche pasan por un catalizador para convertirlos en otros menos dañinos para el medio ambiente y la salud”, indican los autores del trabajo. Por eso sorprende que la catálisis, tan útil en tantos campos, no se emplee prácticamente en oncología. “Esto se debe a que existen grandes obstáculos: encontrar catalizadores y reacciones adecuadas y, sobre todo, llevar los catalizadores al interior de las células objetivo, y no a otras”.

La clave: los exosomas

Sin embargo, los exosomas pueden tener la clave. Los exosomas se secretan por parte de la mayoría de las células y están rodeados por una membrana que contiene elementos que son característicos de la célula de la que provienen. Eso les proporciona selectividad (tropismo hacia las células de origen), y hace posible llevar una carga terapéutica preferentemente hasta la célula original, incluso en presencia de otras células. 

Los autores del trabajo han encontrado la manera de inducir la síntesis de catalizadores (nanoláminas de Pd con un espesor de poco más de un nanómetro) en el interior de exosomas de células tumorales sin perturbar las propiedades de sus membranas, convirtiendo así los exosomas en caballos de Troya capaces de llevar el catalizador hasta las células cancerosas originales. Una vez allí, han catalizado la síntesis “in situ” de un compuesto anticancerígeno (panobinostat, un quimioterápico aprobado en 2015).

Los investigadores describen este proceso cuya eficacia han demostrado en su estudio: “hemos recogido exosomas del mismo tipo de célula cancerosa que se pretende tratar, los cargamos con el catalizador de paladio y lo devolvemos al medio de cultivo. Allí, gracias a su tropismo selectivo, los exosomas se encargan de llevar el catalizador hasta la célula original. Una vez dentro, el catalizador convierte el panobinostat inactivo en la forma activa y tóxica, produciendo la muerte de la célula tumoral justo en el lugar que queremos: el interior de la célula tumoral”.

La clave del proceso es la selectividad del transporte mediante exosomas. De este modo, el panobinostat sólo se genera dentro de las células a las que ha llegado el catalizador, produciendo preferentemente la muerte de las células tumorales originales, mientras que los niveles de mortandad en otras células son mucho menores.

Fuente: Universidad de Zaragoza (Unizar)

Artículo de referencia: Cancer-derived exosomes loaded with ultrathin palladium nanosheets for targeted bioorthogonal catalysis María Sancho-Albero, Belén Rubio-Ruiz, Ana M. Pérez-López, Víctor Sebastián, Pilar Martín-Duque, Manuel Arruebo, Jesús Santamaría and Asier Unciti-Broceta. Nature Catalysis 2019 DOI https://doi.org/10.1038/s41929-019-0333-4