Coordinador: M. Ricardo Ibarra http//:ina.unizar.es

SUMINISTROLOCAL DE

FÁRMACOS

BIOSENSORESMEJORA

CONTRASTEMRI

NANOPARTÍCULASCORE-SHELL

MATRIX

FUNCIONALIZACIÓN IN-VITRO

IN-VIVO

ELECTROACTIVOS

ELECTRODOSMINIATURIZADOS FUNCIONALIZACIÓN

INMUNOENSAYOSMAGNÉTICOS

TARGETING SUPERARBARRERAS

FISIOLÓGICAS

CÉLULASDENDRÍTICAS

DIAGNÓSTICO

TERAPIA

Comité de Dirección

EQUIPO CONSOLIDER

NANOTECNOLOGÍAS EN BIOMEDICINA

NANOTERAPIA NANODIAGNOSTICO

PreparaciónL. Liz & M.J. Alonso

FuncionalizaciónA. González

“In-Vitro”V. Puntes

“In-Vivo”G. Valdivia

N A N O P A R T Í CU L A S

Plataformas Electroquímicas

A. Merkoçi

Electrodos Miniaturizados

F. Pérez-Murano

InmunoensayosMagnéticos

J.M. De Teresa

BIOSENSORES

SPIONX. Batlle

Barreras biológicasE. Giralt

TargetingModelos

experimentalesA. Trés

MRI-CÁNCER DETECCIÓN PRECOZ

CENTRES OF RESEARCH> USC UV IN2UB PARQUE ICN CNM UAB ICMAB INA ICMA EMPRESASRESEARCH LINES

1- Drug Delivery (Teraphy) Farmamar1.1- Nanoparticles preparation1.1.1- Core-shell based nanoparticles J. Rivas (F) L. Liz (Q) A. Labarta (F) M. Arruebo (Q) C. Marquina (F) Nanogap

11 researchers: 5F, 6Q A. Quintela (Q) X. Batlle (F) T. Sierra (Q) AdvancelA. Siñaris (Q) E. Vallés (Q)

E. Bertrán (F)

1.1.2- Matrix nanoparticles M. J. Alonso (Fa) E. Giralt (Q) J. L. Serrano (Q) M. Marcos (Q)7 researchers: 4Q, 2B, 1Fa N. Carulla (B) A. Omenat (Q)

T. Tarragó (B)

1.2- Nanoparticles functionalization A. González (M) G. Egea (M) E. Giralt (Q) V. Langlais (Q) M. Arruebo (Q) T. Sierra (Q)10 researchers: 7Q, 2M, 1B F. Sanz (Q) X. Fernández (B) J. L. Serrano (Q)

J. Galbán (Q)

1.3- "In vitro" experiments M. J. Alonso (Fa) E. Escribano (Fa) V. Puntes (Q) J. Fraxedas (F) R. Ibarra (F)11 researcherst:4F, 1Q, 3M, 3Fa F. Dominguez (M) M. García (Fa) E. Mendoza (F) Martín-Gutiérrez (M)

P. Gambardella (F) L.Larraz (M)

1.4- "In vivo" experiments F. González (M) E. Escribano (Fa) V. Puntes (Q) G. Valdivia (M) Hospital Veterinario U.8 researchers: 2F, 1Q, 3M, 2Fa M. García (Fa) E. Mendoza (F) F. Lázaro (F) Hospital Clinico U.Z.

Martín-Gutiérrez (M)2- Nanodiagnostic2.1- Biosensores2.1.1- Electrochemical biosensors F. Sanz (Q) J. Pascual (F) C. Dominguez (F) A. Markoçi (Q) Harad

9 researchers: 3F, 6Q C. Jiménez (F) S. Alegret (Q) SensiaJ. Alonso (Q) I2M DsignJ. Bartrolí (Q) D+T MicrolectrónicaM. J. del Valle (Q)

2.1.2- Miniaturized electrodes A. Pérez (F) F. Pérez-Murano (F) A. Markoçi (Q) J. M. de Teresa (F)9 researchers: 8F, 1Q E. Lora (F)

X. Borrisé (F)J. Bausells (F)C. Domínguez (F)C. Jiménez (F)

2.1.3- "Lateral flow" E. Vallés (Q) J. Nogués (F) A. Figueres (F) R. Ibarra (F) J. M. de Teresa (F) Certex-Biotech13 invest.: 10F, 1Q, 2B A. Pérez (F) M. D. Baró (F) J. Sesé (F) Bioqit

X. Batlle (F) J. Sort (F) C. Gómez-Moreno (B) AtipicA. Cornet (F) A. Gracia (B)

2.2- MRI2.2.1- Preparation of the SPION J. Rivas (F) X. Batlle (F) R. Ibarra (F) C. Marquina (F)

7 invest.: 5F, 2Q A. Quintela (Q) A. Labarta (F) C. Téllez (Q)

