Las nanopartículas, si se emplean en restaurar la función adecuada de la barrera hematoencefálica (BBB), el “guardián vascular” que regula el entorno del cerebro, pueden conseguir revertir el alzhéimer en modelos animales como ratones.

Así, este avance, publicado en la revista Signal Transduction and Targeted Therapy, se centra en restaurar la función normal del sistema vascular cerebral, en lugar de actuar directamente sobre las neuronas, como se hacía hasta ahora con las nanopartículas.

La investigación la han liderado conjuntamente el Instituto de Bioingeniería de Cataluña (IBEC) y el Hospital West China de la Universidad de Sichuan (WCHSU), y también han colaborado científicos del Reino Unido.

El artículo apunta que, a diferencia de la nanomedicina tradicional, que emplea nanopartículas como portadoras de moléculas terapéuticas, este nuevo enfoque utiliza «fármacos supramoleculares» que son bioactivos por sí mismos.

Estas nanopartículas no se dirigen a las neuronas, sino que restauran la función adecuada de la barrera hematoencefálica (BBB), el “guardián vascular” que regula el entorno del cerebro. Y al reparar esta interfaz crítica, los investigadores consiguieron revertir la patología del Alzheimer en modelos animales, han explicado.

El cerebro, recuerdan, es un órgano que consume una gran cantidad de energía, depende de un vasto suministro de sangre.

En ese sentido, precisamente, los hallazgos del estudio resaltan el papel crucial de la salud vascular en enfermedades como la demencia y el alzhéimer, que están relacionadas con un sistema vascular comprometido.

Un interruptor para restablecer la eliminación de toxinas

En la enfermedad de Alzheimer, la acumulación de la proteína amiloide-β (Aβ) perjudica el funcionamiento normal de las neuronas y el equipo demostró que las nanopartículas supramoleculares actúan como un interruptor que restablece el sistema de eliminación de toxinas del cerebro.

“Solo una hora después de la inyección observamos una reducción del 50-60 % en la cantidad de Aβ dentro del cerebro”, destaca el primer coautor del estudio, Junyang Chen.

Los efectos terapéuticos a largo plazo fueron aún más notables: en un experimento, un ratón de 12 meses (equivalente a un humano de 60 años) tratado con las nanopartículas recuperó el comportamiento de un ratón sano después de 6 meses, alcanzando una edad comparable a un humano de 90 años.

El profesor de investigación ICREA en el IBEC y líder del estudio, Giuseppe Battaglia, ha destacado asimismo que “el efecto a largo plazo proviene de la restauración del sistema vascular del cerebro. Creemos que funciona como una cascada: cuando se acumulan especies tóxicas como la beta amiloide (Aβ), la enfermedad progresa”.

Y añade: “Pero una vez que la vascularización puede funcionar nuevamente, empieza a eliminar Aβ y otras moléculas dañinas, lo que permite que todo el sistema recupere su equilibrio”.

La también investigadora del grupo de Biónica Molecular del IBEC Lorena Ruiz Pérez ha explicado que el estudio “demostró una notable eficacia para lograr una rápida eliminación de Aβ, restaurar la función saludable en la barrera hematoencefálica y conducir a una sorprendente reversión de la patología del Alzheimer”.

Los autores han coincidido en apuntar que el estudio es una vía “prometedora” para el desarrollo de intervenciones clínicas efectivas, abordando las contribuciones vasculares a la enfermedad de Alzheimer y mejorando los resultados de los pacientes.

06 octubre 2025 | Fuente: EFE | Tomado de la Selección Temática sobre Medicina de Prensa Latina. Copyright 2025. Agencia Informativa Latinoamericana Prensa Latina S.A. | Noticia

«La presencia de contaminantes en medios acuosos es un problema que la sociedad y la industria actual deben abordar», ha señalado Javier Pérez-Carvajal, investigador del ICMM-CSIC y uno de los creadores de esta nueva fórmula, ha informado el CSIC en una nota de prensa.

En la actualidad, se emplean diferentes métodos para descontaminar las aguas mediante el uso de nanopartículas, y en esos procesos la retirada o la recuperación de las partículas es clave para evitar su liberación al medio ambiente, pero su tamaño nanométrico dificulta que se asienten fácilmente para ser recuperadas o que puedan ser retenidas por los procesos convencionales.

«Los métodos que se usan implican procesos de recuperación o de filtración en los que el coste es mayor cuanto menor es el tamaño del contaminante», ha explicado Pilar Aranda, investigadora del ICMM-CSIC y creadora también del nuevo método.

La solución de este equipo pasa por el uso de partículas nano y microcristalinas de una red ‘MOF’ (siglas en inglés de un tipo de material que combina moléculas orgánicas con átomos de metales) con muchos poros de pocos nanómetros (la millonésima parte de un milímetro), que atrapan contaminantes orgánicos del agua.

«Estas partículas interaccionan entre sí y forman microobjetos que tienden a flotar sobre la superficie del agua, lo que permite que sea fácil retirarlas una vez han cumplido su función», ha explicado Pérez-Carvajal.

Frente a este proceso, los métodos tradicionales emplean propiedades físicas para separar las nanopartículas del agua, como la centrifugación, que utiliza la fuerza centrífuga para acelerar su sedimentación, o la ultrafiltración, en la que se bombea agua a través de las membranas que atrapan las nanopartículas, de tamaño superior al de los poros de las estas láminas, pero en estos casos se requiere de una fuente externa de energía.

«Tradicionalmente, las nanopartículas requieren de mucha energía para su recuperación del medio, por lo que, aunque son muy eficientes para eliminar contaminantes orgánicos, su retirada puede ser un problema o requerir el uso de procesos que son demasiado costosos», ha descrito Aranda.

Este nuevo desarrollo es sostenible ya que «permite reducir el coste de recuperación de las micro y las nanopartículas adsorbentes al no requerir el uso de sistemas de centrifugado u otros métodos habituales y, además, se evita la formación de lodos», ha agregado la investigadora.

El CSIC ha informado de que se trata de una tecnología cuya patente prioritaria europea ya se ha aprobado, y que está disponible para demostración en laboratorio.

30 junio 2025 | Fuente: EFE | Tomado de la Selección Temática sobre Medicina de Prensa Latina. Copyright 2025. Agencia Informativa Latinoamericana Prensa Latina S.A. | Noticia

En su investigación, publicada en Journal of Extracellular Vesicles, el equipo descubrió que estas moléculas sufren cambios cuando hay cáncer, lo que sugiere su potencial como biomarcadores para detectar el cáncer de próstata o como objetivos para la terapia.

El equipo de investigación denominó a estas moléculas de ARN «EV-UGR» (abreviatura de regiones genómicas no anotadas asociadas a vesículas extracelulares) tras descubrirlas en la sangre y la orina de pacientes con cáncer de próstata. Las UGR suelen denominarse la «materia oscura» del genoma humano. Se cree que son cruciales para controlar cómo se activan y desactivan los genes y cómo se traducen las instrucciones genéticas en proteínas.

Las vesículas extracelulares y los exosomas son nanopartículas diminutas, aproximadamente 1 000 veces más pequeñas que el grosor de un cabello humano, secretadas por todas las células en fluidos biológicos como la sangre y la orina. Se sabe que estas nanopartículas transportan material genético, que está protegido del entorno externo.

«Hasta ahora, la ‘materia oscura’ del ARN asociada con las vesículas extracelulares y los exosomas ha sido ignorada en gran medida. Mi equipo quería explorar si los EV-UGR podrían ser valiosos para el seguimiento de la enfermedad. Hicimos un seguimiento de pacientes con cáncer de próstata antes y después de la cirugía de cáncer de próstata y nos sorprendió descubrir que la expresión del ARN EV-UGR cambiaba después de la cirugía. Este es, hasta donde sabemos, el primer estudio que detalla estas moléculas de ARN de ‘materia oscura’, EV-UGR, con un detalle sin precedentes en el contexto del cáncer de próstata», dice el profesor adjunto de patología, medicina molecular y celular, y miembro del Icahn Genomics Institute, el doctor Navneet Dogra, autor principal del estudio.

«Nuestros hallazgos indican que los EV-UGR sanguíneos experimentan cambios en presencia de cáncer, lo que sugiere un enfoque menos invasivo para diagnosticar el cáncer de próstata a través de biopsias líquidas simples, eliminando potencialmente la necesidad de procedimientos de biopsia más complejos, dolorosos y propensos a infecciones», añade.

«El cáncer de próstata es una enfermedad heterogénea que, a menudo, requiere únicamente un seguimiento activo en lugar de tratamiento. Nuestro estudio utiliza nuevas moléculas de ARN asociadas a vesículas extracelulares como herramienta de diagnóstico. Esta tecnología tiene un potencial significativo para un diagnóstico menos invasivo y una biopsia líquida en el futuro cercano», afirma el doctor Ash Tewari, coautor y profesor y director del Departamento de Urología Milton y Carroll Petrie en Icahn Mount Sinai.

Como parte de la investigación, los científicos utilizaron la secuenciación de ARN pequeño de última generación para analizar rápidamente tejidos y fluidos humanos. Además, desarrollaron una prueba de biopsia líquida rentable y crearon herramientas para aislar EV diminutas de la sangre y la orina. Por último, idearon un proceso informático para identificar los nuevos tipos de ARN.

El descubrimiento de los EV-UGR es prometedor para el diagnóstico no invasivo no solo del cáncer de próstata, sino también de otras enfermedades. A continuación, los investigadores planean validar sus hallazgos mediante rigurosos ensayos clínicos aleatorios, que implicarán probar el nuevo enfoque a una escala más amplia para confirmar su eficacia.

«Este es un logro significativo y oportuno. El impacto potencial de esta investigación es enorme y promete un futuro en el que el diagnóstico de enfermedades como el cáncer de próstata se pueda realizar de forma rápida y menos invasiva. Este avance podría revolucionar la atención al reducir el tiempo y las molestias asociadas con los procedimientos de diagnóstico actuales, lo que podría conducir a una detección más temprana y a estrategias de tratamiento más efectivas, mejorando en última instancia los resultados y la calidad de vida de los pacientes», afirma Carlos Cordon-Cardo, coautor, profesor de patología Irene Heinz Given y John LaPorte Given.

19 agosto 2024|Fuente: Europa Press |Tomado de la Selección Temática sobre Medicina de Prensa Latina. Copyright 2024. Agencia Informativa Latinoamericana Prensa Latina S.A.|Noticia

Lo que hace un siglo era una estación dedicada a la cría del gusano de seda surgida tras la prebina, una enfermedad epidémica que casi elimina esta especie en Europa, es hoy un centro de referencia en «ingeniería de tejidos» obtenidos de ese insecto.

Los investigadores Antonio Abel Lozano, Ana Pagán y Salvador Aznar explican, en una entrevista a EFE, cómo su trabajo en el Instituto Murciano de Investigación y Desarrollo Agrario y Medioambiental (IMIDA) pasa por obtener un material conocido como fibroína que se extrae del capullo de seda, lograda tras años de investigación y del que han desarrollado últimamente varias formas a la hora de su aplicación práctica, que van desde una película transparente, a mallas, pasando por estructuras tubulares y esponja.

El paso de Salvador Aznar en el Instituto de Nanotecnología del Ejército Americano durante una estancia en el Massachusetts Institute of Technology (MIT) «con infinitud de equipos de última generación» le llevó a experimentar con otra forma más de esa fibroína, la de nanopartículas para lo que se conoce como nanomedicina.

