nanonefrologÍa ¿utopÍa o realidad?
TRANSCRIPT
1
M. Laura Soriano
UNIVERSIDAD DE CÓRDOBA
Miguel Valcárcel
(Profesor jubilado)
6-9 Abril 2017
NANONEFROLOGÍA
¿UTOPÍA O REALIDAD?
NANONEFROLOGÍA
¿UTOPÍA O REALIDAD?
2
RESPUESTAS
NO
SI
CRECIENTE
NANONEFROLOGIA: ¿ utopía o realidad?
PREÁMBULO
INTRODUCCIÓN
3 REFLEXIONES FINALES
NANONEFROLOGÍA
GENERALIDADES
NANODIAGNÓSTICOS RENALES
NANOTERAPIAS RENALES
NANOREGENERACIÓN DE CÉLULAS RENALES
NANONEFROLOGIA: ¿ utopía o realidad?
Í N D I C E
3
NANOTECNOLOGÍA NANOMEDICINA
PREÁMBULO
INTRODUCCIÓN
REFLEXIONES FINALES
NANONEFROLOGÍA
GENERALIDADES
NANODIAGNÓSTICOS RENALES
NANOTERAPIAS RENALES
NANOREGENERACIÓN DE CÉLULAS RENALES
NANONEFROLOGIA: ¿ utopía o realidad?
Í N D I C E
NANOTECNOLOGÍA NANOMEDICINA
5
NANONEFROLOGIA: ¿ utopía o realidad?
IT HAS A
GREAT
SCIENTIFIC
AND
TECHNICAL
POTENTIAL
6
NANONEFROLOGIA: ¿ utopía orealidad?
M. H. A. Hassan. Science, 309, 2005, 65-66
LA NANOTECNOLOGÍA SERÁ UNA
TECNOLOGÍA TRANSFORMADORA Y
REVOLUCIONARIA CON UN IMPACTO
SEMEJANTE A:
ES
SIGLOS XVIII y XIX
MÁQUINA DE VAPOR SIGLOS XX
ELECTRICIDAD
TRANSICIÓN XX y XXI
INFORMÁTICA
• Imágenes de internet: Google
Proyector profesor imágenes
7
NANONEFROLOGIA: ¿ utopía o realidad?
Hardware
1980-1990
PREÁMBULO
INTRODUCCIÓN
REFLEXIONES FINALES
NANONEFROLOGIA: ¿ utopía o realidad?
Í N D I C E
NANOTECNOLOGÍA
NANOMEDICINA
NANONEFROLOGÍA
GENERALIDADES
NANODIAGNÓSTICOS RENALES
NANOTERAPIAS RENALES
NANOREGENERACIÓN DE CÉLULAS RENALES
N A N O T E C N O L O G I A
N A N O M U N D O
ESCALA NANOMÉTRICA 1-100 nm
NUEVAS LEYES EXCEPCIONALES PROPIEDADES
FÍSICO- QUÍMICAS
NANOCIENCIA
NANOTECNOLOGÍA
1 mm = 1 millón de nm Diámetro de 1 pelo humano:
70.000 nm
NANOTAMAÑO
NO SOLO ES CUESTIÓN
DE TAMAÑO
9
TAMAÑO DE OBJETOS
N A N O T E C N O L O G I A
10
Aportación clave de la N&N
MACRO MICRO NANO Tamaño
materia
Pro
pie
dad
es f
ísic
o-
qu
ímic
as
CARÁCTER
NANOTECNOLÓGICO
N A N O T E C N O L O G I A
11
EJEMPLOS PARADIGMÁTICOS
(A) CARBONO
GRAFITO FULLERENOS NANOTUBOS
DE CARBONO
1 100 106
MATERIAL NANOESTRUCTURADO
CONDUCTIVIDAD
ELÉCTRICA
RELATIVA
(B) METALES
50 nm 50 – 20 nm 15 – 20 nm
azul púrpura rojo brillante
NANOPARTÍCULAS DE ORO DE DIÁMETRO ... ORO, MACRO Y
MICROMÉTRICO
