Con el objetivo de dar mayor visibilidad a la investigación que llevamos a cabo en el área de la nanotecnología, varios investigadores del CNB se coordinan dentro de la Iniciativa en NanoBiomedicina.

Esta iniciativa pretende articular un espacio donde se potencie la interacción entre grupos interesados en el desarrollo de aplicaciones biomédicas basadas en la nanotecnología. Cada grupo participante, desde su experiencia previa en sus respectivos campos, ha iniciado ya proyectos en temas relacionados con la nanotecnología. La iniciativa se encauza actualmente a la petición de proyectos comunes, captación de fondos y consecución de las infraestructuras necesarias.

Esta iniciativa pretende poner su énfasis, aunque no exclusivamente, en la NanoBiomedicina. Es decir, soluciones nanotecnológicas (nanopartículas, nanocélulas, nanovirus, nanovacunas, etc.) para aplicaciones biomédicas, sobre todo dentro del campo de la liberación controlada y localizada de fármacos o biomoléculas (anticuerpos, citoquinas, quimioquinas, péptidos, DNA, RNA, etc.) a tipos celulares y tejidos específicos. El objetivo último es poder llegar a analizar la eficacia terapéutica de esas soluciones nanotecnológicas en modelos animales de enfermedad: distintos tipos cáncer (sobre todo los de difícil cirugía: páncreas, glioblastomas, etc.) enfermedades autoinmunes, enfermedades neurológicas y neurodegenerativas, enfermedades raras, etc.).

Bajo la coordinación de Domingo F. Barber, la Iniciativa de NanoBiomedicina pretende ser el eje vertebrador de las investigaciones en esta área en los institutos del CSIC del Campus de Excelencia UAM+CSIC, por lo que irá progresivamente integrando grupos asociados de otros institutos del CSIC o departamentos del Campus UAM+CSIC (ICMM, CBMSO, etc) con vocación NanoBiomédica.

Centro Nacional de Biotecnología del CSIC

Domingo F. Barber: Desarrollo y funcionalización de nanopartículas magnéticas para el transporte y liberación controlada y localizada de fármacos o biomoléculas (anticuerpos, citoquinas, quimioquinas, péptidos, DNA, RNA, etc) a tipos celulares y tejidos específicos.Análisis in vitro de la toxicidad y de la capacidad funcional de las nanopartículas magnéticas funcionalizadas.Estudio de la biodistribución y toxicidad de las nanopartículas funcionalizadas en modelos animales.Evaluación en modelos animales de enfermedad de la eficacia terapéutica de las nanopartículas funcionalizadas.

José Ruiz Castón: Desarrollo de nanovehículos funcionalizados derivados de cápsidas virales.Evaluación en modelos animales de enfermedad de la eficacia terapéutica de nanovehículos funcionalizados derivados de cápsidas virales.

Leonor Kremer: Producción y caracterización de anticuerpos monoclonales para la funcionalización de nanopartículas y su direccionamiento específico a diferentes tipos celulares y tejidos.Generación de anticuerpos monoclonales frente a polietilenglicol. Desarrollo de inmunoensayos de detección de moléculas, liposomas y nanopartículas pegiladas. Cuantificación en fluidos biológicos y estudios farmacocinéticos en modelos animales.Estudio de interacciones entre anticuerpos monoclonales y moléculas diana, mediante un biosensor SPR Biacore 3000. Determinación de constantes cinéticas y de afinidad.

Carmen San Martín: Determinación de los principios físicos y estructurales que gobiernan el ensamblaje y la estabilidad de virus complejos; énfasis en adenovirus, un patógeno susceptible de ser utilizado como herramienta terapéutica.Diseño racional de dominios de unión a metales en la cápsida de adenovirus con aplicaciones en biomedicina y bioimagen.

José María Valpuesta: Determinación estructural de grandes complejos macromoleculares, entre los que se incluyen las chaperonas moleculares, que son proteínas involucradas en el plegamiento de otras proteínas.Nuevas técnicas que permitan analizar moléculas individuales, como las pinzas ópticas.

José L. Carrascosa: Estudio de las propiedades mecánicas y funcionales de complejos macromoleculares virales a escala nanoscópica.Manipulación de la función de complejos virales a nivel de molécula individual.Uso de componentes virales para el desarrollo de complejos biológicos sintéticos y de herramientas híbridas orgánico-inorgánico.

Luis Ángel Fernández: Tecnologías para la selección, expresión e ingeniería de pequeños anticuerpos monodominio (nanobodies) con capacidad terapéutica y para la localización específica de las nanopartículas a un determinado tipo celular o tejido.Desarrollo de nanovehículos funcionalizados derivados de las células bacterianas.Evaluación en modelos animales de enfermedad de la eficacia terapéutica de las nanobodies y de los nanovehículos funcionalizados derivados de las células bacterianas.

Fernando Moreno Herrero: Manipulación y visualización de proteínas y ácidos nucleicos empleando técnicas de molécula individual.Uso de técnicas de molécula individual para el estudio de la interacción entre ácidos nucleicos y proteínas.El grupo utiliza técnicas avanzadas como el microscopio de fuerza atómica para ver complejos proteicos con una precisión nanométrica y las pinzas ópticas y magnéticas para analizar en tiempo real la dinámica de la translocación de motores moleculares.

