Nanoparticulas metalicas con aplicaciones biomedicas

Resumen

Hemos empleado la proteína ferritina como bioplataforma para la sintesis de nanopartículas superparamagnéticas para su uso como agentes de contraste en MRI , para el diagnóstico cada vez mas precoz de patologías severas y de gran impacto social. Además la ferritina permite el uso de su capa externa para unir covalentemente nuevas especies químicas que le confieran una nueva funcionalidad a la nanoestructura final. De esta forma hemos preparado y caracterizado nanopartículas magnéticas Apoferritina-Gd con valores de relaxitividad (r1 y r2) sensiblemente superiores a los fármacos para contraste de MRI existentes en el mercado basados en complejos de Gd. Sin embargo en los ensayos in vivo como agentes de contraste en MRI no fueron viables por la toxicidad de los metales (Gd). También se han preparado una serie de nanopartículas bimetálicas CoxNiy que presentan un comportamiento superparamagnético con TB entre 11 y 80 K, demostrándose que mediante este método se puede modular la estequiometría entre metales. Y por último nanopartículas Apoferritina-Pd que exhiben magnetismo permanente a temperatura ambiente, siendo éste uno de los escasos ejemplos que existen en la bibliografía de nanopartículas ferromagnéticas basadas en un metal estrictamente no magnético. En un segundo capítulo se presenta la encapsulación de nanopartículas preformadas de maghemita (¿-Fe2O3) de tamaños medios de 4 y 6nm mediante el proceso de disociación-asociación de la apoferritina en función del pH. El valor de r2 de Apomag-6 (102.0 mM-1s-1) es incluso superior al reportado para el fármaco Endorem® (94.8 mM-1s-1). Estas nanopartículas se acumulan preferencialmente en hígado, donde permanecen sin biodegradarse un largo periodo de tiempo y por tanto representa una vía para la obtención de nuevos agentes de contraste "de largo plazo", que permitan la adquisición prolongada de imágenes MRI en hígado sin necesidad de una segunda inyección. En un tercer capítulo se han preparado y caracterizado nanopartículas con una doble funcionalidad: a) dopado metálico del núcleo ferritínico nativo obteniéndose Ferritina-99mTc, que puede ser empleado como agente SPECT y Ferritina-Cu que podría ser empleado como agente PET. b) funcionalización del nanoprecursor apomaghemita con especies químicas que le añaden fluorescencia (Apomaghemita-QD y Apomaghemita-AF790, que pueden ser empleados como sondas bimodales MRI-OI) o especificidad por un tejido (Apomaghemita-Carbohidratos). En definitiva hemos logrado obtener una "librería" de nanoestructuras multifuncionales solubles en agua con interés en el campo biomédico, en particular como agentes de contraste en MRI.