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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

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: 

Un nuevo fármaco inteligente acaba con las células de la metástasis de manera selectiva

Investigadores del CIBER de Bioingeniería, Biomateriales y Nanomedicina, del Institut de Recerca de l’Hospital de la Santa Creu i Sant Pau – IIB Sant Pau y de la Universitat Autònoma de Barcelona (UAB) han desarrollado una nueva forma farmacéutica de administración subcutánea y liberación sostenida de nanopartículas dirigidas que elimina selectivamente las células madre metastáticas, induciendo un potente efecto de prevención de la metástasis.

Investigadores del grupo que dirige Ramon Mangues en el Hospital Sant Pau (IIB Sant Pau) y el CIBER-BBN

El equipo de investigadores del CIBER-BBN, formado por el grupo de Antonio Villaverde y Esther Vázquez, del Instituto de Biotecnológia y Biomedicina de la UAB (IBB) y liderado por Ramón Mangues, del Institut de Recerca de l’Hospital de la Santa Creu i Sant Pau – IIB Sant Pau, ha creado cuerpos de inclusión que, cuando se administran por vía subcutánea en ratones, liberan nanopartículas citotóxicas solubles de manera continuada. Estas nanopartículas son portadoras de Pseudomonas aeruginosa que consigue mantener una concentración estable de esta nanomedicina en la sangre y en los tejidos.

Los resultados se han publicado en Advanced Materials, una de las revistas científicas internacionales más prestigiosas en Nanomedicina y Ciencia de los Materiales.

Administración de altas dosis del fármaco sin toxicidad

El Dr. Mangues explica que “esta nueva forma farmacéutica de administración subcutánea para liberación sostenida permite administrar altas dosis de este nanofármaco, en intervalos prolongados (semanas en ratones y probablemente meses en humanos) sin toxicidad en el punto de inyección o en los tejidos normales, mientras genera un potente efecto antimetastático”. “El desarrollo del fármaco para su administración en humanos reduciría la necesidad de inyectar dosis frecuentes, por vía intravenosa, de los fármacos antitumorales citotóxicos actuales, lo que requiere hospitalización” añade el investigador del IIB Sant Pau.

A parte de ser sistemas de liberación controlada, estas nanopartículas incorporan un ligando que interacciona con el receptor (CXCR4), presente en niveles elevados en la membrana de las células madre metastásicas capaces de generar metástasis (CMM CXCR4+). Una vez administrada subcutáneamente la nueva forma farmacéutica en ratones con cáncer colorrectal metastático, este ligando dirige cada nanopartícula liberada por esta estructura hacia los tejidos tumorales, aumentando su captación, para internalizar específicamente en las CMM CXCR4+ e inducir su destrucción selectiva.

“Este efecto consigue una reducción notable del tamaño del tumor en el colon a la vez que bloquea el desarrollo de metástasis en los ganglios linfáticos, el pulmón, el hígado y el peritoneo, sin captación ni toxicidad apreciable en tejidos no tumorales” explican los investigadores, que colaboran estrechamente desde hace más de una década.

Podría ser utilizada en el tratamiento de 23 tipos de cáncer

Los investigadores estiman que esta nueva estrategia terapéutica tendrá un elevado impacto clínico al reducir el requerimiento de su administración hospitalaria, que tienen la mayoría de los fármacos antitumorales, y bloquear la diseminación metastática, dando respuesta a una necesidad clínica no cubierta. Por otra parte, esta nueva forma farmacéutica, que combina la liberación sostenida con el direccionamiento al receptor CXCR4, podría ser utilizada en el tratamiento de, como mínimo, 23 tipos de cáncer que también expresan altos niveles de este receptor en las células tumorales.

La nueva terapia ofrece una respuesta a la urgente necesidad médica de inhibir el desarrollo de las metástasis, que representa la principal causa de muerte en pacientes con cáncer. La destrucción selectiva de las células tumorales y metastáticas aumenta el índice terapéutico de la nanomedicina, obteniendo un potente efecto antimetastático sin generar efectos adversos asociados, lo que la diferencia de la mayoría de los fármacos antitumorales usados actualmente.

