Víctor Sebastián Cabeza y Manuel Arruebo, investigadores del Consorcio de Investigación Biomédica en red en Bioingeniería, Biomateriales y Nanomedicina (CIBER-BBN), en el Instituto de Nano ciencia y Materiales de Aragón, INMA, centro mixto del CSIC y la Universidad de Zaragoza, del Departamento de Ingeniería Química y TMA de la Universidad de Zaragoza y del Instituto de investigación Sanitaria en Aragón (IIS Aragón), han desarrollado unas nano cápsulas que simultáneamente contienen fármacos y además láminas de paladio para que, mediante estímulos luminosos, puedan eliminar células tumorales o activar la liberación controlada de dichos fármacos. El trabajo de investigación ha sido publicado en Advanced Funcional Materials (Wiley-VCH).

Para obtener estos resultados, los investigadores han introducido nano láminas de paladio, las únicas capaces de transformar energía lumínica en energía térmica, en unos nanos transportadores (cápsulas) formados por un polímero biodegradables. Para ello, el equipo ha desarrollado, durante los últimos 3 años, un método innovador que permite ensamblar nano láminas de paladio en el interior de una estas cápsulas. El ensamblado se hace de forma selectiva y con una precisión tal, que permite, en un único paso, generar el nano transportador (la cápsula) e introducir los fármacos junto con los precursores de las nano láminas de paladio en su interior.

Posteriormente, y fruto de sus trabajos previos, los investigadores han sido capaces de unir estos átomos de paladio en forma de nano láminas en toda la superficie interna del nano trasportador. Según indica Víctor Sebastián, “hemos sido capaces de manipular los átomos encerrados en una cápsula de plástico biodegradable de 180 nm, para posteriormente generar nano láminas de paladio de 1,4 nm de espesor. Lo más relevante es que para el paladio, la configuración de nano láminas es la única estructura que permite convertir la luz infrarroja en calor, es algo único”.

La localización de las nano láminas de Paladio ha sido posible gracias al trabajo del equipo de Rául Arenal, experto internacional en microscopia electrónica, siendo capaces de realizar imágenes 3D a un sistema tan frágil como un polímero mediante el empleo de la técnica de criotomografía electrónica.

Finalmente, se han estudiado sus potenciales usos terapéuticos, donde se ha demostrado que, cuando son activados externamente con luz, son capaces tanto de eliminar células de melanoma como de liberar de manera controlada fármacos encapsulados en su interior.

Este trabajo puede considerarse un primer paso hacia el diseño de sistemas híbridos en la nano escala, con una precisión sin precedentes, y con una funcionalidad aplicable a otros nano trasportadores en los que se desee estimular su multifuncionalidad con luz.

En este estudio, además de Víctor Sebastián Cabeza y Manuel Arruebo han participado: Raúl Arenal (Investigador ARAID en el INMA, líder del grupo Nanoscopy on Low Dimensional Materials (NLDM) del INMA, y junto con Víctor Sebastián, miembro del Laboratorio de Microscopias Avanzadas (LMA), Universidad de Zaragoza), Laura Usón, Cristina Yus, Silvia Irusta y Teresa Alejo (Investigadoras del INMA), Gracia Mendoza (investigador del IIS Aragón), David García-Domingo (Instituto Aragonés de Ciencias de la Salud (IACS) y Eric Leroy (miembro del Institut de Chimie et et des Matériaux Paris-Est (ICMPE), CNRS/UPEC, Thiais (Francia).

marzo 31/2022 (Dicyt)

 Referencia:

Torcal B., Cabeza S., Arruebo Gordo  M. :Síntesis de nanopartículas de PLGA con verde de indocianina para terapia fotodinámica antimicrobiana. Universidad de Zaragoza, EINA, 2021. Departamento de Ingeniería Química y Tecnologías del Medio Ambiente, Área de Ingeniería Química.