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Tres modalidades de imagen molecular para el diagnóstico de tumores

Composición y aplicación de la nanoplataforma JANUS para imagen medica multimodal. / Marco Filice

Con una efectividad probada en ratones, un equipo de investigadores de la Universidad Complutense de Madrid ha preparado la nanoplataforma híbrida Janus, que consigue integrar tres tipos de imagen médica molecular para buscar y diagnosticar un tumor sólido. Con ello se consigue incrementar la sensibilidad, resolución y especificidad de estas pruebas.

Una nanoplataforma híbrida diseñada por investigadores de la Universidad Complutense de Madrid (UCM) permite la localización de un tumor integrando a la vez tres tipos distintos de medio de contraste para promover imagen médica molecular y multimodal por resonancia magnética nuclear (MRI), tomografía computerizada (CT) e imagen óptica por fluorescencia (OI).

El resultado de este estudio, dirigido por Marco Filice y publicado en ACS Applied Materials & Interfaces, supone un avance en el campo del diagnóstico médico, ya que permite en una sola sesión y aplicando un único medio de contraste, obtener un resultado más preciso y específico, con mejor resolución, sensibilidad y capacidad de penetración en los tejidos.

Apuesta por la I+D y la innovación tecnológica con ayudas de 52,6 millones de euros

Apuesta por la I+D y la innovación tecnológica con ayudas de 52,6 millones de euros

La Comunidad de Madrid invertirá 52,6 millones de euros a ayudas para que los investigadores y las empresas madrileñas desarrollen proyectos de I+D e innovación tecnológica. El esfuerzo inversor del Ejecutivo regional pondrá en marcha un paquete de medidas que tendrán como objetivo aumentar la competitividad y la capacidad de investigación e innovación de la región, impulsando el crecimiento y la creación de empleo de sus empresas.

Alrededor de 150 entidades y cerca de 1.000 pymes se verán beneficiados de estos nuevos incentivos a la I+D pública y a la innovación empresarial que favorecerá la investigación y la innovación, dentro del V Plan Regional de Investigación Científica e Innovación Tecnológica, cuyo presupuesto para 2018 es de 105 millones de euros.

El Consejo de Gobierno ha aprobado estas nuevas convocatorias, que incluyen incentivos para las jóvenes empresas innovadoras, o start-up; pymes intensivas en I+D; pymes no tecnológicas y de sectores tradicionales que intentan evolucionar en un mundo completamente tecnificado; consorcios empresariales de investigación e innovación que desarrollen tecnologías de futuro en alguno de los municipios del sur de la región; y numerosas entidades y organismos, desde asociaciones, fundaciones, centros tecnológicos o agrupaciones empresariales, entre otros.

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La mecánica del rotavirus encierra claves de la infección

La partícula completa de rotavirus está formada por tres capas de proteína independientes. / ISCIII

Investigadores de la Universidad Autónoma de Madrid (UAM), el Instituto de Salud Carlos III (ISCIII) y el Centro Nacional de Biotecnología (CNB) han logrado medir las propiedades mecánicas de las múltiples capas proteicas que protegen al rotavirus.

Los resultados, publicados hoy en eLife, podrían abrir nuevas vías para el desarrollo de tratamientos frente a la infección por este tipo de virus, responsable de gran parte de las enfermedades diarreicas en la infancia desde su nacimiento hasta los cinco años.

Este estudio es el primero que detalla la interacción entre la función y las propiedades mecánicas de un virus de múltiples capas. Las partículas virales encierran su material genético en un caparazón proteico diseñado para proteger, transportar y liberar el genoma viral en la célula huésped. Para conseguir esto, la estructura de las partículas virales debe ser lo suficientemente resistente como para proteger el genoma viral en entornos externos a la célula y resistir los ataques del sistema inmune del huésped, garantizando una infección exitosa.

Muchos virus de ARN bicatenario rodean su genoma de una capa protéica característica que incorpora su propia maquinaria molecular para permitir que el genoma se replique y propague.

Los autores aislaron cada una de las diferentes partículas y subparticulas virales de rotavirus, y las estudiaron mediante microscopía de fuerzas atómicas (AFM). Los resultados muestran la presencia de una fuerte interacción entre la delgada capa externa y la gruesa capa media de la partícula viral, que resulta crítica para la protección del virion infectivo. Interacciones más débiles entre los componentes de la capa media y de estos con la capa interna permiten a esta gruesa capa realizar su papel como adaptador entre las capas interna y externa, y la dotan de la flexibilidad necesaria para permitir al virus replicar su genoma en las células anfitrionas, un proceso conocido como transcripción.