El doctor Antonio Abel Lozano ha logrado producir nanopartículas biodegradables que transportan y liberan moléculas terapéuticas, y ha demostrado que las partículas de seda tienen efecto antiinflamatorio y cicatrizante. Una de los proyectos está dirigido a mejorar los tratamientos de quimioterapia para tratar el cáncer de mama, en colaboración con la Universidad Nacional de Irlanda.

Este material de origen biológico, la fibroína, está destacando en la investigación médica porque en contacto directo con tejidos humanos no es tóxico ni genera rechazo, como es el caso de la sutura de una herida con seda.

A diferencia de otros materiales empleados en este campo, este material extraído del capullo del gusano de seda tiene grandes propiedades mecánicas.

Los doctores Aznar y Pagán han conseguido avances en el campo de la medicina regenerativa y, en concreto, llegaron a experimentar su potencial aplicación con unas estructuras de fibroína y grafeno que podrían ser empleadas en lesiones de tejido nervioso.

Asimismo, con fibroína y grafeno estos investigadores murcianos trabajan con el doctor Francisco Rodríguez Lozano para regenerar tejido dental en el Instituto Murciano de Investigación Biosanitaria (IMIB), explica Pagán.

Han logrado incluso regenerar el radio de un conejo y la mandíbula de una oveja en estudios experimentales de fibroína en forma de esponja muy porosa.

En los últimos años han colaborado con el Instituto Oftalmológico Fernández-Vega de Oviedo ensayando con fibroína en formato de film transparente que permitió la regeneración de córneas dañadas en conejos, y con la universidad Politécnica de Madrid colaboran sembrando células de epitelio pigmentario para intentar hacer un sustituto de la retina, comenta Salvador Aznar.

Además, trabajan con el doctor del IMIB José Nicolás Villaescusa en un proyecto de regeneración de grandes úlceras empleando un material muy parecido estructuralmente al colágeno humano, «generando unas mallas de nanofibras mediante una técnica denominada electrohilatura» explica.

Otro proyecto de colaboración con las universidades UCAM y UPM obtuvo resultados prometedores tras crear un armazón tridimensional trenzado que se siembra con células madre de médula ósea en un intento de reparar tendones y ligamentos.

Con el Instituto de Microelectrónica de Barcelona han diseñado biosensores de lactato o glucosa, cuya vida útil es prolongada por la fibroína, hasta un año a temperatura ambiente, mucho mas tiempo de lo que duran actualmente los sensores comerciales que emplean las personas con diabetes.

En colaboración con el Centro de Cirugía de Mínima Invasión Jesús Usón (CCMIJU) y el Instituto Ramón y Cajal de Investigación Sanitaria (IRYCIS) lograron un avance en el tratamiento de cáncer de tracto urinario superior.

Se trata de un trenzado en forma de ‘stent’ provisto de una cobertura de fibroína de seda que contiene quimioterapia que favorece la actuación localizada del fármaco, de otro modo sería de difícil aplicación puesto que sería lavado rápidamente hacia la vejiga por el continuo flujo de orina, pero al llevar esa cobertura de ‘fibroína’ se sortea ese problema. Por primera vez se ha implantado exitosamente en modelo animal porcino.

Además trabajan en colaboración con la farmacéutica Inves Biofarm en la producción de proteínas humanas en gusanos para reparar úlceras de piel.

La gastronomía y el arte

En el campo de la gastronomía destaca la colaboración con el chef Pablo González, poseedor de dos estrellas Michelín con quien presentaron en Madrid Fusión los primeros crujientes elaborados con film de fibroína de seda con distintos sabores, así como estructuras fibrilares que contenían callos a la madrileña.

En el arte también la fibroína está comenzando a aplicarse como es el caso de la artista alicantina Maloles Antignac para una serie artística que estaba diseñando y el murciano Eduardo Balanza, que se interesó también por la tradición sedera y sus implicaciones en la arquitectura industrial.

El investigador responsable del Equipo de Biotecnología del IMIDA Salvador Aznar confiesa a EFE que no paran de establecer lazos y colaboraciones «maravillosas» con un abanico «brutal» de gran potencial.

Por desgracia, hay vías de investigación que se quedan en ‘stand-by’ por falta de financiación, pero de lo que se trata es de compartir conocimiento con su trabajo plasmado en decenas de artículos constantemente citados por otros colegas de varios campos científicos.

12 abril 2024|Fuente: EFE|Tomado de|Noticia

Según ha informado la universidad, que ha colaborado con el Instituto de Investigación Sant Pau y el Centro de Investigación Biomédica en Red de Bioingeniería, Biomateriales y Nanomedicina (CIBER-BBN), los micromateriales han sido probados con éxito en ratones modelo de cáncer colorrectal.

Estos nuevos materiales, que imitan a los gránulos secretores naturales del sistema endocrino encargado de liberar hormonas, implican la coordinación del zinc iónico con dominios ricos en histidina, un aminoácido esencial para los seres vivos y, por tanto, no tóxico.

El equipo de investigación ha analizado la estructura molecular de estos materiales y la dinámica del proceso de secreción tanto in vitro como en animales. En un modelo animal de cáncer colorrectal CXCR4+, el sistema ha mostrado un alto rendimiento después de la administración subcutánea y se ha observado cómo las nanopartículas de proteína liberadas se acumulan en los tejidos tumorales de
los ratones.

Esta acumulación es más eficaz que cuando la proteína se administra en el torrente sanguíneo, lo que ofrece una forma nueva de garantizar altos niveles locales de fármaco y una mejor eficacia clínica, evitando regímenes de administración intravenosa repetida’, ha explicado Antonio Villaverde, microbiólogo de la UAB adscrito al CIBER-BBN.

Villaverde ha agregado que, en el contexto clínico, el uso de estos materiales en el tratamiento del cáncer colorrectal debería mejorar ‘en gran medida’ la eficacia del fármaco y el confort del paciente, al tiempo que minimizaría los efectos secundarios no deseados.

En la investigación, encabezada por la investigadora de la UAB Julieta M. Sánchez, han participado expertos del Departamento de Genética y Microbiología de la UAB, del Instituto de Biomedicina y de Biotecnología de la UAB (IBB-UAB), así como del equipo de Oncogénesis y Fármacos Antitumorales liderado por el profesor Ramón Mangues, del Instituto de Investigación Sant Pau.

 Barcelona,05 abril 2024|Fuente: EFE| Tomado de la Selección Temática sobre Medicina de Prensa Latina. Copyright 2019. Agencia Informativa Latinoamericana Prensa Latina S.A.

Investigadores del Centro de Investigación del Cáncer (CIC), centro mixto del CSIC y la Universidad de Salamanca, han diseñado un fármaco a partir de nanopartículas que ha demostrado su eficacia en el tratamiento y seguimiento de la . El estudio, publicado en Journal of Nanobiotechnology, ha caracterizado y evaluado in vitro e in vivo la aplicación de unas nanopartículas que identifican y atacan de forma específica solamente a la célula tumoral.

“Hemos evaluado unas nanopartículas que presentan tanto un fármaco antitumoral derivado del cisplatino como una molécula que permite el seguimiento y trazabilidad de la nanopartícula en sistemas biológicos”, explica Manuel Fuentes, investigador del CIC.

El equipo de Fuentes ha analizado qué ocurre desde que se administra la nanopartícula hasta que actúa en la zona del tumor. La caracterización y evaluación de sus aplicaciones abren una vía al diseño de nuevos fármacos antitumorales con aplicación en inmunoterapia.

Una de las funciones del sistema inmunitario es identificar las células cancerígenas del cuerpo y eliminarlas. Si desaparecen todas las células cancerígenas desaparece con ellas el cáncer. Sin embargo, en ocasiones las células cancerígenas desarrollan mecanismos para que el sistema inmunitario no pueda localizarlas y, por tanto, no son eliminadas del cuerpo mediante la respuesta inmune.

Un área muy prometedora en la investigación del cáncer, incluidos los tumores hematológicos, es la inmunoterapia, donde se está investigando cómo evitar que las células tumorales se oculten del sistema inmunitario. Conociendo estos mecanismos de respuesta se pueden desarrollar nuevos fármacos que mejoren la función de identificar y eliminar las células cancerígenas.

“Para conseguir este propósito de identificación y eliminación, cuando las células cancerígenas están pasando desapercibidas en el organismo, se debe manipular el sistema inmunitario para que recupere esta función, y este es el marco en el que estamos trabajando”, señala el investigador.

Nano medicina para un tratamiento personalizado

La nano medicina es una especialidad de la biomedicina que puede aportar soluciones y el diseño de nuevos fármacos más eficientes. Mediante la nano medicina se trabaja combinando nanopartículas que permiten manipular la respuesta inmune, actuando específicamente en las células cancerígenas y no en las células sanas.

Una ventaja de las nanopartículas es que detectan las células cancerígenas y transportan el fármaco de forma dirigida al tumor para mejorar su eficacia y disminuir la toxicidad en la zona del daño tisular.

Así, permite el desarrollo de la medicina personalizada y de precisión, al actuar solo en las células que deben ser eliminadas, evitando gran parte de los efectos secundarios de la quimioterapia. Otra ventaja de las nanopartículas es que detectan las células cancerígenas y transportan el fármaco de forma dirigida al tumor; facilitando incluso la entrada en la célula tumoral para mejorar su eficacia y disminuir la toxicidad en la zona del daño tisular.

En la investigación de nanopartículas se tiene que analizar la interacción de esta con su entorno biológico, dependiendo de esta relación de la nanopartícula con las biomoléculas que la rodeen, determinará la eficiencia del fármaco, ya que influye en la absorción, distribución y los mecanismos de entrada en la célula, así como en la interacción con el sistema inmunitario. Dicha relación puede cambiar en especies y, por lo tanto, determinar la evolución de los ensayos preclínicos y clínicos.

octubre 16/2022 (SINC)

Referencia: 

Hernández, Á. P., Micaelo, A., Piñol, R., García-Vaquero, M. L., Aramayona, J.J., Criado, J. J., Fuentes, M. (2022). “Comprehensive and systematic characterization of multi-functionalized cisplatin nano-conjugate: from the chemistry and biocompatibility to the animal model”. Journal of Nanobiotechnology (2022)

Investigadores del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) han encontrado actividad antiviral contra el SARS-CoV-2 en las nanopartículas de óxido y oxihidróxido de hierro. Los resultados, realizados en cultivos celulares y publicados en Journal of Nanobiotechnology, sugieren que el estrés oxidativo y la interferencia con el metabolismo intracelular del hierro que producen podría ser la causa de su efecto antiviral. Esto invita a pensar, además, que la replicación del virus podría depender de los niveles intracelulares de hierro.

Estudios previos habían identificado que las nanopartículas de óxido de hierro tenían un efecto antiviral contra el virus de la gripe, por lo que investigadores del CSIC en el Centro Nacional de Biotecnología (CNB-CSIC) y el Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid, (ICMM-CSIC) iniciaron una colaboración para estudiar si las nanopartículas de óxido y oxihidróxido de hierro también podrían tener actividad antiviral contra el SARS-CoV-2.

“Gracias a la posibilidad de controlar su distribución corporal, su fácil detección por diversas técnicas de imagen médica, su biocompatibilidad y el bajo coste de su producción, los óxidos de hierro magnéticos en forma de nanopartículas estables en agua, representan una alternativa muy interesante en el tratamiento y diagnóstico de diferentes enfermedades”, explica María del Puerto Morales, investigadora del ICMM-CSIC. Los procesos de síntesis desarrollados en su grupo permiten la obtención de nanopartículas uniformes en tamaño y forma, agregación controlada y pureza química.