Artículo de referencia: María Virtudes Céspedes, Olivia Cano‐Garrido, Patricia Álamo, Rita Sala, Alberto Gallardo, Naroa Serna, Aïda Falgàs, Eric Voltà‐Durán, Isolda Casanova, Alejandro Sánchez‐Chardi, Hèctor López‐Laguna, Laura Sánchez‐García, Julieta M. Sánchez, Ugutz Unzueta, Esther Vázquez, Ramón Mangues, Antonio Villaverde. Engineering Secretory Amyloids for Remote and Highly Selective Destruction of Metastatic Foci  https://doi.org/10.1002/adma.201907348

 

Nuevas nanovesículas MKC Quatsomes para administración de fármacos

Investigadores del CIBER-BBN en el ICMAB-CSIC y el Hospital Sant Pau han desarrollado una nueva plataforma de nanovesículas basada en Quatsomes, un nuevo tipo de nanopartículas con alta estabilidad coloidal y homogeneidad en su tamaño. Ahora han demostrado que es adecuado para la dosificación in vivo.

Los MKC quatsomes han sido probados en ratones vivos con tumores colorrectales (Fuente: CIBER/NANOBIOSIS)

El grupo Nanomol, del ICMAB-CSIC, lleva trabajando en los últimos años en estas nuevas nanovesículas no liposomales, que han demostrado ser muy homogéneas y estables en diferentes medios durante años. Tal y como explica Jaume Veciana, jefe de grupo del CIBER-BBN y coordinador de la ICTS Nanbiosis, “esta estabilidad coloidal implica importantes ventajas para el desarrollo de formulaciones farmacéuticas y para garantizar la calidad del producto final”. Por su parte, Nora Ventosa, investigadora del CIBER-BBN en el CSIC y coordinadora del estudio indica: “hemos demostrado que los quatsomes son un prometedor nanoportador para aplicaciones de bioimagen y suministro de fármacos, adecuado para la encapsulación de moléculas hidrofílicas e hidrofóbicas, fácilmente funcionalizado con elementos que favorecen la direccionalidad hacia objetivos terapéuticos”.

Para su utilización en aplicaciones in vivo, los investigadores han desarrollado una nueva formulación de quatsomes compuesta de colesterol y cloruro de miristalconio (MKC), este último es un compuesto del cloruro de benzalconio ampliamente utilizado como conservante antimicrobiano en muchas preparaciones oftálmicas y formulaciones parenterales en Europa y Estados Unidos. Estos nuevos quatsomes MKC, que se han preparado en diferentes medios, son adecuados para la administración parenteral, y han demostrado ser estables durante al menos 18 meses.

Los resultados han sido posibles gracias a la colaboración con el grupo del CIBER-BBN que lidera Ramon Mangues en el Hospital Sant Pau de Barcelona y se han publicado en la revista Nanomedicine: Nanotechnology, Biology, and Medicine.

“Al probar estos MKC quatsomes en ratones con tumores colorrectales, los ensayos de biodistribución mostraron acumulación de nanovesículas en tumores, hígado, bazo y riñones, pero en ningún otro órgano” explica el Dr. Mangues. “Es importante destacar que los quatsomes MKC se toleraron bien en las dosis administradas y no se observaron alteraciones histológicas ni signos de toxicidad en ninguno de los órganos”, añade. Los nuevos resultados sugieren que los quatsomes podrían aplicarse en tratamientos terapéuticos que requieran un efecto sistémico.

Los investigadores forman parte del grupo Nanomol del CSIC, del Instituto de Investigación Biomédica del Hospital Sant Pau de Barcelona y de la ICTS NANBIOSIS (U6 y U18).

