Actividad Investigadora
Diseño de Nanopartículas Multifuncionales para Nanoteranóstica (DiNMN).
Datos básicos
- Código del Financiador:
- NVAL18/07
- Año Inicial:
- 2018
- Año final:
- 2022
Objetivos del proyecto
Desde hace más de cien años Paul Ehrlich, el fundador de la quimioterapia y Premio Nobel de Medicina, ha inspirado a generaciones de científicos con su idea de desarrollar una “bala mágica” contra el cáncer, una terapia capaz de encontrar el foco de la enfermedad y eliminarlo de forma específica. La nanotecnología aplicada a la medicina ofrece un futuro lleno de posibilidades para lograr soluciones novedosas a problemas que se escapan de la farmacología tradicional. Y gracias a esta ciencia aplicada a la medicina, esta idea que rayaba con la ciencia-ficción hace unos años, podría ser viable en un futuro a medio plazo. La Nanomedicina es un campo muy novedoso de la terapéutica qué forma ya parte de la realidad en las líneas de investigación, como se pone de manifiesto con el hecho de que sea una línea prioritaria tanto en el AES del Instituto de Salud Carlos III como en numerosas convocatorias del programa Europeo Horizonte2020, y al grupo de investigación Nanomedicina-IDIVAL se le han concedido dos proyectos del plan nacional en esta línea de trabajo. La finalidad de este proyecto en concreto es crear un sistema nanoteragnóstico tipo “bala mágica”, capaz de detectar los focos de cáncer, reportar su localización mediante sistemas de imagen, y finalmente actuar terapéuticamente in situ, destruyéndolo. Para ello aprovecharemos las propiedades magnéticas y ópticas de ciertas nanopartículas, la biocompatibilidad y capacidad de absorción de fármacos en la sílice, y finalmente las increíbles propiedades del óxido de grafeno, para diseñar y generar un sistema nanoteragnóstico (diagnóstico+tratamiento simultáneamente) dirigido contra el cáncer. Este sistema multicapa consistirá en un núcleo magnético, recubierto de una capa de sílice mesoporosa -donde encapsularemos fármacos contra el cáncer de acción conocida-, que será finalmente recubierto y sellado con láminas de óxido de grafeno. La combinación de estos componentes proporcionará al diseño unas propiedades y prestaciones únicas. Por un lado, el núcleo magnético servirá para: (i) dirigir la partícula mediante campos magnéticos, (ii) para poder localizar los tumores mediante resonancia magnética in vivo, y finalmente (iii) para aplicar hipertermia magnética in situ a nivel intratumoral. Los materiales luminiscentes y el óxido de grafeno amplificarán el fenómeno de hipertermia. Este efecto de calor localizado en la partícula se traducirá en 2 efectos, (i) el estrés térmico por calentamiento focal intracelular de las células diana, y simultáneamente (ii) la liberación controlada y a demanda del fármaco encapsulado de forma específica en las células/tejidos diana. Con el fármaco en la diana conseguiríamos minimizar su toxicidad en los tejidos adyacentes y maximizar el efecto terapéutico localmente. Además, la cobertura de óxido de grafeno proporcionará al diseño una enorme superficie de adhesión (2600 m2 por gramo!), lo que se traduce en una gran capacidad de absorción superficial que aprovecharemos para conjugar ligandos específicos y dirigir estos nanomateriales inteligentes hacia los tumores. Finalmente, estos diseños se evaluarán in vitro, en modelos de células tumorales cabeza-cuello humanas, e in vivo, en tumores sólidos generados en ratón mediante xenotrasplantes y, finalmente en carcinomas generados en ratón mediante la aplicación de carcinógenos localmente (4NQO). En resumen, este proyecto intentará desarrollar una “bala mágica” contra el cáncer, con todas estas capacidades explorando para ello todas las posibilidades de los nanomateriales aplicados en el campo de la oncología. Estos estudios se desarrollarán en el contexto del grupo multidisciplinar de Nanomedicina-IDIVAL, donde recientemente me he incorporado con un contrato competitivo de investigación Sara Borrell. Este grupo supone un contexto de trabajo ideal para realizar este proyecto puesto que dispone de apoyo técnico instrumental y metodológico para llevar a cabo estas hipótesis, y del know-how para llevarlo a cabo con éxito, tal y como demuestran sus patentes y publicaciones. Esta nueva línea de trabajo permitirá aplicar mi experiencia predoctoral y postdoctoral en el campo del magnetismo de forma empírica en el campo de la salud.
Documentos
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