Ángel Naranjo (animalario): El animalario del CNB da soporte a los grupos que trabajan en modelos animales, una experimentación necesaria para la validación in vivo de las aplicaciones nanobiomédicas que desarrolla el programa de NanoBiomedicina.Colabora con los diferentes grupos en el desarrollo de ensayos toxicológicos, de eficacia, de seguridad, de farmacocinética, etc..y de la puesta a punto de modelos experimentales requeridos para el estudio de las aplicaciones nanobiomédicas in vivo.

Mark J. van Raaij: Biología estructural de fibras de virus y de bacteriófagos por medio de expresión de proteínas y cristalografía de rayos X.Modificación genética de partículas de bacteriófagos.Generación de mutantes aleatorios y dirigidos de fibras de adenovirus y de bacteriófagos y de fibras quiméricas para dirigir virus, fagos y nanopartículas a diferentes tipos celulares.

Unidad Asociada CNB-IMDEA Nanociencia

J. Ricardo Arias-González: Comportamiento elástico de ácidos nucleicos, mecanoquímica de motores moleculares y el centrosoma.Estrategias para la manipulación mecánica del interior celularDiseñamos y caracterizamos nanoestructuras complejas, ya sean de origen biológico o sintéticas, con respuesta dinámica a estímulos externos en medios fisiológicos.Nuestro objetivo es crear nanoestructuras que puedan integrarse como herramientas biocompatibles en aplicaciones biomédicas, para la tecnología de biosensores o para la biofísica molecular.
Utilizamos teoría y experimentos basados en la manipulación de partículas individuales mediante campos ópticos y magnéticos (pinzas ópticas y magnéticas).

Aitziber López Cortajarena: Diseño de módulos de proteínas de reconocimiento como herramientas en nanotecnología. Generamos nuevas proteínas de diseño para aplicaciones en biotecnología y biomedicina.Auto-ensamblaje de proteínas de diseño en estructuras ordenadas y biomateriales.Bio-funcionalización de nanopartículas magnéticas y de superficies que responden a estímulos.

Begoña Sot: Diseño de nuevas herramientas para inmunoterapia basadas en chaperones moleculares modificados y nanopartículas de oro.Auto-ensamblaje de proteínas de diseño en estructuras ordenadas y biomateriales.Estudio del mecanismo de los chaperones moleculares en la inhibición de la formación de fibras amiloides implicadas en enfermedades neurodegenerativas.

Daniel Ortega: Diseño y explotación de nuevos materiales magnetocalóricos con aplicaciones en medicina.Estudio de los aspectos físico-químicos de la hipertermia basada en partículas magnéticas en la terapia contra el cáncer.Interacciones entre nanoestructuras magnéticas y entidades biológicas en la nanoescala.

Ana Pizarro: Diseño y desarrollo de agentes antitumorales metalados cuya respuesta antineoplásica es susceptible de activación frente a estímulos internos (intrínsecos al tejido canceroso) o externos (ej. luz).Estudio del mecanismo de acción de las metalodrogas en la nanoescala intracelular.Funcionalización de nanomateriales con pro-fármacos metalados con fines terapéuticos en cáncer: liberación y/o activación de la droga en el espacio peri e intracelular y estudio de la consecuente respuesta biológica.

Borja Ibarra: Uso de la técnica de las pinzas ópticas para manipular y seguir en tiempo real la actividad de motores moleculares.Estudio de los procesos dinámicos y mecano-químicos que gobiernan el funcionamiento de los motores moleculares, en particular de aquellos involucrados en los procesos de la replicación del ADN viral y mitocondrial y en el proceso de conjugación bacteriana.Estudios a nivel de moléculas individuales de la dinámica de interacción entre proteínas y ADN.

Álvaro Somoza: Funcionalización de nanopartículas magnéticas y de oro para mejorar el transporte y liberación de biomoléculas (siRNAs y péptidos) y otros agentes terapéuticos.Desarrollo de sensores basados en nanopartículas de oro.Preparación y modificación de oligonucleótidos (DNA y RNA) para el estudio de procesos biológicos como ARN de interferencia.

Gorka Salas: Síntesis de nanopartículas magnéticas biocompatibles de diferentes tamaños para aplicaciones en biomedicina. Posibles usos: agentes de contraste (MRI), plataformas de transporte de fármacos y generadores de calor (bajo la acción de un campo magnético alterno; hipertermia magnética).Caracterización por microscopía electrónica de transmisión, análisis termogravimétrico.Medidas de estabilidad coloidal y tamaño hidrodinámico en diferentes medios mediante dispersión dinámica de la luz (DLS) y medidas de potencial zeta.

Cristina Flors: Desarrollo de nuevos métodos de microscopía de fluorescencia de súper-resolución y de moléculas individuales.Diseño y caracterización de proteínas fluorescentes fotosensibilizantes para aplicaciones en microscopía avanzada y terapia fotodinámica.

Francisco J. Terán: Estudio de la influencia de los parámetros intrínsecos (tamaño, composición química, etc.) y extrínsecas (concentración, agregación, viscosidad medio de dispersión, condiciones de campo magnético, etc.) en la respuesta magnética y la disipación de calor de nanopartículas magnéticas sometidas a campos magnéticos alternos.Estudio de la influencia de la matriz biológica en la respuesta magnética de nanopartículas magnéticas.Diseño y fabricación de generadores de campo magnético alterno para estudios n vitro / in vivo de hipertermia magnética (Laboratorio del Servicio de Instrumentación núm. 398 de la Red de Laboratorios e Infraestructuras de Madri+d.