Artículo de referencia: MKC-Quatsomes. A stable nanovesicle platform for bio-imaging and drug-delivery applications co-authored by Guillem Vargas-Nadal et al., Nanomedicine: Nanotechnology, Biology and Medicine, 24 (2020) 102136. https://doi.org/10.1016/j.nano.2019.102136

Fuente: CIBER-BNN

Droplite, una startup española que usa la fotónica para crear un nanolaboratorio inteligente y rápido

Droplite, spin off de ICFO, combina fotónica y nanopartícula, con una tecnología patentada, para detectar patógenos con un sola gota de sangre, orina o saliva

El equipo de Droplite con su prototipo desarrollado. Fuente: INNOVADORES

Detectar con una sola gota de muestra de una persona o un animal, ya sea de sangre, orina o saliva, diferentes agentes patógenos para monitorizarlos de forma precisa y en tiempo prácticamente real (menos de 15 minutos). Esto es posible con el prototipo de dispositivo médico que ha desarrollado Droplite, una spin off del Instituto de Ciencias Fotónicas (ICFO), que ha transferido la patente de esta tecnología a la startup.

Ubicada en el Parc Científic de Barcelona, André Guedes, CEO y cofundador de Droplite, subraya que su dispositivo médico, basado en tecnología fotónica, “está miniaturizado, es inteligente y automatizado”. En él se integran todas las fases que se realizan en un laboratorio de análisis clínicos: es un desarrollo basado en el concepto lab-on-a-chip, que se encuentra conectado a la nube para garantizar la trazabilidad y el acceso a los resultados en cualquier momento y lugar.

Guedes señala que el reto era crear una alternativa a los diagnósticos médicos actuales: “Hoy en día puedes hacer una analítica en un laboratorio en el que se pueden tardar un par de días para los resultados o puedes usar un test rápido que es fácil de usar, pero tiene poca fiabilidad porque los resultados no son cuantitativos. Nuestro dispositivo es un test rápido (entre 10 y 15 minutos) que ofrece hasta la concentración de la enfermedad que está gestando el paciente”. En definitiva, destaca Guedes, es como meter un laboratorio en una “caja inteligente”.

Rafael Porcar, CTO y cofundador de Droplite, explica que esta caja o plataforma está compuesta por “un lector, un pequeño un dispositivo parecido a una cafetera, que opera de forma totalmente automatizada: prepara la muestra, la analiza y ofrece los resultados”. En concreto, este dispositivo ‘lee’ unas pruebas específicas para la enfermedad que se quiere detectar, que serían como los consumibles o cartuchos específicos para cada enfermedad.

Investigación y desarrollo

La investigación se inició en el ICFO en el marco de un proyecto europeo para la detección precoz de marcadores cancerígenos, explica Porcar. Con la evolución del proyecto, se decidió madurarlo a través de una spin off, creada en diciembre de 2018, para completar el desarrollo de la tecnología y crear un dispositivo que se pudiera lanzar al mercado médico y veterinario.

De hecho, esta nueva tecnología combina el uso de la luz, es decir, la fotónica para excitar y favorecer la detección, con las nanopartículas que se atan a los marcadores que hay en la muestra del paciente. “Gracias a esta interacción a una nanoescala nos permite ser muy sensibles”, asegura Porcar. Así, en lugar de utilizar grandes volúmenes de reactivos, solo se usan unos capilares que tienen micras de tamaño. “Ahí es donde ocurre toda la magia de la detección”.

Al realizar esta prueba de un dispositivo inteligente y conectado, los resultados se vuelcan en el sistema de información del centro sanitario y no se tiene que transcribir manualmente en el historial del paciente, destaca el CTO de la startup.

Aplicación veterinaria

En estos momentos, el dispositivo se encuentra en la fase desarrollo industrial del prototipo. La estrategia de Droplite parte de lanzar al mercado primero una aplicación en el sector veterinario para detectar enfermedades de mascotas. “Es más sencillo lograr la certificación médica en veterinaria, pero el desarrollo y la ingenería sería la misma, con lo que se capitalizaría la inversión”, puntualiza el CEO de esta startup catalana.

No obstante, incide en que el objetivo final es la aplicación en salud humana, por ejemplo, para las pruebas de alergia, con lo que se evitarían los test de múltiples pinchazos en el brazo. Otra aplicación sería para la cuantificación de hormonas relacionadas con los tratamientos de fertilidad.

Fuente: La Razón – Innovadores 

Autor: Creu Ibáñez

 

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:

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