Domingo F. Barber, investigador del CNB-CSIC, detalla que ya se había visto que las nanopartículas de óxido se acumulan en el interior de las células en vesículas llamadas lisosomas. “Es ahí donde con el tiempo se degradan, induciendo estrés oxidativo y alterando el metabolismo intracelular del hierro. Dado que el estrés oxidativo afecta a la estabilidad de la membrana lipídica del virus de la gripe y reduce su capacidad de infección, pensamos que podría ocurrir lo mismo con el SARS-CoV-2 y decidimos tratar células infectadas con SARS-CoV-2 con diferentes tipos de nanopartículas, unas producidas por el grupo del ICMM-CSIC y otras comerciales, como son un anti anémico y un agente de contraste de resonancia magnética”, indica Barber.

Marta López de Diego, también investigadora del CNB-CSIC, recalca el valor de sus resultados. “El tratamiento de cultivos celulares con nanopartículas de óxido y oxihidróxido de hierro disminuye la replicación viral, tanto cuando las células se tratan con las nanopartículas antes de la infección para prevenirla, como cuando se tratan las células infectadas para eliminar el virus, sugiriendo que estas nanopartículas podrían ser usadas como tratamientos profilácticos y terapéuticos”, explica la investigadora.

La inducción por parte de las nanopartículas de óxido de hierro de estrés oxidativo y la interferencia con el metabolismo intracelular del hierro, podrían ser los mecanismos de su efecto antiviral. Además, al utilizar un fármaco anti anémico y un agente de contraste, también se observa una reducción de la infección, por lo que sería interesante reevaluar estos compuestos como posibles agentes antivirales contra el SARS-CoV-2 u otras infecciones virales que pudiesen surgir, mientras se siguen desarrollando antivirales específicos.

septiembre 19/2022 (Dicyt)

Referencia:

López de Diego M., Portilla Y., Daviu N., López García D., Villamayor L., Mulens Arias V.,  Ovejero J.G., Gallo Cordova. , Veintemillas Verdaguer S., Puerto Morales M., Barber D.: Iron oxide and iron oxyhydroxide nanoparticles impair SARS-CoV-2 infection of cultured cells. Journal of Nanobiotecnology. DOI: https://doi.org/10.1186/s12951-022-01542-2

Aunque algunas nanopartículas estén denostadas, como aquellas usadas en cremas solares, su uso en medicina está siendo investigado de cerca por numerosos científicos en el mundo.

La nano medicina usa las propiedades de lo infinitamente pequeño, asegura Jean-Luc Coll, presidente de la sociedad francesa de nano medicina.

«Las nanopartículas miden de uno a algunos cientos de nanómetros», una unidad que equivale a una milmillonésima parte de un metro, explica.

«Lo más importante a entender es que se trata de un ensamblaje de varias moléculas con distintas funciones», añade.

Con la nano medicina, «fabricamos estructuras que se parecen en talla a los virus. Cuando ponemos juntas moléculas en una nanopartícula, esto genera funciones nuevas y múltiples, este es el interés del nanobjeto», expone Coll.

Una gran parte de la población mundial ya ha conocido de cerca estas partículas, puesto que las vacunas anticovid de ARN mensajero las utilizan.

En este caso, nanopartículas lipídicas son las encargadas de transportar el ARN y protegerlo dentro del cuerpo hasta entregarlo a su destino. No es más que una de las numerosas aplicaciones en nano medicina.

Las nanopartículas pueden transportar un medicamento hasta su objetivo o permiten usar un principio activo que hasta ahora no podía ser administrado, con un uso potencial en varios dominios como el diagnóstico, la medicina regenerativa o la oncología.

En las afueras de París, en Villejuif, la biotecnológica Nanobiotix desarrolla un producto que espera que permita combatir el cáncer gracias a una nanopartícula de hafnio, un metal dotado de una fuerte capacidad de absorción de radiaciones.

En su laboratorio, Nanobiotix crea una fórmula que será inyectada en pacientes tratados en radioterapia.

«La radioterapia genera daños antes y después del tumor, lo que limita el uso de dosis fuertes», explica Laurent Levy, fundador de esta firma.

Para esquivar este problema, «introduciremos localmente pequeños objetos que van al interior de la célula cancerígena y que van a absorber la energía de la radioterapia. Este producto aumentará la eficacia sin aumentar la toxicidad en el exterior del tumor», agrega.

Además de esta acción local, Nanobiotix, fundada en 2003, estudia una acción sistemática. «Encima de destruir físicamente el tumor, ponemos de relieve las diferentes partes de este, que pasan a ser reconocibles por el sistema inmunitario», algo que normalmente no ocurre, señala Levy.

La firma, que cotiza en París y Nueva York, ha iniciado un ensayo clínico para estudiar esta acción inmunitaria. No son los únicos, hay otros ensayos en marcha en estados más avanzados para tumores en el cerebro y la garganta.

Es un campo en expansión. Otra sociedad francesa, NH TherAguix, desarrolla un nano medicamento para mejorar el tratamiento de los tumores por radioterapia.

El principio, sobre el papel, parece simple. En realidad, hacen falta años de investigación para que el proceso se estabilice.

«La nanomedicina es rica en aplicaciones, pero va con retraso por la naturaleza de los objetos manipulados y la dificultad de obtener un producto cuya composición esté garantizada en cada lote«, indica Jean-Luc Coll.

Pero «estamos en medio del paso» y, pese a la falta de financiación en nano medicina, las vacunas de ARN mensajero y sus envoltorios nano lipídicos han dado «un alumbrado mágico». «Es el ejemplo que hacía falta», asegura Coll.

febrero 18/2021 (AFP) – Tomado de la Selección Temática sobre Medicina de Prensa Latina. Copyright 2019. Agencia Informativa Latinoamericana Prensa Latina S.A.

Ahora, un equipo multidisciplinar formado por investigadores de la Universitat Rovira i Virgili, la Universidad de Grenoble (Francia), la Universidad de Saarland (Alemania) y la Universidad RMIT (Australia) han descubierto que la deformación mecánica de bacterias es un mecanismo de toxicidad que permite matar bacterias con nanopartículas de oro. Los resultados de esta investigación se encuentran  publicados en la revista científica Advanced Materials y suponen un paso adelante a la hora de comprender los efectos antibacterianos de las nanopartículas para tratar de encontrar nuevos materiales con propiedades bactericidas.

Desde la época del antiguo Egipto, el uso del oro se ha ido extendiendo a lo largo de las diferentes etapas de la historia para múltiples aplicaciones médicas, y más recientemente como elemento para diagnosticar y tratar enfermedades como el cáncer. Esto se debe a que el oro es un material químicamente inerte, es decir, que no reacciona ni apenas se altera al entrar en contacto con algún organismo. Entre la comunidad científica las nanopartículas de oro son conocidas por su capacidad de visualización de tumores y también en nano medicina.

Esta nueva investigación muestra que estas nanopartículas químicamente inertes no son inofensivas para las bacterias y pueden destruirlas gracias a un mecanismo físico que deforma su pared celular. Para demostrarlo, los investigadores han sintetizado en el laboratorio nanopartículas de oro con forma casi esférica y otras en forma de estrellas, pero todas uniformes de tamaño: unos 100 nanómetros (unas 8 veces más pequeñas que el diámetro de un cabello). El grupo investigador analizó cómo estas partículas interaccionan con bacterias vivas.

«Observamos que las bacterias se deforman como si se aspirara el aire del interior de un balón, y acaban muriendo ante la presencia de estas nanopartículas», explica Vladimir Baulin, investigador del Departamento de Ingeniería Química de la URV. Los investigadores apuntan a que la muerte bacteriana parecía haberse producido tras una fuga masiva, «como si la pared celular de las bacterias hubiera explotado de forma espontánea», detalla el investigador.

Los científicos propusieron un mecanismo físico que explicara el motivo de esta destrucción bacteriana. Para ello, se basaron en una simulación numérica y analizaron cómo una capa homogénea de nanopartículas individuales puede aplicar una tensión mecánica tan importante a la pared celular de bacterias que termina por romperla debido a una acción que se asemejaría a un estiramiento, como un globo inflado que es aspirado desde diferentes puntos hasta que acaba explotando.

Para confirmar esta hipótesis, los investigadores fabricaron un modelo artificial de membrana celular bacteriana, y evaluaron cuál era su respuesta cuando entraba en contacto con las mismas nanopartículas de oro de 100 nm. «Observamos que el modelo se autocontrajo de forma espontánea hasta que colapsó completamente, y esto validó la hipótesis de que se debió a un estiramiento mecánico aplicado por las nanopartículas en la membrana celular de las bacterias», apunta Baulin.

Este descubrimiento, que se ha comprobado tanto en el modelo bacteriano desarrollado en laboratorio como en el sistema bacteriano real, sugiere que se puede aplicar el mismo mecanismo a una amplia gama de nanopartículas. El resultado de este trabajo puede proporcionar nuevas guías utilizar materiales antibacterianos universales basados en principios físicos.

 enero 01/2021 (Dicyt)

Investigadores del Instituto de Tecnología Química (ITQ), centro mixto del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y la Universidad Politécnica de Valencia (UPV), han desarrollado una nueva nanomedicina para el diagnóstico y tratamiento del cáncer de próstata, basada en el uso de nanopartículas porosas orgánicas (COF).

 El cáncer de próstata actualmente es la segunda causa más común de muerte por cáncer en varones

El tratamiento, ya patentado y que consigue destruir de forma selectiva las células cancerosas en la glándula prostática y los ganglios linfáticos locales, es más eficiente y menos agresivo que la quimioterapia convencional.

El cáncer de próstata es la forma más común de cáncer entre los hombres europeos. Su incidencia supera los 100 casos por cada 100 000 individuos. Además, actualmente es la segunda causa más común de muerte por cáncer en varones.

El tratamiento consiste en una nanopartícula de COF en la que se inserta la molécula de un agente terapéutico, en este caso docetaxel, el fármaco más usado para el tratamiento del cáncer de próstata resistente a la hormonoterapia; un anticuerpo monoclonal anti-FOLH1, que interacciona selectivamente con receptores de membrana FOLH1 de células de cáncer de próstata, y un agente de imagen, generalmente un radionúcleo para tomografía de emisión de positrones (PET).

Por vía intratumoral

También es novedoso el protocolo de administración, ya que es por vía intratumoral, lo que limita su incidencia en el resto del organismo, minimizando los efectos secundarios del docetaxel. Resuelve los problemas de toxicidad generados por la administración intravenosa de este fármaco, cuya elevada toxicidad sistémica limita tanto la dosis como la duración de la terapia, lo que reduce sensiblemente su eficacia antitumoral.

El nuevo sistema permite además la identificación de las células tumorales y su destrucción al mismo tiempo

“Con nuestra nanomedicina, la dosis necesaria es menor que en la quimioterapia convencional y su efecto terapéutico es mayor. En los estudios in vitro sobre células de cáncer de próstata, el sistema ha conseguido mejorar hasta 15 veces la actividad antitumoral del docetaxel”, apunta Pablo Botella, investigador del CSIC en el Instituto de Tecnología Química (ITQ, CSIC-UPV).

