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Coordinador: M. Ricardo Ibarra
http//:ina.unizar.es
FUNCIONALIZACIÓN
SUMINISTRO
LOCAL DE
FÁRMACOS
IN-VITRO
IN-VIVO
NANOPARTÍCULAS
TERAPIA
CORE-SHELL
MATRIX
DIAGNÓSTICO
MEJORA
CONTRASTE
MRI
BIOSENSORES
ELECTROACTIVOS
INMUNOENSAYOS
MAGNÉTICOS
ELECTRODOS
MINIATURIZADOS
TARGETING
FUNCIONALIZACIÓN
SUPERAR
BARRERAS
FISIOLÓGICAS
CÉLULAS
DENDRÍTICAS
Comité de Dirección
EQUIPO CONSOLIDER
NANOTECNOLOGÍAS EN BIOMEDICINA
NANOTERAPIA
NANODIAGNOSTICO
N A N O P A R T Í CU L A S
BIOSENSORES
Preparación
L. Liz & M.J. Alonso
Funcionalización
A. González
“In-Vitro”
V. Puntes
“In-Vivo”
G. Valdivia
Plataformas
Electroquímicas
A. Merkoçi
Electrodos
Miniaturizados
F. Pérez-Murano
Inmunoensayos
Magnéticos
J.M. De Teresa
MRI-CÁNCER
DETECCIÓN PRECOZ
SPION
X. Batlle
Barreras biológicas
E. Giralt
Targeting
Modelos
experimentales
A. Trés
CENTRES OF RESEARCH>
RESEARCH LINES
1- Drug Delivery (Teraphy)
1.1- Nanoparticles preparation
1.1.1- Core-shell based nanoparticles
11 researchers: 5F, 6Q
1.1.2- Matrix nanoparticles
7 researchers: 4Q, 2B, 1Fa
USC
UV
IN2UB
PARQUE
ICN
UAB
ICMAB
INA
ICMA
EMPRESAS
Farmamar
J. Rivas (F)
A. Quintela (Q)
A. Siñaris (Q)
L. Liz (Q)
A. Labarta (F)
X. Batlle (F)
E. Vallés (Q)
E. Bertrán (F)
E. Giralt (Q)
N. Carulla (B)
T. Tarragó (B)
M. J. Alonso (Fa)
1.2- Nanoparticles functionalization
10 researchers: 7Q, 2M, 1B
A. González (M)
G. Egea (M)
F. Sanz (Q)
E. Giralt (Q)
X. Fernández (B)
V. Langlais (Q)
1.3- "In vitro" experiments
11 researcherst:4F, 1Q, 3M, 3Fa
M. J. Alonso (Fa)
F. Dominguez (M)
E. Escribano (Fa)
M. García (Fa)
V. Puntes (Q)
E. Mendoza (F)
P. Gambardella (F)
1.4- "In vivo" experiments
8 researchers: 2F, 1Q, 3M, 2Fa
F. González (M)
E. Escribano (Fa)
M. García (Fa)
V. Puntes (Q)
E. Mendoza (F)
F. Sanz (Q)
J. Pascual (F)
2- Nanodiagnostic
2.1- Biosensores
2.1.1- Electrochemical biosensors
9 researchers: 3F, 6Q
2.1.2- Miniaturized electrodes
9 researchers: 8F, 1Q
A. Pérez (F)
2.1.3- "Lateral flow"
13 invest.: 10F, 1Q, 2B
E. Vallés (Q)
A. Pérez (F)
X. Batlle (F)
A. Cornet (F)
2.2- MRI
2.2.1- Preparation of the SPION
7 invest.: 5F, 2Q
J. Rivas (F)
A. Quintela (Q)
X. Batlle (F)
A. Labarta (F)
2.2.2- Overcome the blood barriers
7 invest.: 2Q, 2M, 3B
F. González (M)
A. Quintela (Q)
G. Egea (M)
2.2.3.-Targeting of the contrast agent
2.2.4- "Ex-vivo" and "In-vivo" experim.
7 invest.: 2F, 5M
Total researchers
64: 26F, 20Q, 5B, 3Fa, 10M
CNM
2: 1Q, 1M
10: 5F, 2Q, 2Fa,1M
C. Marquina (F)
T. Sierra (Q)
J. L. Serrano (Q)
M. Marcos (Q)
A. Omenat (Q)
M. Arruebo (Q)
J. L. Serrano (Q)
J. Galbán (Q)
T. Sierra (Q)
Hospital Veterinario U.
Hospital Clinico U.Z.