“Nuestros hallazgos revelan cómo las propiedades biofísicas de las tres capas proteicas se ajustan para permitir que el rotavirus infecte de forma eficiente las células del huésped”, apunta Pedro de Pablo, otro de los autores de la UAM. “Este trabajo aporta valiosa información e importantes dianas para el desarrollo de nuevas estrategias antivirales”, concluye.

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Artículo referenciado: ‘Biophysical properties of single rotavirus particles account for the functions of protein shells in a multilayered virus’. eLife; https://doi.org/10.7554/eLife.37295

Un nanofármaco para la prevención de la metástasis en el cáncer colorrectal

Ganglio linfático invadido por carcinoma de mama ductal. / Wikipedia

Investigadores del Centro de Investigación Biomédica en Red de Bioingeniería, Biomateriales y Nanomedicina (CIBER-BBN) en el Instituto de Investigación Biomédica de Sant Pau (IIB Sant Pau), la Universitat Autònoma de Barcelona (UAB) y el CSIC han demostrado la eficacia de un nanofármaco que elimina selectivamente las células madre metastásicas en modelos animales de cáncer de colon. Estos resultados han sido publicados en EMBO Molecular Medicine.

El equipo, liderado por Ramón Mangues, Antonio Villaverde y Esther Vázquez, ha demostrado que el fármaco actúa solamente sobre las células iniciadoras de metástasis a través de su interacción específica entre un péptido presente en la nanopartícula proteica que lo transporta y el receptor celular CXCR4 que se encuentra sobreexpresado en las células tumorales. Se trata del primer fármaco en el mundo que bloquea la diseminación metastásica, la principal causa de muerte en pacientes de cáncer.

Por lo tanto, este nuevo descubrimiento podría tener un alto impacto clínico después de que se hayan realizado los ensayos necesarios para aplicarse en humanos. El Hospital de Sant Pau de Barcelona sería el primer centro en el mundo en evaluar este fármaco en humanos, previamente a su posible introducción en la terapéutica clínica.

En junio de 2017 los mismos autores pusieron en marcha Nanoligent, una spin-off creada para desarrollar el primer fármaco diseñado para eliminar las células metastásicas.

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Artículo referenciado: Selective depletion of metastatic stem cells as therapy for human colorectal cancer. EMBO Molecular Medicine.  DOI 10.15252/emmm.201708772

Un nanovehículo para liberar fármacos en células dañadas

La figura muestra dos vistas, frontal y lateral, de la imagen obtenida por TAC de los pulmones de un ratón con fibrosis (zonas grises) antes y después de ser tratado con nanoterapia dirigida a las células senescentes. / G Garaulet i F Mulero, CNIO

Investigadores del IRB han diseñado un encapsulamiento para fármacos que se dirige selectivamente a células senescentes o que han perdido la capacidad de dividirse. El estudio establece oportunidades terapéuticas para eliminar estas células en múltiples enfermedades, como la fibrosis pulmonar o el cáncer.

En un estudio publicado en EMBO Molecular Medicine presentan una prueba de principio de un método de encapsulación que permite administrar medicamentos de manera preferente en tejidos que contienen células senescentes. Los investigadores del IRB Barcelona, junto con el equipo de Ramón Martínez-Máñez de la Universidad Politécnica de Valencia y el CIBER de Bioingeniería, Biomateriales y Nanomedicina (CIBER-BBN), han aprovechado una característica específica de las células senescentes para diseñar un vehículo que se dirija especialmente hacia ellas.

Han demostrado su eficacia en células in vitro y en dos modelos experimentales de ratón, uno de fibrosis pulmonar y otro de cáncer. Estas enfermedades se caracterizan por una elevada presencia de células dañadas, en especial los cánceres tratados con quimioterapia.

“Este nanovehículo puede abrir nuevas oportunidades terapéuticas para enfermedades graves, como la fibrosis pulmonar o para eliminar la senescencia generada por los tratamientos quimioterapéuticos contra el cáncer”, señala Manuel Serrano. Otra derivada del trabajo es que las cápsulas podrían usarse como pruebas diagnósticas de senescencia dado que el nanovehículo puede llevar un compuesto fluorescente o trazador.