El nuevo sistema permite además la identificación de las células tumorales y su destrucción al mismo tiempo, lo que ayuda a seguir la evolución del cáncer y la especificidad del tratamiento simultáneamente. Todo ello es posible gracias a la utilización de una molécula directora, a receptores específicos en las células tumorales y a la técnica de imagen PET, que ayuda a localizar el tejido maligno en la próstata con precisión unicelular, lo que facilita el diagnóstico de la enfermedad en sus primeros estadios.

Además, se puede monitorizar la liberación del agente terapéutico durante horas o días y la nanopartícula utilizada es de composición 100% orgánica y completamente biodegradable (a diferencia de otras de naturaleza inorgánica o híbrida), lo que facilita su eliminación completa.

septiembre 16/2020 (SINC)

La investigación se realizó utilizando células de humanos y ratones con enfermedad inflamatoria intestinal, que pueden causar dolor crónico.

Los receptores de opioides, que se encuentran principalmente en todo el sistema nervioso central y el intestino, alivian el dolor cuando son activados por los opioides, tanto los producidos naturalmente por el cuerpo como los que se toman como medicamentos.

Si bien existen varios tipos de receptores opioides, la mayoría de los medicamentos opioides como la oxicodona y la morfina actúan sobre el receptor opioide mu.

Los medicamentos opioides tienen efectos secundarios significativos mediados por el receptor opioide mu, que incluyen estreñimiento y dificultad para respirar. Estas drogas son adictivas y su efectividad disminuye con el tiempo, por lo que las personas requieren dosis más altas para controlar su dolor, lo que aumenta los efectos secundarios y el riesgo de sobredosis.

En este estudio, los investigadores se centraron en un receptor opioide diferente: el receptor opioide delta, que también inhibe el dolor cuando se activa pero ofrece un objetivo prometedor para tratar el dolor con menos efectos secundarios.

Utilizando biopsias de los dos puntos de personas y ratones con colitis ulcerosa, una enfermedad inflamatoria intestinal, los investigadores descubrieron que el receptor opioide delta proporciona un mecanismo incorporado para aliviar el dolor inflamatorio. Las células inflamatorias del colon liberan sus propios opioides, que activan el receptor opioide delta y bloquean la actividad de las neuronas intestinales que transmiten señales dolorosas.

Los investigadores también aprendieron que el receptor de opioides delta envía señales desde un compartimento dentro de la célula llamado endosoma, no solo en la superficie de las células, como se pensaba anteriormente.

En el endosoma, los receptores señalan durante períodos prolongados, lo que significa que los receptores opioides delta pueden inhibir el dolor durante períodos más largos. Esta disminución sostenida de la excitabilidad (una medida del dolor) se encontró cuando los receptores opioides delta se activaron en las células inflamatorias estudiadas.

Hemos demostrado que el receptor opioide delta tiene un mecanismo incorporado de control del dolor e inhibe el dolor mediante la señalización dentro de un endosoma. Con este nuevo conocimiento, pensamos que el receptor sería un objetivo prometedor para el tratamiento del dolor inflamatorio crónico, explica el autor principal, Nigel Bunnett, profesor y presidente del Departamento de Patobiología Molecular de la Facultad de Odontología de la Universidad de Nueva York (NYU).

Para apuntar al receptor de opioides delta, los investigadores encapsularon un analgésico llamado DADLE, que se une al receptor de opioides delta, dentro de nanopartículas, vehículos microscópicos utilizados para administrar medicamentos a las células.

Luego recubrieron las nanopartículas con el mismo analgésico, que dirigió las nanopartículas específicamente a las células nerviosas que controlan el dolor y las alejan de otros tipos de células, evitando los efectos secundarios.

La incorporación de medicamentos en las nanopartículas puede mejorar la estabilidad y la administración de los medicamentos, mejorar su efectividad y, a menudo, requiere dosis más pequeñas, y dosis más pequeñas y más específicas reducen el riesgo de que los medicamentos causen efectos secundarios no deseados, añade Bunnett.

Después de unirse a los receptores de las células nerviosas, las nanopartículas ingresaron a las células para llegar al endosoma y luego liberaron lentamente el analgésico para activar el receptor opioide delta. Esto dio como resultado una activación duradera del receptor opioide delta, lo que sugiere una capacidad sostenida para inhibir el dolor inflamatorio.

Nuestros hallazgos demuestran que los receptores opioides delta en los endosomas no solo son un mecanismo incorporado para el control del dolor, sino también un objetivo terapéutico viable para el alivio del dolor inflamatorio crónico, apunta Bunnett.

Un estudio anterior realizado por Bunnett y sus colegas utilizó nanopartículas para administrar un medicamento que bloqueó un tipo diferente de receptor para aliviar el dolor, mientras que el estudio PNAS se enfoca en administrar un medicamento para activar el receptor opioide delta.

Los investigadores plantean la hipótesis de que el control efectivo del dolor implicará bloquear y activar múltiples vías de transmisión del dolor al mismo tiempo, lo que puede conducir a encapsular una combinación de medicamentos dentro de las nanopartículas.

julio 25/2020 (Europa Press). Tomado de la Selección Temática sobre Medicina de Prensa Latina. Copyright 2019. Agencia Informativa Latinoamericana Prensa Latina S.A.

Esta sustancia, aún en fase de laboratorio, presenta una serie de ventajas frente a las que se utilizan en la actualidad: la reducción de los efectos adversos en el organismo, dosis inferiores a las habituales, la posibilidad de focalizar el compuesto únicamente a la zona afectada que se quiera visualizar y su adaptabilidad, que hace que la misma sustancia sea válida para distintas pruebas diagnósticas.

Las sustancias que sirven para ‘iluminar’ y poder ver mejor órganos, tejidos o cartílagos dañados se denominan agentes de contraste. Estos actúan como si fueran una tinta que define mejor las partes de la anatomía que quieran observarse a través de las técnicas de diagnóstico de imagen. Se utiliza en pruebas comunes que proporcionan imágenes tridimensionales de órganos y tejidos del cuerpo humano, como la Tomografía axial computerizada (TAC), que sirve para observar órganos dañados a través de rayos X, como una radiografía convencional; o la Resonancia magnética, una máquina que hace uso de un imán muy potente. También es el caso de la Imagen fotoluminiscente, técnica que funciona como una radiografía donde la zona dañada aparece iluminada. Esta última, al ser más nociva, se utiliza únicamente en laboratorios en pruebas con ratones.

El paciente ingiere o se le inyecta este fluido cuando las imágenes que captan estas técnicas no son lo suficientemente nítidas. Por ejemplo, cuando no se logra distinguir un tumor del área que lo rodea. Cada prueba diagnóstica requiere un agente de contraste diferente y, en ocasiones, el paciente debe ingerir o inyectarse dos de ellos, para que la imagen de la parte del cuerpo que se fotografíe aparezca más definida.

Al obtener mejores imágenes, los profesionales médicos obtienen información complementaria, pueden emitir diagnósticos más certeros y ofrecer tratamientos más eficaces. “Algunos de los que se usan hoy en día tienen una cierta toxicidad”, explica a la Fundación Descubre la investigadora Ana Isabel Becerro, autora del estudio ‘Design of a nanoprobe for high field magnetic resonance imaging, dual energy X.Ray computed tomography and luminescent imaging’, publicado en Journal of Colloid and Interface Science.

El agente de contraste diseñado por este grupo de investigación evita al paciente la administración de dos sustancias diferentes, sería válido de forma universal para todas las pruebas mencionadas y, al inyectar menos cantidad, también se reduciría su toxicidad.

Nanopartículas

La sustancia que los investigadores han desarrollado presenta una serie de ventajas frente a los agentes de contraste que se aplican en la actualidad. En este estudio utilizan nanopartículas, que son esferas de 80 nanómetros con propiedades luminiscentes. En este estudio, los investigadores las recubren con moléculas llamadas ligandos. Éstas funcionan como un imán que atraído hacia la zona de interés y permite que no se extiendan por otros lugares del cuerpo, como ocurre con los agentes de contraste que se utilizan habitualmente.

Su función simula el zoom de una cámara: las nanopartículas se concentran en una sola zona de interés y ayudan a enfocarla mejor. “Hemos diseñado este agente de contraste para que sea eficaz tanto en Resonancia magnética como en TAC. Podemos disminuir la dosis inyectada en vena y reducir los posibles efectos tóxicos o adversos para el organismo que esta sustancia pueda presentar. Además, permite obtener imágenes luminiscentes de células y tejidos en estudios”, comenta Ana Isabel Becerro.

Las nanopartículas diseñadas por el grupo de investigación poseen una arquitectura conocida como core-shell: núcleo-corteza. Así, el grupo de investigación las diseñó con un núcleo luminoso que le da utilidad para la Imagen luminiscente, una capa intermedia que protege la luz que emite el núcleo y una corteza elaborada de un material visible para la Resonancia magnética. Además, por su composición química, también es eficiente para el TAC. Una vez ingeridas o inyectadas, se hacen visibles al exponerse a la luz ultravioleta.

El empleo de las nanopartículas en medicina requiere que éstas sean uniformes para poder reproducir sus propiedades: todas las esferas deben emitir la misma cantidad de luz y tener siempre el mismo tamaño. “Se inyectan en vena, así que no deben superar los 100 nanómetros, estar dispersas para no producir trombos ni coágulos y ser inocuas para el organismo”, explica la investigadora sevillana. La síntesis de nanopartículas con estas características, las propiedades luminiscentes y magnéticas fue la parte más compleja de proyecto y requirió varios meses del año en el que transcurrió el mismo.

Este nuevo agente de contraste se encuentra en fase de estudio. El equipo de investigación lo está sometiendo a pruebas de toxicidad y todavía no ha sido testado en ensayos clínicos.

Otras líneas de investigación

Si bien el nuevo medio de contraste permite obtener imagen luminiscente de células y tejidos en ensayos in vitro, todavía no es conveniente su empleo para tomar imágenes de órganos y tejidos del cuerpo humano, ya que es necesario activarlas con luz ultravioleta, que puede producir daños en el ADN. El grupo Materiales Coloidales está desarrollando otras líneas de investigación para lograr que la luminiscencia del núcleo de las nanopartículas sea persistente tras retirar la luz ultravioleta. Con este método se podría activar la sustancia antes de introducirla en el organismo, lo que evitaría la exposición del mismo a la luz UV.

julio 23/2020 (Dicyt)

Referencia bibliográfica 
González-Mancebo, D.; Becerro, A.I.; Corral, A. et al. García-Embid S., Balcerzyk M.; Garcia-Martin M.L.; de la Fuente J.M.; Ocaña M. 2020. Design of a nanoprobe for high field magnetic resonance imaging, dual energy X-ray computed tomography and luminescent imaging. Journal of Colloid and Interface Science. Vol. 573, pp. 278-286.

y que puede causar la muerte sin que en la actualidad exista una cura, según publican sus autoras en la revista STEM CELLS Translational Medicine (SCTM).

La silicosis es el resultado de años de inhalar micropartículas de polvo de sílice por parte de trabajadores en profesiones como la construcción y la limpieza con chorro de arena. Las partículas pueden provocar inflamación y cicatrización del tejido pulmonar, lo que a su vez dificulta la respiración y puede provocar la muerte.

Actualmente no existe cura para la silicosis y una vez que el daño está hecho, no se puede revertir. El tratamiento se centra en aliviar los síntomas y ralentizar la progresión de la enfermedad, mientras que el mundo médico busca una solución permanente.

