Víctor Sebastián Cabeza y Manuel Arruebo, investigadores del CIBER-BBN en el Instituto de Nanociencia y Materiales de Aragón, INMA, centro mixto del CSIC y la Universidad de Zaragoza, del Departamento de Ingeniería Química y TMA de la Universidad de Zaragoza y del Instituto de investigación Sanitaria en Aragón (IIS Aragón) han desarrollado unas nanocápsulas que simultáneamente contienen fármacos y además láminas de paladio para que, mediante estímulos luminosos, puedan eliminar células tumorales o activar la liberación controlada de dichos fármacos. El trabajo de investigación ha sido publicado en la portada de Advanced Funcional Materials (Wiley-VCH).
Para obtener estos resultados, los investigadores han introducido nanoláminas de paladio, las únicas capaces de transformar energía lumínica en energía térmica, en unos nanotransportadores (cápsulas) formados por un polímero biodegradables. Para ello, el equipo ha desarrollado, durante los últimos 3 años, un método innovador que permite ensamblar nanoláminas de paladio en el interior de una estas cápsulas. El ensamblado se hace de forma selectiva y con una precisión tal, que permite, en un único paso, generar el nanotransportador (la cápsula) e introducir los fármacos junto con los precursores de las nanoláminas de paladio en su interior. Posteriormente y fruto de sus trabajos previos, los investigadores han sido capaces de unir estos átomos de paladio en forma de nanoláminas en toda la superficie interna del nanotrasportador. Según indica Víctor Sebastián, “hemos sido capaces de manipular los átomos encerrados en una cápsula de plástico biodegradable de 180 nm, para posteriormente generar nanoláminas de paladio de 1,4 nm de espesor. Lo más relevante es que para el paladio, la configuración de nanoláminas es la única estructura que permite convertir la luz infrarroja en calor, es algo único”. La localización de las nanoláminas de Paladio ha sido posible gracias al trabajo del equipo de Rául Arenal, experto internacional en microscopia electrónica, siendo capaces de realizar imágenes 3D a un sistema tan frágil como un polímero mediante el empleo de la técnica de criotomografía electrónica. Finalmente, se han estudiado sus potenciales usos terapéuticos, donde se ha demostrado que, cuando son activados externamente con luz, son capaces tanto de eliminar células de melanoma como de liberar de manera controlada fármacos encapsulados en su interior.
Este trabajo puede considerarse un primer paso hacia el diseño de sistemas híbridos en la nanoescala, con una precisión sin precedentes, y con una funcionalidad aplicable a otros nanotrasportadores en los que se desee estimular su multifuncionalidad con luz.
En este estudio, además de Víctor Sebastián Cabeza y Manuel Arruebo han participado: Raúl Arenal (Investigador ARAID en el INMA, líder del grupo Nanoscopy on Low Dimensional Materials (NLDM) del INMA, y junto con Víctor Sebastián, miembro del Laboratorio de Microscopias Avanzadas (LMA), Universidad de Zaragoza), Laura Usón, Cristina Yus, Silvia Irusta y Teresa Alejo (Investigadoras del INMA), Gracia Mendoza (investigador del IIS Aragón), David García-Domingo (Instituto Aragonés de Ciencias de la Salud (IACS) y Eric Leroy (miembro del Institut de Chimie et et des Matériaux Paris-Est (ICMPE), CNRS/UPEC, Thiais (Francia)).
Artículo de referencia: Nanoengineering Palladium Plasmonic Nanosheets Inside Polymer Nanospheres for Photothermal Therapy and Targeted Drug Delivery Laura Uson, Cristina Yus, Gracia Mendoza, Eric Leroy, Silvia Irusta, Teresa Alejo, David García-Domingo, Ane Larrea, Manuel Arruebo, Raul Arenal, and Victor Sebastian Adv. Funct. Mater. 2022, 32, 2106932 https://doi.org/10.1002/adfm.202106932
Imagen destacada: Cristina Yus, Teresa Alejo, Gracia Mendoza, Laura Usón, Manuel Arruebo, Víctor Sebastián y Raúl Arena