Esta investigación, llevada a cabo con la Universidad Politécnica de Valencia, el CNIO, la Universidad de Cambridge, el CIBER-BBN y la empresa Pfizer en Estados Unidos, es un paso más para eliminar células senescentes, un objetivo de gran interés terapéutico para muchas empresas farmacéuticas.

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Referencia bibliográfica: Daniel Muñoz‐Espín, Miguel Rovira, Irene Galiana, Cristina Giménez, Beatriz Lozano‐Torres, Marta Paez‐Ribes, Susana Llanos, Selim Chaib, Maribel Muñoz‐Martín, Alvaro C Ucero, Guillermo Garaulet, Francisca Mulero, Stephen G Dann, Todd VanArsdale, David J Shields, Andrea Bernardos, José Ramón Murguía, Ramón Martínez‐Máñez, Manuel Serrano. ‘A versatile drug delivery system targeting senescent cells’. EMBO Molecular Medicine (2018) DOI 10.15252/emmm.201809355

 

Un nuevo material permite el diagnóstico rápido de infecciones producidas por ‘Candida albicans’

Elena Aznar, Ángela Ribes y Ramón Martínez Máñez

Investigadores del CIBER-BBN y la Universitat Politècnica de València, en colaboración con el Hospital Universitari i Politècnic La Fe, la Universitat Rovira i Virgili, han desarrollado un nuevo material que permite detectar de forma rápida y con una alta sensibilidad infecciones provocadas por Candida albicans, un tipo de hongo que puede encontrarse en diferentes fluidos bilógicos, provocando infecciones oportunistas como la Candidemia o la Candidiasis Invasora.

Actualmente, estas infecciones se diagnostican mediante cultivo del líquido biológico a estudiar y posterior identificación de levadura aislada mediante diferentes técnicas microbiológicas cuyos resultados pueden tardar entre 3 y 4 días. Mientras, con este nuevo material y método –patentados por la UPV, el CIBER, el Hospital La Fe y la URV- el tiempo de diagnóstico se reduce a tan solo 30 minutos. Nuestro trabajo facilita el diagnóstico y toma de decisiones médicas, mediante el empleo de una potente y rápida herramienta de detección de la infección”, destaca Ramón Martínez Máñez, director científico del CIBER-BBN y director del Instituto IDM en la UPV.

Films nanoporosos con puertas moleculares

El material desarrollado por los investigadores del CIBER-BBN en el Instituto Interuniversitario de Reconocimiento Molecular y Desarrollo Tecnológico (IDM) consiste en films de alúmina nanoporosa que incorporan “puertas moleculares” basadas en oligonucleótidos. “Están constituidas por un soporte inorgánico poroso que se carga con un colorante y por hebras simples de ADN. Estas hebras van ancladas a la superficie del soporte y actúan como “puertas moleculares” que inhiben la liberación del indicador”, explica Ramón Martínez Máñez.

El material diagnóstico se encuentra ahora en fase de validación clínica, gracias a la financiación conseguida mediante el proyecto CANDI-GATE concedido por la Universitat Politècnica de Valencia y el Instituto de Investigación Sanitaria La Fe y liderado por M. Angeles Tormo y Elena Aznar y mediante el proyecto de valorización CANDI-EYE concedido por el CIBER-BBN y liderado por Elena Aznar.

“Este trabajo, al poder detectar tan rápidamente la patología, supone un paso muy importante en el diagnóstico de pacientes con candidiasis; concluye M. Ángeles Tormo del IIS La Fe.

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Referencia de la patente: “Material poroso para la detección de Candida albicans, método de diagnóstico que lo utiliza y método de preparación del mismo”. Solicitud de patente española P201731069 presentada el 5 de septiembre de 2017.

Nanopartículas para detectar la enfermedad de Alzheimer con resonancia magnética

Sección de cerebro de un ratón transgénico para EA mostrando acumulaciones de placas amiloides (verde) y ferritina (rojo). Barra de escala: 100µm. / ACS Chem. Neurosci., 2018, 9 (5), pp 912–924

Desarrollan un nuevo biomarcador que podría ser útil para conseguir un diagnóstico temprano y no invasivo de la enfermedad de Alzheimer mediante imagen de resonancia magnética.