Entre las terapias potenciales más prometedoras se encuentran las células madre mesenquimales (CMM), que pueden programarse para convertirse en diferentes de tipos de células dependiendo de las condiciones en que se cultivan. Los investigadores han estudiado si las CMM podrían regenerar nuevas células pulmonares para reemplazar las dañadas por la sílice y, por lo tanto, proporcionar una cura muy necesaria.

Sin embargo, en el caso de la silicosis, las CMM han sido más apreciadas por su acción antiinflamatoria. Al minimizar la inflamación pulmonar causada por partículas de sílice, la terapia con CMM potencialmente atenúa la cicatrización y la pérdida de la función pulmonar. Pero cuando se trata de su eficacia en ensayos clínicos, los resultados han sido modestos en el mejor de los casos.

Las razones para esto siguen sin estar claras, pero una teoría es que, aunque las CMM están atrapadas inicialmente en los capilares pulmonares estrechos después de la administración, se eliminan de los pulmones en aproximadamente 24 horas. Esta eliminación rápida puede explicar por qué los efectos de las CMM son a menudo cortos e insuficientes para promover la mejora en el pulmón dañado, explica Patricia Rocco, que, junto con y Fernanda F. Cruz, ambas del Laboratorio de Investigación Pulmonar de la Universidad Federal de Río de Janeiro (Brasil), son las autoras de estudio.

El objetivo de su investigación fue encontrar una manera de retener las CMM en los pulmones el tiempo suficiente para obtener un beneficio. En particular, querían saber si la orientación magnética, una técnica que ya se ha demostrado que mejora la localización y la retención de células madre en otros tipos de tejidos diana, podría mejorar los resultados en ratones silicóticos tratados con CMM.

Comenzaron por magnetizar las CMM (recolectadas de ratones) con nanopartículas superparamagnéticas, que consisten en un núcleo de óxido de hierro (maghemita), recubierto por aniones citrato. Tales nanopartículas ya se han explorado en la terapia farmacológica dirigida y tienen como principales ventajas baja toxicidad para las células receptoras y facilidad de magnetización; es decir, las CMM absorben dichas partículas espontáneamente después de un período de incubación de 24 horas, explica Luisa Silva, primera autora del artículo.

A continuación, los 24 ratones del estudio se dividieron inicialmente en un grupo de control de seis y otro grupo de 18 en el que se indujo la silicosis. Quince días después, los ratones silicóticos fueron aleatorizados en tres grupos iguales. Uno de estos grupos recibió una administración intravenosa de solución salina; otro fue tratado con CMM magnetizadas y un tercer grupo fue tratado con CMM magnetizadas y, además cada animal tenía un par de imanes adheridos a su pecho (mediante cinta) inmediatamente después de la inyección de CMM. Los imanes se dejaron mantuvieron durante 48 horas.

Al retirar los imanes, examinamos a todos los animales en todos los grupos y descubrimos que los implantados con imanes tenían una cantidad significativamente mayor de CMM magnetizadas en sus pulmones, explica Cruz.

En el segundo paso del estudio, el equipo analizó los efectos de la orientación magnética en comparación con el tratamiento con CMM no magnetizadas. Siete días después de retirar los imanes, se evaluaron los animales. Aquellos tratados con CMM magnetizadas más imanes mostraron reducciones significativas en la elastancia pulmonar estática, en la presión resistiva y en el área de granuloma, todos signos de mejoría pulmonar, mientras que los ratones en los otros grupos no lo hicieron.

‘Esto nos dice que la orientación magnética puede ser una estrategia prometedora para mejorar los efectos beneficiosos de las terapias celulares basadas en CMM para la silicosis y otras enfermedades pulmonares crónicas’, añade.

La enfermedad profesional causada por la respiración de partículas microscópicas de polvo puede causar daño pulmonar irreversible,  recuerda Anthony Atala, editor en jefe de STEM CELLS Translational Medicine y director del Instituto Wake Forest de Medicina Regenerativa.

El uso de la orientación magnética permitió que las células madre se retengan por más tiempo en el área de la lesión y dio como resultado una recuperación más rápida y una menor formación de cicatrices, lo que resalta el potencial de esta estrategia prometedora para la terapia, concluye.

junio 30/2020 (Europa Press). Tomado de la Selección Temática sobre Medicina de Prensa Latina. Copyright 2019. Agencia Informativa Latinoamericana Prensa Latina S.A.

En el marco de los proyectos financiados  por el Instituto de Salud Carlos III para abordar la crisis debida a la pandemia de COVID-19, el Instituto IMDEA Nanociencia  de la Comunidad de Madrid ha recibido una ayuda de 340 000 euros para desarrollar un nuevo test que permita detectar secuencias específicas del ARN del coronavirus, de forma sencilla y sin necesitar tantos recursos como otros métodos de diagnóstico.

Cuando el ARN del coronavirus se une al ADN que llevan las nanopartículas de oro, se precipitan al fondo del vial y el color rojizo del líquido se torna transparente.

Como sensor del patógeno, la técnica emplea nanopartículas de oro donde van ancladas cadenas de ADN, capaces de detectar la secuencia específica del gen RdRP presente en el virus SARS-CoV-2, así como el gen E común a todos los coronavirus.

El test incluye un vial con una disolución acuosa de color rojizo por la presencia de las diminutas partículas de oro. Cuando se incorpora el ARN del coronavirus, estas nanopartículas funcionalizadas con ADN se agregan y precipitan al fondo, produciendo una disminución clara del color de la disolución. Esto se puede apreciar a simple vista.

Según explica el investigador Álvaro Somoza, responsable del equipo: «Las cadenas de ADN de las nanopartículas están plegadas en forma de horquilla y tienen un grupo hidrofóbico (colesterol) en el extremo. En esta disposición la estructura es soluble en agua.

Pero en presencia del ARN vírico, el ADN de la nanopartícula se une a él, a la secuencia del virus,  aclara el experto, la horquilla se abre y el colesterol se expone al medio, dando lugar a una estructura insoluble en agua y provocando la precipitación de las nanopartículas. Por este motivo la disolución se vuelve incolora.

De momento los investigadores no han utilizado muestras reales del coronavirus, si no modelos y secuencias análogas al ARN del patógeno, incluyendo una copia sintética del gen RdRP. Cuando los prototipos estén listos, científicos del Instituto de Salud Carlos III (ISCIII) los probarán con secuencias procedentes de virus reales, primero atenuados y luego usando directamente muestras de pacientes infectados.

La idea es implementar la técnica en tres sistemas de amplificación o diagnóstico a la vez para ir reduciendo el uso de equipos, el personal altamente especializado y los reactivos que se requieran de la forma más rápida posible.

«Estamos reorientando una parte importante de las capacidades multidisciplinares del Instituto IMDEA Nanociencia para lograr un test eficiente y simple de usar», destaca su director

Por una parte se aplicará en la más sencilla reacción en cadena de la polimerasa con transcriptasa inversa (RT-PCR), una variante de la PCR empleada en biología molecular para generar una gran cantidad de copias de material genético, un proceso conocido como amplificación.

De esta forma no hace falta usar la llamada qRT-PCR, el marcaje con compuestos fluorescentes que, aunque ofrece beneficios como la detección simultánea de muchos blancos en cada muestra, requiere una costosa optimización y el diseño de una sonda específica.

Por otro lado, el método también se implementará en la amplificación isotérmica, sin usar PCR y que solo necesita pequeñas unidades multiusos de laboratorio llamadas termobloques, y en la amplificación no enzimática, donde no se utilizan enzimas y la preparación de muestra es mínima.

Uso en hospitales y centros de salud

Según sus promotores, la implantación de esta técnica será rápida y sencilla en los procedimientos actuales de diagnóstico, pudiéndose emplear en hospitales y centros de salud. El cambio de color en los viales lo puede observar cualquier profesional en pocas horas.

El centro de investigación ya está en disposición de preparar nanopartículas, oligonucleótidos como el ADN (con una secuencia idéntica a la del ARN del virus pero preparada en ADN porque la interacción es más fuerte y la respuesta mejor) y tiras de nitrocelulosa a una escala pequeña.

Se podrían producir 5 000 sensores a la semana con procesos escalables.

Para hacerlo en cantidades mayores, necesitarían más recursos y equipos, pero IMDEA Nanociencia podría producir unos 5 000 sensores a la semana mediante procesos escalables industrialmente.

Según su director e investigador principal de todo el proyecto, Rodolfo Miranda, esperamos poder contribuir en la lucha contra esta pandemia, reorientando una parte importante de las capacidades multidisciplinares del instituto para lograr un test eficiente y simple de usar.

Los diversos test para identificar el nuevo coronavirus, sean rápidos o mediante PCR,  se han convertido en una medida esencial para conocer el alcance de esta crisis sanitaria y luchar contra ella. Identificar a las personas portadoras, con o sin síntomas, permite aislarlas y evitar la expansión de la epidemia.

Los expertos consideran necesario evaluar a un gran porcentaje de la población y repetir estos estudios durante semanas, ya que el virus puede ser trasmitido entre personas desde varios días antes de que aparezcan los primeros síntomas (en el caso de que aparezcan) hasta más de tres semanas desde el momento del contagio.

mayo 09/2020 (SINC)

“Dentro de poco, los medicamentos que tomemos llevarán nuestra firma y podrán reconocer nuestras propias enfermedades”, aseguró durante la conferencia Contribución de la nanociencia a las nuevas terapias y diagnóstico médico.

El ponente explicó por qué la nanotecnología puede ser importante para la medicina, gracias a una serie de aplicaciones en las que se viene trabajando desde que se empezó a investigar en materiales y biomateriales. Destacó que el principal logro de la nanotecnología es que puede colocar estructuras como anticuerpos sobre nanopartículas, unidades inertes y biológicas que podemos introducir en el mundo de la biomedicina.

Estas nanopartículas “funcionalizadas” ofrecen numerosas aplicaciones para la mejora del diagnóstico y tratamiento médico, reduciendo tiempos, personalizando fármacos y tratamientos más efectivos y menos agresivos.

Dentro de las investigaciones que se realizan en el ámbito diagnóstico, el ponente destacó el diseño de nuevos biosensores que permiten determinados antígenos y marcadores que pueden llevar a una detección precoz de algunos tipos de cáncer y otras patologías. Otro aspecto del diagnóstico sobre el que se trabaja son las nanopartículas magnéticas que se utilizan en el campo de la tomografía por resonancia como agente de contraste.

La resonancia magnética, la técnica más potente de diagnóstico, puede mejorar gracias a estas nanopartículas capaces de detectar tumores pequeños e incipientes que pasan desapercibidos en las actuales pruebas de imagen.

Terapias y fármacos más personalizados

En cuanto a las técnicas terapéuticas, los principales esfuerzos de la nanociencia se centran en tratar de elaborar fármacos inteligentes que sean capaces de dirigirse a una determinada diana. El ponente detalló que “si se necesita un tratamiento antiinflamatorio en una determinada región del cuerpo, la idea es llevar el antiinflamatorio solo a la región donde está la inflamación en lugar de a todo el cuerpo, como ocurre ahora”.

Estos fármacos inteligentes tienen un suministro localizado, lo que disminuye los efectos adversos y lesiones que ocurren con frecuencia en tratamientos agresivos como la quimioterapia. “Con un suministro localizado en la región del tumor, el tratamiento va a ser más efectivo, porque también se van a poder administrar más dosis e ir directamente a la zona afectada”, afirmó el especialista.