2.2.2- Overcome the blood barriers F. González (M) G. Egea (M) E. Giralt (Q) Concepto7 invest.: 2Q, 2M, 3B A. Quintela (Q) X. Fernández (B)

N. Carulla (B)T. Tarragó (B)

2.2.3.-Targeting of the contrast agent G. Egea (M) A. Trés (M)2.2.4- "Ex-vivo" and "In-vivo" experim. J. I. Mayordomo (M)

7 invest.: 2F, 5M G. Goya (F)F. Lázaro (F)L. Villavieja (M)G. Valdivia (M)

Total researchers64: 26F, 20Q, 5B, 3Fa, 10M 6: 1F, 2Q, 1Fa, 2M 2: 1Q, 1M 10: 5F, 2Q, 2Fa,1M 4: 1Q, 3B 4: 3F, 1Q 6: 6F 9: 3F, 6Q 2: 2F 16: 4F, 4Q, 2B, 6M 5: 2F, 3Q

Crecimiento de recubrimientos por métodos químicos sobre nanopartículas preformadas

Nanopartículas Core-Shell

M. Arruebo et al. Advanced Funct. Mater. (2006)

Fe3O4

SiO2

EFTEM (708 eV)

EFTEMGreen SiO2

Red Fe

Fe3O4

SiO2

Fe3O4

FeCl2 + FeCl3

N(CH3)4OH

N(CH3)4

N(CH3)4

+SiO3

2-

Dendrímeros polipectídicos: poliprolina

Nanopartículas matriciales

E. Giralt et al. (PCB)

PPI PPII

PPI → PPIILa transición entre las fases PPI y PPII incrementa la longitud de la hélice desde 1.9 to 3.1 Å.

La plasticidad de la polipropilinapermite modular las propiedadesdel dendrímero variando la longitudde las ramas en respuesta al medio.

Drug deliveryLos fármacos pueden ser atrapados en la fase PPI y liberados cuando las cadenas pasan a PPII en condidiones fisiologicas

La vehiculización de fármacos puede conseguirse mediante tres estrategias:

Vehiculización de fármacos

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 sobre-expresadas en la superficie de las células tumorales.

En las regiones tumorales se produce una sobre-expresión de determinados antígenos que sirven de marcadores para su reconocimiento. Nanopartículasdebidamente funcionalizadas serán dirigidas hasta éstas dianas que señalan la zona tumoral.

Funcionalización e inmovilización de anticuerpos

Objetivo: evitar la acción del Sistema Retículo Endotelial (RES)

antígeno

partículamagnéticaconjugada con anticuerpos

Experimentación in vivo de localización de partículas magnéticas mediante administración por vía sistémica

Modelo quirúrgico laparoscópico de implante de imán

Traspasar la barrera hematoencefálica (BBB): Péptidosque se enlazan a la transferrina.Proceso de enlace con las fibrilas agregadas y con Aβsoluble (Aβ hot-spot).Promoción de la fibrilogénesis y de la eliminación de la placa (Aβ hot-spot, Au).

Nanovector contra el Alzheimer

Au NP

BBB-penetrating peptide

Aβ hot-spotBar: 50 nm

X. Fernández Busquets, E. Giralt; IBEC, PCB

Respuesta inmune: fagocitosis por los macrófagos

Fe-C (200nm) Fe3O4-SiO2 (80nm)

SiO2 (350nm) Fe3O4-Zeolita

Au-SiO2

CONTROL

A. González et al., U. Vigo

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. Sensores electroactivos: Nanopartículas funcionalizadascon alta sensibilidad electroquímica.

Nanodiagnóstico: Biosensores

A. Merkoçi et al., ICN, UAB, CNM

NP

A B C

NP

A B C

Electrodos miniaturizados: Detección de variaciones de la conductividad eléctrica.

Microbobinas inductivas: utilización de nanopartículasmagnéticas como marcadores biológicos.

Nanodiagnóstico: Biosensores

A. Pérez, E. Vallés et al., IN2UB

F. Pérez Muranoet al., CNM

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 muyalta sensibilidad)

RRextext = 500 = 500 μμmm, 20 , 20 vueltasvueltas

Nuevos agentes de contraste basados en nanopartículas superparamagnéticas (SPION).

Agentes de contraste que atraviesan las barreras biológicas:

- Barrera hematoencefálica- Barrera hematorretiniana

Direccionamiento de los agentes de contraste- Reconocimiento molecular- Células portadoras (dendríticas)

Experimentación “ex-vivo” e “in-vivo” de MRI

Nanodiagnóstico: mejora de la imagen de MRI

E. Giralt, X. Batlle, A. Tres et al., PCB, IN2UB, INA

CIBER

CONSOLIDER CENIT

NANOMEDICINA

Red NanopartículasRed Nanopartículas

PlataformaNanomedicinaPlataformaNanomedicina NanoSpainNanoSpain