La presencia de depósitos de hierro en el cerebro es una de las características histopatológicas de los pacientes de la enfermedad de Alzheimer. Tomando esto como base, un equipo de investigadores de varias instituciones -liderado por Milagros Ramos, del Centro de Tecnología Biomédica (CTB) de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM)- ha desarrollado un nuevo agente de contraste para imagen de resonancia magnética, basado en nanopartículas magnéticas funcionalizadas, que podría funcionar como biomarcador para el diagnóstico temprano de esta enfermedad. Este resultado, publicado en la revista ACS Chemical Neuroscience, puede abrir la vía a nuevas investigaciones para conseguir métodos de diagnóstico temprano y no invasivo de esta enfermedad neurodegenerativa, cosa que hoy en día no es posible.

Con el objetivo de avanzar en esta búsqueda de biomarcadores no invasivos para la detección temprana de la enfermedad de Alzheimer, la doctora Milagros Ramos del CTB-UPM ha liderado un equipo en el que también han participado investigadores del Centro de Biología Molecular Severo Ochoa (UAM-CSIC), de la Universidad Carlos III de Madrid, del Instituto de Investigación Sanitaria Gregorio Marañón así como de los Centros de Investigación Biomédica en Red de Salud Mental (CIBERSAM) y de Bioingeniería, Biomateriales y Nanomedicina (CIBER-BBN). En su estudio, han descrito la presencia incrementada de hierro y de la proteína que almacena el hierro -la ferritina- en un área del hipocampo de ratones transgénicos para la enfermedad de Alzheimer. Estas acumulaciones de hierro y ferritina las observan rodeando las placas amiloides características de la enfermedad.

Este hallazgo ha servido para desarrollar un agente de contraste para imagen de resonancia magnética basado en la funcionalización de nanopartículas magnéticas con un anticuerpo que reconoce a la ferritina. De esta forma han demostrado mediante análisis histológicos que el nuevo nanoconjugado se une de forma específica a las acumulaciones de ferritina que se producen en ratones transgénicos para enfermedad de Alzheimer.

Según explica Milagros Ramos, “la acumulación de las nanopartículas funcionalizadas en la zona indicada produce una disminución significativa en ciertos valores obtenidos por resonancia magnética, lo que nos indica que el nuevo agente de contraste desarrollado podría ser de utilidad en un futuro para el diagnóstico temprano no invasivo de la patología mediante resonancia magnética.”

Referencia bibliográfica:
Fernandez, T et al., 2018. Functionalization and Characterization of Magnetic Nanoparticles for the Detection of Ferritin Accumulation in Alzheimer’s DiseaseACS CHEMICAL NEUROSCIENCE, 9. DOI: 10.1021/acschemneuro.7b00260

Celebración del Foro de Aplicaciones de Nanomedicina en Drug Delivery y Targeting

El pasado jueves tuvo lugar en Barcelona, ​​en la Barcelona School of Management, Universitat Pompeu Fabra, un encuentro de grupos de investigación y unidades de NANBIOSIS y CIBER-BBN y empresas en el tercer foro B2B organizado por NANBIOSIS, en este caso junto con Nanomed Spain.

Trece empresas y doce grupos de CIBER-BBN y CCMIJU (diez de ellos coordinando unidades de NANBIOSIS) se reunieron para explicar, a través de breves presentaciones de diez minutos, aquellas líneas de su trabajo dirigidas a encontrar sinergias y posibles colaboraciones en el área de aplicaciones de Nanomedicina en entrega y orientación de medicamentos. También hubo una charla de un representante del CDTI (Centro Nacional de Desarrollo Industrial y Tecnológico) para explicar las oportunidades de financiamiento para las empresas, así como una presentación del Coordinador de NANBIOSIS, Jesús Izco, para mostrar las nuevas Soluciones Biomédicas de vanguardia. por la ICTS-NANBIOSIS.

En la sesión de la tarde, los grupos y las empresas tuvieron la oportunidad de debatir con más detalle, durante las entrevistas bilaterales, aquellos aspectos que habían atraído su atención, así como, en algunos casos, extraer posibles colaboraciones. El evento se desarrolló con éxito con 45 asistentes y más de 50 reuniones B2B individuales.

Noticia vía Nanbiosis

Nanotubos de carbono biodegradables desencadenan efectos antitumorales

La nanomedicina es una nueva ciencia que platea soluciones diagnósticas y terapéuticas para su aplicación en enfermedades donde las soluciones tradicionales no son suficientemente efectivas, como por ejemplo el cáncer. Destruir a las células del cáncer resistentes a las terapias tradicionales es uno de los mayores retos a los que se enfrenta la medicina del siglo XXI. La altísima heterogeneidad celular intratumoral hace que bajo la presión selectiva de los fármacos tradicionales, aparezcan poblaciones celulares capaces de sobrevivir ocasionando el recrecimiento tumoral.