Aragón, referente en nanomedicina

Tal y como destacó el catedrático, todos estos avances que se están produciendo en los laboratorios llegarán en un futuro no muy lejano a los hospitales y centros de salud, donde la nanociencia será un pilar fundamental de la práctica médica habitual. Aragón es una comunidad referente de los estudios en nanociencia y nanomedicina.

El instituto que dirige Ricardo Ibarra, creado en el 2005, es una infraestructura pionera en este campo de estudio con equipamientos punteros, como es el microscopio Titan, el más avanzado que existe.

marzo 06/2020 (Redacción Médica)

Investigadores del Instituto de Tecnología Química, centro mixto de la Universitat Politècnica de València y el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), el Instituto de Bioingeniería de la Universidad Miguel Hernández (UMH) y el Centro de Investigación Biomédica en Red de Bioingeniería, Biomateriales y Nanomedicina (CIBER-BBN), el Instituto de Neurociencias (UMH-CSIC), y la empresa Inscanner SL han desarrollado unas nanopartículas que mejoran el contraste en imágenes de resonancia magnética -el tamaño de 90 nanómetros –un nanómetro es la mil millonésima parte de un metro-.

Su aplicación en la práctica clínica facilitaría el diagnóstico de enfermedades hepáticas, pulmonares, cardiovasculares y diversos tipos de tumores. El trabajo ha sido publicado en la revista Nanoscale.

Tal y como explica Pablo Botella, científico titular del CSIC en el Instituto de Tecnología Química, la adquisición de imágenes de resonancia magnética constituye una herramienta de diagnóstico clínico de gran utilidad. «Sin embargo, la obtención de imágenes de calidad tropieza con frecuencia con la falta de contraste y otros cambios asociados con las diversas condiciones patológicas que se intentan estudiar, lo que puede dar lugar a una pérdida de sensibilidad y dificulta el diagnóstico«, añade Botella.

Para paliar estas carencias es frecuente la administración vía intravenosa de agentes de contraste basados en quelatos solubles de gadolinio (Gd3+). Estos agentes hacen que ciertas estructuras o tejidos del cuerpo se vean diferentes de cómo se verían si el agente de contraste no hubiera sido administrado. Estos cambios son temporales y ayudan al diagnóstico clínico, pero el uso de estos productos puede estar desaconsejado en algunos casos, especialmente en pacientes alérgicos o con problemas renales. «Además, aunque el gadolinio mejora el contraste positivo de las imágenes (zonas claras), no influye prácticamente nada en el contraste negativo (zonas oscuras). En este sentido, la utilización de una forma no soluble del gadolinio combinada con un agente de contraste oscuro evitaría estos problemas, y esto es lo que hemos desarrollado en este trabajo«, destaca Botella.

El equipo de investigadores, coordinados por el grupo de Nanomedicina del ITQ dirigido por Pablo Botella, ha desarrollado nanopartículas híbridas que contienen dos agentes de contraste, gadolinio (Gd3+, aumenta el contraste positivo) y hierro (Fe3+, incrementa el contraste negativo), protegidos por una cubierta estable de sílice.

La organización de ambos centros magnéticos en una estructura con un elevado grado de empaquetamiento da lugar a un efecto sinérgico que aumenta notablemente su actividad magnética, lo que repercute en un mayor incremento del contraste positivo y negativo en las imágenes de resonancia con respecto a los productos comerciales. Asimismo, la cubierta permite la incorporación de moléculas que estabilicen las partículas en medio fisiológico (como el polietilenglicol), así como de moléculas directoras hacia una diana terapéutica específica.  Al respecto, «las nanopartículas pueden acumularse selectivamente sobre determinados tejidos patológicos, siempre que exista una molécula directora adecuada. Esto sería válido para el diagnóstico de diversos tipos de cáncer; por ahora, estamos trabajando en su aplicación en cáncer de próstata, con resultados positivos«, añade Botella.

Los resultados obtenidos en animales permiten apreciar claramente que tras la administración intravenosa de este nuevo agente de contraste se produce una mejora significativa del contraste positivo y negativo en los tejidos donde se acumulan las nanopartículas.

Por otro lado, comenta Eduardo Fernández, del Instituto de Bioingeniería de la UMH y CIBER BBN, «nuestros resultados sugieren que este nuevo tipo de agentes de contraste basado en nanopartículas híbridas no es tóxico para los animales tratados, y además estas nanopartículas se eliminan totalmente utilizando las vías biliar y renal, lo cual avala su gran potencial«.

«Los resultados sobre modelo animal apuntan a una mejora variable en función del tejido, que puede alcanzar hasta un 78 % de la intensidad de la señal en las imágenes de resonancia magnética, facilitando el diagnóstico clínico«, concluye Pablo Botella. El aumento de la intensidad de la señal conlleva un aumento del contraste, y esto a su vez mejora la resolución, lo que permite al especialista en radiología diferenciar claramente tejidos patológicos de artefactos y ruido de fondo.
abril 19/2018 (immedicohospitalario.es)

En diversos experimentos In vitro e In vivo los autores demuestran que éstas presentan un tropismo selectivo hacia las CMCs y que reducen la expresión de los genes que les proporcionan su capacidad de reproducir el tumor. Aunque ya era conocido que la actividad de las CMCs es controlada por vías de transcripción que permanecen durmientes en las células adultas normales, el nuevo estudio identifica la vía STAT-3 como elemento clave en la patogenicidad de estas células.

Dipanjan Pan, director del estudio, indica que esta es la primera vez que se demuestra la posibilidad de convertir a las CMCs en dianas terapéuticas mediante el uso de nanopartículas. Su facilidad de manufacturación y de producción a gran escala, así como el bajo coste de la niclosamina que transportan convertirían esta estrategia en ideal para tratar el cáncer de mama, concluye el investigador.

diciembre 11/2017 (immedicohospitalario.es)

]]> https://boletinaldia.sld.cu/aldia/2017/12/12/nanoparticulas-cargadas-con-un-antiparasitico-muestran-efectividad-frente-a-las-celulas-madre-tumorales/feed/ 0 https://boletinaldia.sld.cu/aldia/2017/03/30/volver-vulnerables-a-las-celulas-tumorales-colgando-nanoparticulas-en-ellas/ https://boletinaldia.sld.cu/aldia/2017/03/30/volver-vulnerables-a-las-celulas-tumorales-colgando-nanoparticulas-en-ellas/#comments Thu, 30 Mar 2017 05:00:30 +0000 http://boletinaldia.sld.cu/aldia/?p=57027 Unos investigadores han ideado una forma de hacer que las células tumorales sean más susceptibles a ciertos tipos de tratamientos anticáncer. La novedosa táctica consiste, a grandes rasgos, en recubrir dichas células con nanopartículas antes de aplicar los fármacos.

«Colgando» cientos de nanopartículas en las superficies de las células tumorales en presencia de una fuerza mecánica, los investigadores hicieron que estas fueran más vulnerables ante el ataque de un fármaco que provoca que se suiciden (activa en ellas el proceso de la apoptosis). Parece que las nanopartículas amplifican las fuerzas mecánicas ejercidas sobre las células cancerosas por la sangre que fluye, lo que aumenta la probabilidad de que mueran.

En pruebas con ratones, el equipo de Michael Mitchell, del Instituto Koch para la Investigación Integral del Cáncer, dependiente del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), en Cambridge, Estados Unidos, encontró que las nanopartículas que “cuelgan” de las células hicieron un 50 por ciento más efectivo el fármaco que las impele a suicidarse, y esta combinación eliminó hasta el 90 por ciento de las células tumorales en los ratones.

Unos experimentos pioneros indicaron en su día que las células tumorales se vuelven más vulnerables a ciertos fármacos después de ser expuestas a fuerzas mecánicas de fluidos fisiológicos. Bajo estas condiciones de flujo, más células tumorales empezaron a morir en presencia de la sustancia terapéutica.

Eso llevó a los investigadores a teorizar que podrían hacer a las células aún más vulnerables al tratamiento si incrementaban las fuerzas que actuaban sobre ellas. Una forma de hacer eso es adherir diminutas partículas a las superficies celulares. Actuando como pelotas unidas a una cuerda, las partículas así unidas golpean y tiran de la superficie de la célula tumoral mientras pasa el flujo sanguíneo, haciéndolas más vulnerables al fenómeno, propiciado por el fármaco, que activa la señal de muerte celular.

Las nanopartículas, que pueden ser inyectadas en el torrente sanguíneo, están hechas de polímeros biodegradables.
marzo 29/2017 (noticiasdelaciencia.com)

De esta forma, los virus, ya con sus superficies ocupadas por los grupos químicos cargados de nanopartículas, se ven incapacitados de plasmar uniones con las células del organismo. Esta estrategia innovadora de inactivación viral se desarrolló en el marco de la investigación intitulada “Funcionalización de nanopartículas: aumento de la interacción biológica”, realizada con el apoyo de la FAPESP y coordinada por Mateus Borba Cardoso.

Se trata del primer estudio que demuestra la inactivación viral basada en la química de superficie de nanopartículas funcionalizadas.

 “Este mecanismo de inhibición viral transcurre mediante la modificación de nanopartículas en laboratorio: se le asignan funciones a su superficie mediante la adición de grupos químicos capaces de atraer a las partículas virales y de conectarse con ellas. Este efecto estérico, relacionado con el hecho de que cada átomo dentro de una molécula ocupa una determinada cantidad de espacio sobre la superficie, impide que los virus lleguen hasta sus blancos, que son las células, y se conecten con éstas, porque ya se encuentran ‘ocupados’ por las nanopartículas”, explica Borba Cardoso.

Los científicos sintetizaron nanopartículas de sílice –un componente químico de diversos minerales– con propiedades superficiales distintas y evaluaron su biocompatibilidad con dos tipos de virus. La eficacia antiviral se analizó en pruebas in vitro con los virus VIH y VSV-G –que causa estomatitis vesicular–, infectando células del tipo HEK 293, un cultivo celular originariamente compuesto por células de un riñón perteneciente a un embrión humano. Las partículas virales fueron preparadas para expresar una proteína fluorescente que altera la coloración de las células infectadas, lo cual permite que los investigadores realicen un “seguimiento” de la infección.

Esta innovación sigue la misma estrategia que adoptaron los científicos en la funcionalización de nanopartículas que llevan medicamentos quimioterapéuticos en altas concentraciones hasta las células cancerígenas para evitar que las células sanas se vean afectadas y minimizar así los efectos adversos de la quimioterapia.

Se utilizaron una vez más nanopartículas de sílice, habida cuenta de su porosidad, que hace posible una buena funcionalización de su superficie mediante la adición de grupos químicos en sus poros. Una vez sintetizadas, dichas partículas pasan por reacciones necesarias para que su superficie se funcionalice de acuerdo con las afinidades químicas de los virus. Se insertaron grupos químicos específicos sobre la superficie de las partículas para que las proteínas virales se vean naturalmente atraídas por éstas.

Luego de este proceso, los investigadores dieron inicio a la caracterización de las nanopartículas, mediante la realización de mediciones de tamaño y chequeando si la funcionalización estaba correcta. A tal fin, los científicos emplean un arsenal de técnicas, que van desde la microscopía hasta el análisis del potencial zeta, que es la carga superficial de las partículas. Con toda esa información referente a la carga, fue posible correlacionarla con los datos ya conocidos de la envoltura vírica, la composición química de lo que está en la superficie del virus, para incrementar las probabilidades de que las nanopartículas queden ancladas en determinadas regiones del mismo.

