FUNCIONALIZACION DE NANOPARTICULAS DE ORO CON MARCADORES BIOLOGICOS Y SENSIBILIZADORES DE OXIGENO SINGLETE PARA SU USO EN BIOMEDICINA

Año de inicio 2018
Organismo financiador AGENCIA ESTATAL DE INVESTIGACION
Tipo de proyecto INV. COMPETITIVA PROYECTOS
Responsable científico Vayá Pérez Ignacio
Resumen El diseño de nanopartículas de oro (AuNPs) y el estudio de sus propiedades físicas y químicas es un tema de gran interés debido a su amplio uso en biomedicina y nuevas tecnologías. Además, poseen propiedades electrónicas y ópticas excepcionales para su uso en aplicaciones de imagen. Estas nanopartículas han sido ampliamente utilizadas en diagnósticos biomédicos, transporte de fármacos y aplicaciones terapéuticas debido a su pequeño tamaño, gran área superficial, baja toxicidad y alta estabilidad y reactividad en células. La síntesis y el control preciso de la geometría de AuNPs así como su funcionalización es fácil y ha dado lugar al diseño de una gran variedad de derivados. Su función biológica depende de parámetros tales como tamaño de la nanopartícula, geometría, carga superficial y funcionalización, propiedades del medio, etc. La reactividad de AuNPs en disolución y en medio biológico puede modificarse por el recubrimiento espontáneo de biomoléculas como proteínas, lípidos, ácidos nucleicos, etc., en su superficie. En general, las proteínas se adsorben más rápidamente que otras biomoléculas, dando lugar a la formación de la corona proteica. Este proceso es clave ya que puede alterar la reactividad de AuNPs y/o de la proteína, así como su transporte y citotoxicidad. Sin embargo, la funcionalización de AuNPs utilizando ligandos adecuados como fármacos, polietilenglicol, aminoácidos (o péptidos), ácido fólico, etc., puede ayudar a disminuir o incluso eliminar efectos secundarios no deseados, así como a mejorar la función biológica, transporte y selectividad del nanomaterial. Por tanto, conocer con mayor profundidad los parámetros que afectan la formación y estabilidad de la corona proteica puede ayudar al diseño de nuevos nanomateriales con una función biológica mejorada y con una menor toxicidad. Finalmente, el poder predecir el comportamiento de estos materiales antes de introducirlos en un medio celular es muy interesante para su uso en aplicaciones biológicas. El proyecto tiene como objetivo el diseño y caracterización fotofísica de AuNPs funcionalizadas con fármacos y sondas biológicas. El tipo de nanomateriales propuestos apenas ha sido investigado con anterioridad. Estos fármacos, ampliamente utilizados para el tratamiento de diversas dolencias, pueden generar oxígeno singlete, un agente oxidante utilizado en terapia fotodinámica. Dado que los fármacos poseen un centro quiral, se puede investigar el efecto de la configuración en la fotoreactividad de los conjugados fármaco-AuNP. La fotoreactividad de los nuevos nanomateriales se estudiará en disolución y en presencia de proteínas variando parámetros como: tamaño y geometría de la NP, funcionalización, naturaleza de la proteína, pH, etc. Para ello se van a usar técnicas espectroscópicas como UV, fluorescencia y absorción transitoria; el tamaño y morfología de AuNPs se caracterizará por TEM, DLS, etc. Finalmente, se realizarán estudios intracelulares para evaluar el uso de estos nuevos materiales en PDT y PTT. La microscopía confocal de barrido láser y la microscopía de fotones múltiples, que permiten registrar imágenes por la fluorescencia de las partículas dentro de las células, se utilizará para realizar experimentos in vitro. El presente proyecto puede abrir una nueva línea de investigación en el desarrollo de nuevos nanomateriales que puedan tener aplicaciones en biomedicina.