El grupo de nanomedicina de la Universidad de Cantabria-IDIVAL estudia cómo amplificar e implementar el efecto de los fármacos tradicionales con nanomateriales como los nanotubos de carbono. Estos filamentos, unas 1000 veces más finos que un cabello, in vitro demuestran una capacidad anti-proliferativa, anti-migratoria y citotóxica que, en modelos animales de cáncer, se traduce en un efecto antitumoral muy significativo y complementario al del paclitaxel (taxol®).

Recientemente los investigadores del grupo se han centrado en biocompatibilizar estos materiales haciéndolos más biodegradables pero manteniendo su efecto antitumoral. El trabajo de Eloísa González-Lavado, et al, en la revista Nanoscale (Nanoscale, 2018,10, 11013-11020) muestra como ciertos tratamientos químicos mejoran la eliminación de estos nanomateriales por las células del sistema reticuloendotelial in vito e in vivo, en la región peri-tumoral una vez éstos han ejercido su acción antitumoral. Estos resultados abren nuevas esperanzas en el tratamiento del cáncer donde la aplicación de nanotubos de carbono y otros nanomateriales podrían amplificar significativamente los efectos de fármacos tradicionales inhibidores de la dinámica de los microtúbulos disminuyendo los fenómenos de resistencia celular, recidivas tumorales y, en definitiva, mejorar la supervivencia de los pacientes oncológicos.

Artículo: Biodegradable multi-walled carbon nanotubes trigger anti-tumoral effects. E. González-Lavado, N. Iturrioz-Rodríguez, E. Padín-González, J. González, L. García-Hevia, J. Heuts, C. Pesquera, F. González, J. C. Villegas, R. Valienteac and M. L. Fanarraga. Nanoscale, 2018,10, 11013-11020 Doi: 10.1039/c8nr03036g

 

Fuente: Prof Mónica López Fanarraga, Grupo de Nanomedicina, Departamento de Biología Molecular, UNIVERSIDAD DE CANTABRIAIDIVAL

Web del grupo: http://mlfanarraga.wix.com/grupo-nanomedicina

Tres de los seis Premios Rey Jaime I recaen en investigadores del CIBER

María Vallet Regí, Ramón Martínez Máñez y Dolores Corella

Ramón Martínez Máñez en Nuevas Tecnologías, María Vallet Regí en Investigación Básica y Dolores Corella en Investigación Médica. Los tres investigadores, dos del CIBER-BBN y la tercera del CIBEROBN, han sido galardonados con los prestigiosos Premios Rey Jaime I, que se han dado a conocer esta semana en presencia de los 18 premios Nobel que forman parte del jurado, en un acto celebrado en el Palau de la Generalitat de Valencia. De los seis premios concedidos, tres serán para investigadores del CIBER.

El jurado ha destacado las contribuciones “excepcionales” de Ramón Martínez Máñez, director científico del CIBER-BBN, en el desarrollo de nanosensores con aplicación en sectores como las tecnologías de alimentos y la medicina. Entre ellos, ha señalado las etiquetas colorimétricas para la valoración de la frescura de alimentos, los dispositivos para la detección sencilla del Virus del Papiloma Humano (VPH) y las nanoestructuras de liberación controlada de principios activos contra la mosca de la fruta.

María Vallet-Regí, catedrática de Química Inorgánica de la Facultad de Farmacia de la UCM, miembro del Instituto de Investigación del Hospital 12 de Octubre (IIS i+12) e investigadora principal en uno de los grupos CIBER-BBN, ha recibido el Premio de Investigación Básica “por sus trabajos pioneros en el campo de materiales cerámicos  mesoporosos con aplicaciones biomédicas, particularmente en la regeneración del tejido óseo”, ha apuntado el jurado.

Los Premios Rey Jaime I reconocen a personas cuya labor sea altamente significativa y haya sido desarrollada en su mayor parte en España. Son de convocatoria anual y cada uno de ellos está dotado con medalla de oro, diploma y 100.000 euros -con el compromiso de reinvertir parte del importe en investigación y emprendimiento en España.

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