También se utilizó la técnica de dispersión de rayos X a bajos ángulos (SAXSs). Mediante la radiación generada por el acelerador de partículas del Laboratorio Nacional de Luz Sincrotrón (LNLS), integrante del CNPEM, los investigadores emplean esta técnica para observar y estudiar la forma y la organización espacial de objetos en proporciones nanométricas: en este caso, las nanopartículas de sílice funcionalizadas.

 “Las nanopartículas debidamente funcionalizadas y las partículas virales pasaron entonces por un tiempo de incubación para que interactuasen unas con otras, en función de las propiedades de superficie de ambas. Cuando existe una atracción fuerte, provocada por los grupos químicos presentes en la superficie de las nanopartículas, la preferencia de los virus apunta a unirse a éstas, y no a las células”, comenta Borba Cardoso.

Luego de la funcionalización de las nanopartículas, los estudios sobre su carga y otras propiedades, y el período de incubación, los investigadores realizaron las pruebas in vitro infectando a las células HEK 293 con los virus VIH y VSV-G preparados para expresar la proteína fluorescente. Mediante microscopía de fluorescencia, fue posible realizar el seguimiento de la infección y también de las células que no se vieron afectadas por la misma. Utilizando la citometría de flujo, una tecnología con la cual se pueden analizar simultáneamente diversos parámetros de células o partículas en suspensión, los científicos pudieron contar las células positivas y negativas frente a la exposición al virus: las nanopartículas llegaron a reducir la infección viral hasta un 50 %, lo cual demuestra la eficiencia de esta estrategia.

 “Este resultado podría llegar al 100 % si aumentásemos la cantidad de nanopartículas funcionalizadas durante el período de incubación, pero las pruebas se realizan en una franja optimizada de inactivación viral, para que puedan observarse los efectos en las células afectadas por los virus, realzando las diferencias con el fin de realizar la comparación”, dice el investigador.

Las pruebas también permitieron verificar que durante el proceso se mantuvo la morfología celular, sin que las nanopartículas influyesen sobre la misma.

De acuerdo con Borba Cardoso, esta estrategia podría utilizarse en la detección y la eliminación de virus en bolsas de sangre antes de las transfusiones, por ejemplo. A tal fin, comenta el investigador, están estudiándose nanopartículas magnéticas que, una vez dentro del medio sanguíneo presente en las bolsas, se enlazarían a los virus, inactivándolos y siendo posteriormente separadas de la sangre mediante el empleo de un imán que se llevaría consigo a las partículas virales. La afinidad entre los grupos químicos cargados por las nanopartículas y las partículas virales también podría servir para el desarrollo de nuevas técnicas de detección del VIH y de otros virus.

Los resultados de la investigación salieron publicados en la revista ‘Applied Materials & Interfaces’.

 El artículo titulado Viral Inhibition Mechanism Mediated by Surface-Modified Silica Nanoparticles está firmado por Juliana Martins de Souza e Silva, Talita Diniz Melo Hanchuk, Murilo Izidoro Santos, Jörg Kobarg y Marcio Chaim Bajgelman, aparte de Borba Cardoso.

septiembre 23/ 2016 (DICYT)

La máxima casa de estudios del país informó que los expertos desarrollan su propuesta en el laboratorio de Sistemas Farmacéuticos de Liberación Modificada, perteneciente a la Unidad de Investigación Multidisciplinaria de la Facultad de Estudios Superiores Cuautitlán.

Elizabeth Piñón Segundo, responsable del laboratorio, indicó que el proyecto es de ciencia básica, financiado por el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt), y está «orientado al diseño de nanopartículas de aplicación vaginal».

Explicó que en este se elaboran nanopartículas poliméricas de acetato ftalato de celulosa, un polímero con propiedades microbicidas que, por sí mismo, actúa contra algunos hongos, bacterias y virus.

Aunado a esto, añadió la especialista, se adicionan agentes antimicrobianos o antimicóticos (miconazol, nitrato de miconazol y clotrimazol), empleados para el tratamiento de padecimientos vaginales, de alta incidencia entre la población.

Piñón Segundo detalló que para su obtención se parte del polímero preformado de manera granular, que es disuelto con un solvente orgánico parcialmente miscible con el agua y pasa por un mecanismo de emulsificación-difusión, cuyo resultado es una suspensión de nanopartículas.

Precisó que el método fue patentado por David Quintanar Guerrero, también académico de Cuautitlán, con quien colabora su equipo.

La responsable del laboratorio recordó que para las infecciones vaginales, por lo general, se usan óvulos, gel o tabletas, que son de difícil aplicación, incómodos y generan escurrimientos.

Debido a ello, el tiempo de contacto del fármaco con el tejido mucosal es corto, además, por los procesos de autolimpieza vaginal, teniendo en consecuencia que «la cantidad de fármaco que logra tener un efecto terapéutico es baja».

En cambio, apuntó, al tener un tamaño de partícula submicrónico, esta puede interactuar con la mucosidad que recubre el epitelio, de modo que los nanosistemas «sean retenidos por mayor tiempo y el principio activo que contienen sea liberado de forma controlada» y logra mayor efectividad.
junio 9/2014 (Notimex)

Tomado del Boletín de Prensa Latina: Copyright 2012 «Agencia Informativa Latinoamericana Prensa Latina S.A.»

Científicos de la universidades de Granada y Málaga han obtenido nanocápsulas que actúan como vehículos transportadores para administrar fármacos a líneas celulares tumorales de cáncer de mama.

Las nanoestructuras son selectivas, es decir, actúan preferentemente en las células cancerígenas y están construidas con materiales biocompatibles, como el aceite de oliva, lo que evita un efecto tóxico en el organismo.

Las nanoestructuras son selectivas, actúan preferentemente en las células cancerígenas y están construidas con materiales biocompatibles, como el aceite de oliva

La novedad de estas nanocápsulas es su superficie, que incorpora un anticuerpo dirigido frente a la proteína HER2, presente en abundante cantidad en células tumorales de algunos tipos de cáncer de mama muy agresivas.

“Los anticuerpos son proteínas que el organismo genera para defenderse de agentes que puedan resultar perjudiciales.Nuestras nanoestructuras incorporan un anticuerpo que reconoce a la HER2 y actúa como un dardo que lanzamos a una diana”, explica uno de los responsables del estudio, José Manuel Peula García, de la Universidad de Málaga.

De esta forma, los nanovehículos preparados por los investigadores llegan a las células tumorales en mayor cantidad que a las células que no expresan dicha proteína y actúan descargando el fármaco que transportan. Ese carácter selectivo podría disminuir los efectos secundarios, ya que las células sanas se ven menos afectadas por el tratamiento.

Las conclusiones de este estudio, publicado en la revista Biomacromolecules ( doi: 10.1021/bm401103t ), se reducen únicamente a estudios in vitro en líneas celulares  de cáncer de mama. “El siguiente paso serán los experimentos in vivo”, adelanta Peula.

Otras ventajas

Uno de los obstáculos en las terapias antitumorales es que muchos fármacos anticancerígenos son poco solubles en agua

En la composición de las nanocápsulas se incluye un núcleo de aceite de oliva recubierto de moléculas biocompatibles, es decir, que el organismo humano no las rechaza.

“Uno de los obstáculos con los que nos encontramos en las terapias antitumorales es que muchos fármacos anticancerígenos son poco solubles en agua. Por eso elegimos un interior oleico donde se disuelve muy bien el fármaco y una cubierta soluble en agua que permite que las partículas viajen en el torrente sanguíneo y que los fármacos lleguen a las células diana en la cantidad deseada”, subraya el investigador.

Asimismo, las nanopartículas deben pasar desapercibidas para que el sistema inmune no las reconozca como extrañas. Por eso también utilizaron moléculas que disminuyen su reconocimiento.

Una vez preparadas las nanocápsulas, los investigadores realizaron ensayos in vitro donde las aplicaron a células sanas, a otras tumorales sin receptor HER2 y finalmente a aquellas donde este receptor estaba sobreexpresado.

“Hemos comprobado que la acción del fármaco se dispara en células con el receptor. Esto evidencia que la nanopartícula lo reconoce y aumenta su captación, incrementando la mortalidad de la línea tumoral, en comparación con otras células que no sobreexpresan esta oncoproteína”, matiza.
febrero 3/2014 (SINC)

Paola Sánchez-Moreno , Juan Luis Ortega-Vinuesa, Houría Boulaiz , Juan Antonio Marchal , José Manuel Peula-García.Synthesis and Characterization of Lipid Immuno-Nanocapsules for Directed Drug Delivery: Selective Antitumor Activity against HER2 Positive Breast-Cancer Cells, Biomacromolecules.2013 Nov 4.

Recientemente, unos investigadores del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) y del BWH (Brigham and Women’s Hospital), ambas instituciones en Estados Unidos, han desarrollado un nuevo tipo de nanopartículas que pueden ser administradas al paciente por vía oral y absorbidas por el cuerpo durante el trayecto por el tracto digestivo, permitiendo que los pacientes simplemente tomen una pastilla en vez de recibir inyecciones.

Los investigadores utilizaron las partículas para demostrar la administración oral de insulina en ratones, pero aseguran que podrían transportar cualquier tipo de fármaco que pueda ser encapsulado en una nanopartícula.

Las nuevas nanopartículas están recubiertas con anticuerpos que actúan como una llave para abrir las «cerraduras» que son los receptores que se encuentran en la superficie de células que recubren el intestino, permitiendo que las nanopartículas atraviesen las paredes intestinales e ingresen en el torrente sanguíneo.

Este tipo de liberación de fármacos dentro del cuerpo podría ser especialmente útil en el desarrollo de nuevos tratamientos para enfermedades o trastornos como el colesterol elevado. Sería más factible y llevadero que los pacientes con estas dolencias tomasen pastillas regularmente, en vez de visitar a menudo el consultorio médico para recibir inyecciones de nanopartículas.

A la hora de elegir entre una inyección y una pastilla, los pacientes siempre tienden a preferir los medicamentos que puedan tomar por vía oral, tal como dice Robert Langer, del equipo de investigación.
enero 3/2014 (NCYT)

Pridgen EM, Alexis F, Kuo TT, Levy-Nissenbaum E, Karnik R, Langer R.Transepithelial transport of fc-targeted nanoparticles by the neonatal fc receptor for oral delivery.Sci Transl Med. 2013 Nov 27;5(213):213ra167. doi: 10.1126/scitranslmed.3007049.

Para ayudar a combatir a dichos patógenos, algunos científicos están trabajando en vacunas que puedan establecer una primera línea de defensa en la superficie de las mucosas.

Las vacunas pueden ser transportadas a los pulmones mediante un aerosol en espray, pero los pulmones frecuentemente expulsan la vacuna antes de que ésta pueda generar una respuesta inmunitaria.

A fin de superar este escollo, el equipo de Darrell Irvine, James Moon y Adrienne Li, del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) en Cambridge, Estados Unidos, ha desarrollado un nuevo tipo de nanopartícula que protege a la vacuna el tiempo suficiente como para generar una fuerte respuesta inmunitaria, no sólo en los pulmones, sino también en superficies de mucosas lejos del punto de aplicación de la vacuna, como en el caso del tracto gastrointestinal y en el del tracto reproductivo.

Tales vacunas podrían ayudar a proteger contra la gripe (influenza) y contra las infecciones causadas por otros virus que atacan al sistema respiratorio humano, o ayudar a prevenir enfermedades de transmisión sexual tales como el SIDA, y las infecciones causadas por los virus del herpes simple y los del papiloma humano.

