Diseño y Síntesis de Nanopartículas de Oro para Terapia y Diagnóstico Dr. Jesús Martínez de la Fuente Instituto de Ciencia de Materiales de Aragón, CSIC/Universidad de Zaragoza. Zaragoza (España)

En las últimas décadas, las nanopartículas inorgánicas han ido ganando más y más la atención de los científicos en diversos campos de investigación como la ciencia de los materiales, la ingeniería, la física, la química, entre otros. El hecho de que los materiales a nanoescala presenten propiedades muy diferentes a las observadas a nivel macroscópico ha convertido a la nanociencia en el centro de una enorme cantidad de proyectos de investigación tanto básica como aplicada. Además, la amplia variedad de metodologías desarrolladas recientemente para la funcionalización de la superficie de estos materiales los convierte en excelentes sistemas para aplicaciones muy específicas como la distribución de fármacos y la detección de biomarcadores cancerígenos presentes en la circulación. Se han probado nanopartículas de oro pseudo-esféricas derivatizadas con fluoróforos, péptidos de internalización celular y RNA pequeño de interferencia (siRNA) complementario al proto-oncogen c-myc en un modelo jerárquico que incluye tres sistemas biológicos cada uno de mayor complejidad que el anterior: in vitro en células humanas, in vivo en invertebrados (pólipos Hydra) e in vivo en vertebrados (ratones). La selección de las funciones más activas se hizo paso a paso a través de esta estrategia jerárquica.1 La unión de estos enfoques químicos y biológicos conllevaron al desarrollo de nanopartículas de oro funcionalizadas con siRNA/RGD, capaces de dirigirse a células tumorales en un modelo xenográfico de ratón con cáncer de pulmón, resultando en una disminución exitosa y significativa del oncogén c-myc seguido de una inhibición del crecimiento del tumor y un aumento de la supervivencia de los animales.2 Se han funcionalizado nanoprismas de oro (NPRs) con PEG, glucosa, péptidos de internalización celular y RGD, anticuerpos y/o fluoróforos, a fin de mejorar la estabilidad de las NPRs, su internalización celular y su capacidad como agentes para marcaje.3 La internalización celular y su impacto fue estudiado mediante una investigación multiparamétrica del efecto de estos NPRs modificados en ratón y en células humanas primarias y transformadas. Además, bajo iluminación NIR, estas nanosondas pueden causar apoptosis. Por último, estas nanopartículas se han utilizado para la captura de imágenes optoacústica y en el tratamiento de cáncer,4 así como para la detección de marcadores tumorales mediante un novedoso tipo de nanobiosensor ELISA térmico sobre soportes termosensibles.5

Referencias 1. J. Conde, A. Ambrosone, V. Sanz, Y. Hernandez, F. Tian, P. V. Baptista, M. R. Ibarra, C. Tortiglione, J. M. de la Fuente. ACS Nano, 2012, 6, 8316. 2. J. Conde, F. Tian, Y. Hernández, C. Bao, D. Cui, M. R. Ibarra, P. V. Baptista, J. M. de la Fuente. Biomaterials. 2013, 34, 7744. 3. a) B. Pelaz, V. Grazú, A. Ibarra, C. Magén, P. del Pino, J. M. de la Fuente. Langmuir, 2012, 28, 8965 ; b) M. Perez-Hernandez, P. del Pino, S.G. Mitchell, M. Moros, G. Stepien, B. Pelaz, W.J. Parak, E.M. Galvez, J. Pardo, J.M. de la Fuente. ACS Nano, 2015, 9, 52. 4. a) C. Bao, N. Beziere, P. del Pino, B. Pelaz, G. Estrada, F. Tian, V. Ntziachristos, J. M. de la Fuente, D. Cui. Small, 2013, 9, 68 ; b) J. Han, J. Zhang, M. Yang, D. Cui, J.M. de la Fuente. Nanoscale, 2016 (in press). 5. E. Polo, P. del Pino, B. Pelaz, V. Grazu, J.M. de la Fuente. Chem. Commun, 2013, 49, 3676.

Jesús M de la Fuente

Dr. Jesús M de la Fuente (Barakaldo, España) terminó su de PhD en el 2003 trabajando en la evaluación de las interacciones carbohidrato-carbohidrato mediante el uso de nanopartículas de oro en el instituto de Investigaciones Químicas del CSIC (Sevilla, España). Durante su PhD, llevó a cabo diversas estancias en la Universidad de Nottingham (UK), Universidad de Kalmar (Suecia), Instituto de Química Física “Rocasolano”-CSIC (Madrid, España) y el Centro Nacional de Biotecnología-CSIC (Madrid, España). Con toda esta investigación, él fue un pionero en el campo emergente de la Gliconanotecnología. Una vez obtenido su PhD, se trasladó al Centre for Cell Engineering de la Universidad de Glasgow (UK) para llevar a cabo un proyecto de investigación para el desarrollo de nanopartículas y su aplicación biológica durante dos años. En julio de 2005, volvió al Instituto de Investigaciones Químicas (Sevilla, España) donde su investigación estuvo orientada a la vectorización de nanopartículas paramagnéticas con carbohidratos relevantes biológicamente para el marcaje y visualización de tumores cerebrales. En junio del 2007, el Dr. de la Fuente estableció el grupo de Nanoterapia y Nanodiagnóstico en el Instituto de Nanociencia de Aragón (Universidad de Zaragoza, España). El Dr. de la Fuente ha supervisado a 14 estudiantes de PhD (tesis doctorales ya finalizadas) y actualmente supervisa a 7 estudiantes de PhD. Desde entonces, el Dr. de la Fuente ha creado un gran grupo de investigación con destacados resultados científicos y excelentes proyectos de investigación. Como investigador principal, ha recibido una European Research Council-Starting Grant bajo el título “Multifunctional Magnetic Nanoparticles: Towards Smart Drugs DesignNANOPUZZLE” de 1.541.000€ (2010-2015), un European Research Council-Proof of Concept-HOTFLOW (2017-2018) y un proyecto ERANET “Multifunctional Gold Nanoparticles for Gene Therapy-NANOTRUCK” (2009-2012), además de ser PI de una FP7-NMP “Nanotherapeutics for Antibiotic Resistant Emerging Bacterial PathogensNAREB” (2014-2018) y ha supervisado 1 IOF, 2 IEF FP7 Becas Marie Curie y 2 IF HORIZONTE2020 Becas Marie-Sklodowska-Curie. Además cuenta con 6 patentes licenciadas. Hasta la fecha, tiene más de 150 artículos, ha sido citado más de 5,000 veces y su índice h es 37. Desde 2003, es un miembro asociado del Centre for Cell Engineering de la Universidad de Glasgow (UK), y en el 2013 ganó el “Shanghai-1000 People Plan” para ser profesor visitante en la Universidad Jiao Tong (Shanghai, China). Desde 2014, es investigador permanente en el Consejo Superior de Investigaciones Científicas-Instituto de Ciencia de Materiales de Aragón (Zaragoza, España).