UNIVERSIDAD DE GRANADA PATENTA NANOESTRUCTURAS VECTORIZADAS MULTIFUNCIONALES

Los experimentos llevados a cabo por la Universidad de Granada en el campo de la biotecnología han culminado con la siguiente invención: Nanoestructuras vectorizadas multifuncionales capaces de ser utilizadas como agentes de diagnosis trimodal (MRI, OI Y SPECT).

La invención se refiere a una nanoestructura multifuncional, concretamente a una ferritina, vectorizada con ácido fólico, y a su aplicación como agente de contraste en OI, MRI y/o SPECT. Por tanto, la invención se podría encuadrar dentro del campo de la biomedicina.

La integración de la nanotecnología en la biotecnología ha hecho florecer una nueva disciplina: la nanomedicina. En este campo, se diseñan y preparan nanopartículas metálicas para obtener bioimágenes mediante el uso simultáneo de varias técnicas, distribución efectiva de fármacos o técnicas de terapias tan prometedoras como la hipertermia
originada localmente por nanopartículas magnéticas. Es un área de tremendo potencial sujeta al desarrollo de nuevas nanoestructuras para su avance.

Las nanopartículas magnéticas han atraído atención principalmente por su uso potencial como agentes de contraste en Imagen por Resonancia Magnética (MRI). Esta técnica se basa en la resonancia magnética de los protones de tejidos del cuerpo (agua, membranas, lípidos, proteínas, etc.) y es actualmente el método más potente de diagnosis.

Por otro lado, los denominados quantum dots (QD), han sido usados con éxito como nuevos marcadores fluorescentes en el campo biomédico y son considerados como una herramienta prometedora en Imagen óptica de fluorescencia (OI) para diagnóstico clínico. Los QD son nanopartículas inorgánicas, generalmente compuestas de elementos de los grupos II-VI y III-V, los cuales, debido a su confinamiento cuántico de cargas en un diminuto espacio muestran unas propiedades fluorescentes únicas: espectros de emisión estrechos, rendimiento cuántico alto, espectros de absorción anchos, buena estabilidad química y alta fotoestabilidad y longitud de onda de emisión dependiente del tamaño, ampliando su rango de emisión hasta la región NIR (infrarrojo cercano) o IR (infrarrojo) y ofreciendo una mayor penetración en tejido para una mejor imagen. Sin embargo, a pesar de las excepcionales propiedades fluorescentes que presentan, estas nanopartículas necesitan ser funcionalizadas con algún tipo de polímero o proteína que las haga
biocompatibles y por tanto aptas para su utilización in vivo.

Un enfoque dentro de la nanomedicina es el uso de nanopartículas que puedan combinar diferentes técnicas de bioimagen. Cada modalidad de bioimagen tiene sus propios méritos pero también ciertas desventajas y por lo tanto los métodos de imagen multimodales presentan mayor capacidad para obtener una imagen integral y más detallada. La combinación MRI-OI es un buen ejemplo de un método bimodal y una ruta para su consecución es el uso de nanoestructuras que contengan dos componentes metálicos, uno magnético y otro fluorescente: nanopartículas bifuncionales magneto-fluorescente. El nanocomponente magnético puede incorporar un radiomarcador, como 99mTcO4, añadiendo a la nanoestructura multifuncional una nueva modalidad de imagen médica mediante la detección de la radiación gamma que dicho radionúclido genera mediante gammagrafía (SPECT).

Un objetivo de la invención es proporcionar una nanopartícula biocompatible que esta vectorizada, la cual se puede usar como agente de contraste monomodal, como por ejemplo en OI, MRI y/o SPECT. También puede ser usada como agente bimodal, OI-MRI, e incluso trimodal, OI-MRI-SPECT. La nanopartícula está basada en una ferritina, caracterizada porque comprende ácido fólico. El ácido fólico está unido a la ferritina, preferiblemente a través de un puente que permita que los grupos carboxílicos del ácido fólico estén disponibles para su reconocimiento a nivel de la membrana celular. La nanoestructura puede ser vectorizada hacia un tejido u órgano concreto. Concretamente, la incorporación del ácido fólico hace que dicha nanoestructura se internalice preferentemente en las células tumorales.

En el contexto de la presente invención se entiende por ferritina cualquier apo-ferritina, independiente del material que se encuentre encapsulado en su cavidad interna, incluidas las apo-ferritinas en las cuales la cavidad interna está vacía.

Un puente preferido para la unión del ácido fólico son los quantum dots (QD). La nanoestructura formada por la conjugación de la ferritina y del quantum dot puede ser usada como agente de contraste en OI, sin perder la vectorización. Preferiblemente el ácido fólico se enlaza en la superficie del quantum dot.

Los presentes inventores han logrado obtener partículas de magnetita de alto contenido en Fe en la cavidad de ferritina. El contenido en Fe puede ser modulado hasta 3800 átomos de Fe por unidad de ferritina. Preferiblemente se modula la cantidad de Fe de 3000 a 3800 átomos de Fe por unidad de ferritina, lo cual permite mejora sus propiedades como agente de contraste en MRI.

Durante la preparación de la nanopartícula de magnetita, el Tc queda ocluido dentro de la magnetita, lo que es una ventaja frente a los complejos de coordinación de Tc puesto que la concentración de Tc por partícula es mucho mayor (hasta 20 veces mayor) y permite acumular una mayor densidad de átomos de Tc. Esta mayor acumulación redunda en un incremento de la radiación gamma y en una mayor resolución. Asimismo, la acumulación optimiza la concentración del radiomarcador, lo que permite el uso de menores dosis.

FUENTE | OEPM