En este nuevo tipo de vacuna, los fragmentos de proteína que constituyen la vacuna propiamente dicha están recubiertos por un envoltorio esférico hecho de varias capas de lípidos que están químicamente «grapadas» una a la otra, haciendo a las nanopartículas más duraderas dentro del cuerpo.
octubre 30/20136 (Diario Salud)

Irvine DJ, Swartz MA, Szeto GL.Engineering synthetic vaccines using cues from natural immunity.Nat Mater. 2013 Oct 23;12(11):978-90. doi: 10.1038/nmat3775.

El investigador Valtencir Zucolotto, del grupo de Nanomedicina y Nanotoxicología de la USP, responsable de la investigación, dijo dijo a medios locales que «unos de los principales obstáculos en atención sanitaria en Brasil es el diagnóstico» y que con «estrategias para que sea más rápido y más barato» se podrán salvar muchas vidas.

Según Zucolotto, el método desarrollado en la mayor universidad pública del país, podría ser una alternativa para un diagnóstico rápido en pacientes con síntomas de la enfermedad, «un primer abordaje para ver si hay necesidad de hacer exámenes más completos».

En la investigación, los científicos aprovecharon la producción excesiva de azúcares, propia de las células cancerígenas, y a partir de ahí aislaron una proteína, la jacalina (extraída de la jaca, una fruta), que es fuertemente atraída por esos azúcares.

Durante el estudio, la proteína fue revestida en una nanopartícula, una bola de oro mil veces menor que el tamaño de la célula cancerígena. Después, la proteína fue colocada en una muestra de sangre del paciente afectado durante tres horas, enjuagada y centrifugada y finalmente, analizada.

Así, las células cancerígenas son «identificadas fácilmente» ya que pasan a tener una coloración «fluorescente», a diferencia de las células saludables que no son modificadas.

Pese a que la investigación podría significar un gran avance en la lucha contra la leucemia, el trabajo aún está en el laboratorio y los investigadores buscan apoyo para transformarlo «en una opción real de diagnóstico», informaron los medios locales.

Frente a esa situación, Fernando Augusto Soares, director de Anatomía Patológica del Camargo Cancer Center, expresó que el estudio está en un camino «muy prometedor» pero que «todavía parece lejos de la aplicación».
octubre 23/2013  (EFE).-

Tomado del boletín de selección temática de Prensa Latina: Copyright 2013 «Agencia Informativa Latinoamericana Prensa Latina S.A.»

Marangoni VS, Paino IM, Zucolotto V.Synthesis and characterization of jacalin-gold nanoparticles conjugates as specific markers for cancer cells.Colloids Surf B Biointerfaces. 2013 Ago 28;112C:380-386.doi: 10.1016/j.colsurfb.2013.07.070.

Basado en el uso de nanomateriales, el equipo en cuestión convierte la energía de la luz solar en calor capaz de exterminar gérmenes como un autoclave, según sus creadores del Laboratorio de Nanofotónica de la Universidad Rice, en Houston, Texas.

El aparato se vale de nanopartículas para generar vapor a partir de agua y el uso de la energía solar. Cuando son sumergidas en agua y expuestas a la luz del sol, esos elementos se calientan con tanta rapidez que vaporizan el líquido de forma instantánea, describen los diseñadores.

La tecnología tiene una eficiencia energética del 24 %, en comparación con los paneles solares fotovoltaicos, cuya eficiencia típica es del 15 %.
septiembre 14/2013 (PL)

Tomado del boletín de selección temática de Prensa Latina: Copyright 2013 «Agencia Informativa Latinoamericana Prensa Latina S.A.»

Neumann O, Feronti C, Neumann AD, Dong A, Schell K, Halas NJ.Compact solar autoclave based on steam generation using broadband light-harvesting nanoparticles. Proc Natl Acad Sci U S A. 2013 Jul 16;110(29):11677-81. doi: 10.1073/pnas.1310131110.

El nuevo sistema evita la utilización de cubiertas de polímeros, que sólo retrasan la actuación de las proteínas de señalización que avisan a los macrófagos para que eliminen las nanopartículas. Los resultados del trabajo se publican en Science (doi: 10.1126/science.1229568.9.

La clave está en una proteína, denominada CD47, que se encuentra en casi todas las membranas celulares. Fue descubierta por el grupo de Discher en 2008, que observó que se une al receptor de macrófagos SIRPa para señalizar que la célula no constituye ninguna amenaza.

Los científicos han sintetizado la secuencia mínima de aminoácidos que se comporta de la misma manera que CD47 y han logrado adjuntarla a una serie de nanopartículas que podrían ser útiles en diversos contextos.

Cuando inyectaron estas estructuras en ratones, el péptido sintético impidió que los fagocitos  eliminasen las nanopartículas.
febrero 22/2013 (Diario Médico)

Rodriguez PL, Harada T, Christian DA, Pantano DA, Tsai RK, Discher DE.Minimal «Self» peptides that inhibit phagocytic clearance and enhance delivery of nanoparticles.Science. 2013 Feb 22;339(6122):971-5.

Aunque algunos ROS son importantes en la señalización celular y los mecanismos de defensa del organismo, estos químicos también contribuyen a y son indicadores de múltiples enfermedades incluyendo las disfunciones cardiovasculares. Una forma no invasiva de detectar de manera medible bajos niveles de peróxido de hidrógeno y otros ROS, podría brindar una vía factible para detectar la inflamación. Tal método podría también ser usado en la descarga selectiva de medicamentos en los tejidos diana.

Adah Almutairi, PhD, profesora asociada en la Skaggs School of Pharmacy and Pharmaceutical Sciences, el Department of NanoEngineering, y el Materials Science and Engineering Program en la University of California, San Diego, y colegas, han desarrollado el primer polímero degradable que resulta extremadamente sensible a concentraciones bajas pero biológicamente importantes de peróxido de hidrógeno.

Su trabajo ha sido publicado en línea en la Journal of the American Chemical Society. (DOI: 10.1021/ja303372u).)

Estas cápsulas poliméricas o nanopartículas son incorporadas por macrófagos y neutrófilos -células del sistema inmune- que corren hacia el sitio de la inflamación. Allí las nanopartículas, cuando son degradas, liberan sus contenidos en presencia del peróxido de hidrógeno producido por estas células.

“Este es el primer ejemplo de una vía biocompatible para responder al estrés oxidativo y la inflamación” dijo Almutairi, directora del UC San Diego Laboratory of Bioresponsive Materials. “Debido a que las cápsulas están confeccionadas para ser biodegradadas y liberar sus contenidos cuando encuentren al peróxido de hidrógeno, ellas pueden llevar los medicamentos indicados a los tejidos enfermos”.

Almutairi está tratando de probar este método en un modelo de aterosclerosis. “Los cardiólogos han estado necesitados de un método no invasivo para determinar qué pacientes son vulnerables a un infarto causado por ruptura de las placas en las arterias previo al ataque” dijo Almutairi. “Debido a que la placa más peligrosa es la inflamada, nuestro sistema podría brindar una vía segura para detectar y tratar esta enfermedad.”
septiembre 18/2012 (Eureka Alert)

Nota: Los lectores del dominio *sld.cu acceden al texto completo a través de Hinari.

de Gracia Lux C, Joshi-Barr S, Nguyen T, Mahmoud E, Schopf E, Fomina N, Almutairi A. Biocompatible Polymeric Nanoparticles Degrade and Release Cargo in Response to Biologically Relevant Levels of Hydrogen Peroxide.J Am Chem Soc. 2012 Sep 17

Un equipo de investigadores de la Universidad de Harvard, coordinados por Donald Ingber, ha desarrollado una estrategia biomimética que suministra nanofármacos anticoagulantes directamente en los vasos sanguíneos. Los experimentos en ratones arrojan resultados muy prometedores.

Este nuevo método, cuyos detalles se publican en la edición on-line de Science (DOI:10.1126/science.1217815), permite disolver los trombos utilizando sólo una pequeña fracción de las dosis que se administran habitualmente, minimizando el riesgo de hemorragia.

Los científicos se inspiraron en los mecanismos del organismo para contrarrestar la obstrucción de los vasos sanguíneos. Diseñaron agregados de nanopartículas biodegradables recubiertas con activador tisular del plasminógeno (t-PA). Tal y como hacen las plaquetas, estos agregados se activan cuando detectan la alta tensión hemodinámica de las regiones con estenosis vascular. Es entonces cuando se disgregan y liberan sus nanopartículas, que se unen a los trombos y los disuelven.Gracias a este tratamiento, el equipo de Ingber ha conseguido mejorar la supervivencia de los ratones tratados con una dosis terapéutica que representa menos de la cincuentava parte de la habitual.

Embolismo pulmonar
En concreto, se logró una rápida disolución de los trombos y la restauración del flujo normal en un modelo murino de embolismo pulmonar que, en condiciones normales, resulta letal. «Esta estrategia biofísica, que disminuye las dosis requeridas y minimiza los efectos secundarios, revela una posible estrategia para tratar las enfermedades potencialmente mortales debidas a la oclusión vascular aguda», concluyen los autores.
julio 6/2012 (Diario Médico)

Nota: Los lectores del dominio *sld.cu acceden al texto completo a través de Hinari.

Netanel Korin, Mathumai Kanapathipillai, Benjamin D. Matthews, Marilena Crescente, Alexander Brill, Donald E. Ingber. Shear-Activated Nanotherapeutics for Drug Targeting to Obstructed Blood Vessels. Science. 5 Jul 2012

Estas nanopartículas lipídicas, que están cargadas con el fármaco antitumoral edelfosina, que se administra oralmente, se acumulan en los ganglios linfáticos y destruyen selectivamente las células tumorales que allí se encuentran. De esta forma, hacen posible la liberación del fármaco antitumoral de manera sostenida.

Este hecho, unido a la administración oral del nanomedicamento, podría evitar la hospitalización que requiere la quimioterapia que se administra a los pacientes por vía intravenosa. En este sentido, Blanco asegura que estas nanopartículas son fármacos selectivos y poco tóxicos, «capaces de atacar a las células enfermas sin dañar a las sanas». Actualmente, se está testando la eficacia de los nanosistemas en leucemia linfoblástica aguda y cáncer de mama.

Según señala el investigador del proyecto junto a Blanco, Ander Estella, el resultado «más sorprendente» fue el observado al analizar la capacidad antimetastática de las nanopartículas con edelfosina ya que, mientras que la administración diaria del fármaco sin nanopartículas reducía las metástasis en un 50%, la administración cada cuatro días de las nanopartículas con edelfosina eliminó el cien por cien de las metástasis linfáticas.

El linfoma de manto es una enfermedad actualmente incurable y su evolución es variable en cada paciente pero, en general, la media de supervivencia global es de tan sólo 3-4 años.
junio 7/2012 (JANO)

Nota: Los lectores del dominio *sld.cu acceden al texto completo a través de Hinari.

Ander Estella-Hermoso de Mendoza, Miguel A Campanero, Hugo Lana, Janny A Villa-Pulgarin, Janis de la Iglesia-Vicente, Faustino Mollinedo, María J Blanco-Prieto. Complete inhibition of extranodal dissemination of lymphoma by edelfosine-loaded lipid nanoparticles.Nanomedicine (2012) (doi:10.2217/nnm.11.134) ; may 2012, Vol. 7, No. 5, Pages 679-690

Berlín, noviembre 10/2010 (PL)