G. Valdivia (M)
F. Lázaro (F)
Martín-Gutiérrez (M)
C. Dominguez (F)
C. Jiménez (F)
A. Markoçi (Q)
S. Alegret (Q)
J. Alonso (Q)
J. Bartrolí (Q)
M. J. del Valle (Q)
F. Pérez-Murano (F)
E. Lora (F)
X. Borrisé (F)
J. Bausells (F)
C. Domínguez (F)
C. Jiménez (F)
A. Markoçi (Q)
J. M. de Teresa (F)
J. Nogués (F)
M. D. Baró (F)
J. Sort (F)
A. Figueres (F) R. Ibarra (F)
J. M. de Teresa (F)
J. Sesé (F)
C. Gómez-Moreno (B)
A. Gracia (B)
Harad
Sensia
I2M Dsign
D+T Microlectrónica
R. Ibarra (F)
C. Téllez (Q)
Certex-Biotech
Bioqit
Atipic
C. Marquina (F)
E. Giralt (Q)
X. Fernández (B)
N. Carulla (B)
T. Tarragó (B)
Concepto
A. Trés (M)
J. I. Mayordomo (M)
G. Goya (F)
F. Lázaro (F)
L. Villavieja (M)
G. Valdivia (M)
4: 1Q, 3B
Nanogap
Advancel
J. Fraxedas (F) R. Ibarra (F)
Martín-Gutiérrez (M)
L.Larraz (M)
G. Egea (M)
6: 1F, 2Q, 1Fa, 2M
M. Arruebo (Q)
4: 3F, 1Q
6: 6F
9: 3F, 6Q
2: 2F
16: 4F, 4Q, 2B, 6M
5: 2F, 3Q
Nanopartículas Core-Shell
y
Crecimiento de recubrimientos por métodos químicos
sobre nanopartículas preformadas
FeCl2 + FeCl3
N(CH3)4OH
N(CH3)4
Fe3O4
+
N(CH3)4
EFTEM
Green SiO2
SiO32-
Fe3O4
Red Fe
SiO2
Fe3O4
SiO2
EFTEM (708 eV)
M. Arruebo et al. Advanced Funct. Mater. (2006)
Nanopartículas matriciales
y Dendrímeros polipectídicos: poliprolina
PPI → PPII
ƒ La transición entre las fases PPI y
PPII incrementa la longitud de la
hélice desde 1.9 to 3.1 Å.
ƒ La plasticidad de la polipropilina
permite modular las propiedades
del dendrímero variando la longitud
de las ramas en respuesta al medio.
Drug delivery
ƒ Los fármacos pueden ser atrapados
PPI
PPII
en la fase PPI y liberados cuando
las cadenas pasan a PPII en
condidiones fisiologicas
E. Giralt et al. (PCB)
Vehiculización de fármacos
y La vehiculización de fármacos puede conseguirse
mediante tres estrategias:
Physical targeting: utilización de propiedades
mecánicas, magnéticas o eléctricas, temperatura o luz
para la localización específica del fármaco.
Passive targeting: se aprovecha de la
hiperpermeabilidad, desorganización vascular y drenaje
linfático inadecuado de los tumores sólidos para lograr la
acumulación del fármaco.
Active targeting: usa ligandos específicos que
selectivamente se unen a las moléculas sobreexpresadas en la superficie de las células tumorales.
Funcionalización e inmovilización de anticuerpos
y
En las regiones tumorales se produce una sobreexpresión de determinados antígenos que sirven de
marcadores para su reconocimiento. Nanopartículas
debidamente funcionalizadas serán dirigidas hasta éstas
dianas que señalan la zona tumoral.
antígeno
partícula
magnética
conjugada con
anticuerpos
)
Objetivo: evitar la acción del Sistema Retículo Endotelial (RES)
Modelo quirúrgico laparoscópico de implante de imán
y
Experimentación in vivo
de localización de
partículas magnéticas
mediante administración
por vía sistémica
Nanovector contra el Alzheimer
y
Traspasar la barrera hematoencefálica (BBB): Péptidos
que se enlazan a la transferrina.
y
Proceso de enlace con las fibrilas agregadas y con Aβ
soluble (Aβ hot-spot).
y
Promoción de la fibrilogénesis y de la eliminación de la
placa (Aβ hot-spot, Au).
Au NP
BBB-penetrating peptide
Bar: 50 nm
Aβ hot-spot
X. Fernández Busquets, E. Giralt; IBEC, PCB
Respuesta inmune: fagocitosis por los macrófagos
Au-SiO2
SiO2 (350nm)
Fe-C (200nm)
Fe3O4-Zeolita
Fe3O4-SiO2 (80nm)
CONTROL
A. González et al., U. Vigo
Nanodiagnóstico: Biosensores
y
Fabricación de nuevos dispositivos de diagnostico
basados en nanoparticulas y micro y nanosensores que
permiten detectar la presencia de biomoléculas a partir
del reconocimiento biomolecular.
y
Sensores electroactivos: Nanopartículas funcionalizadas
con alta sensibilidad electroquímica.
NP
A
B
C
A. Merkoçi et al., ICN, UAB, CNM
Nanodiagnóstico: Biosensores
y
Electrodos miniaturizados: Detección de variaciones de
la conductividad eléctrica.
F. Pérez Murano
et al., CNM
y
Microbobinas inductivas: utilización de nanopartículas
magnéticas como marcadores biológicos.
Dispositivos microinductivos:
detección de ~ 140 MP’s/mm2
Estimación del límite de detección de
biomoléculas en el rango 3x10-16 M
(compatible con aplicaciones de muy
alta sensibilidad)
Rext = 500 μm, 20 vueltas
A. Pérez, E. Vallés et al., IN2UB
Nanodiagnóstico: mejora de la imagen de MRI
y
Nuevos agentes de contraste basados en
nanopartículas superparamagnéticas (SPION).
y
Agentes de contraste que atraviesan las barreras
biológicas:
- Barrera hematoencefálica
- Barrera hematorretiniana
y
Direccionamiento de los agentes de contraste
- Reconocimiento molecular
- Células portadoras (dendríticas)
y
Experimentación “ex-vivo” e “in-vivo” de MRI
E. Giralt, X. Batlle, A. Tres et al., PCB, IN2UB, INA
CIBER
NANOMEDICINA
CENIT
CONSOLIDER
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Red
Nanopartículas
Nanopartículas
Plataforma
Plataforma
Nanomedicina
Nanomedicina
NanoSpain
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