amarillo
NANOTECNOLOGÍA
(C) QUANTUM DOTS SEMICONDUCTORES
12
N A N O T E C N O L O G Í A
13
N A N O T E C N O L O G Í A
DEPENDENCIA CRÍTICA DEL COLOR DE LAS SUSPENSIONES DE QUANTUM DOTS (CdSe/ZnS) CON EL TAMAÑO DE LOS MISMOS
2,8 3,4 4,0 4,7 5,6 14
EL BINOMIO NATURALEZA - NANOTECNOLOGÍA
LA NANOTECNOLOGÍA EN LA NATURALEZA
LA NATURALEZA COMO MODELO PARA DESARROLLOS NANOTECNOLÓGICOS BIOMIMÉTICA
N A N O T E C N O L O G Í A
NANOTECNOLOGÍA ANTES DEL SIGLO XXI
EL SER HUMANO HA UTILIZADO LA NANOTECNOLOGÍA SIN SABERLO HASTA LAS ÚLTIMAS DÉCADAS DEL SIGLO XX.
EJEMPLOS: Color vidrieras
catedrales góticas Color azul típico
esculturas maya
Dureza y flexibilidad
espada Damasco
Copa de Ligurio. Jade con colores
diferentes según iluminación
Fullerenos
ADN PROTEÍNAS MÁQUINAS MOLECULARES
MOTORES DE FLAGELOS
NANOPEGAMENTOS NANORECUBRIMIENTOS
NANOREPULSORES DE MANCHAS
15
LA NANOCIENCIA Y LA NANOTECNOLOGÍA HAN “EXPLOTADO” EN EL SIGLO XXI CON CRECIMIENTOS CASI LINEALES:
EN EL NÚMERO DE ARTÍCULOS PUBLICADOS
EL NÚMERO DE REVISTAS CIENTÍFICAS «NANO» APARECIDAS (27), Y
EL NÚMERO DE PRODUCTOS DE BASE TECNOLÓGICA QUE HAN APARECIDO EN EL MERCADO (o millones de euros).
EN LAS ÚLTIMAS DÉCADAS DEL SIGLO XX SE INICIARON TANTO LA NANOCIENCIA (investigación) COMO LA NANOTECNOLOGÍA (aplicación) AL PRINCIPIO DE FORMA INCONSCIENTE, PERO INTUITIVA.
ESTA CHARLA SE DEDICA A LA NANONEFROLOGÍA EN EL CONTEXTO DE LA NANOMEDICINA.
N A N O T E C N O L O G Í A
16
Valores añadidos que aporta la Nanotecnología
RESISTENCIA: - A LA ROTURA - A LA CORROSIÓN - Etc.
DISMINUCIÓN DE PESO, PERO MANTENIENDO LA RESISTENCIA MECÁNICA
F L E X I B I L I D A D
MAYOR PRODUCTIVIDAD EN CAMPOS DE CULTIVO
MEJORA DEL DEPORTE
ENERGÍA SOSTENIBLE Y MÁS BARATA
RESTAURACIÓN CONSERVACIÓN OBRAS DE ARTE
D U R A B I L I D A D
CAPACIDAD DE
SENSAR
BELLEZA DE LAS NANOIMÁGENES COMODIDAD
EN EL HOGAR
ALIMENTOS MÁS SANOS Y BARATOS
Diagnóstico Terapias ENFERMEDADES
Regeneración EFICIENCIA
ENERGÉTICA
M.A. López
N A N O T E C N O L O G Í A
Diagnóstico Terapias ENFERMEDADES
Regeneración
17
Áreas en las que se comienza o ya se está usando la Nanotecnología
A R T E
MEDIOAMBIENTE
HIGIENE
DEPORTES
FARMACIA
S E X O
INDUSTRIA AUTOMÓVIL
LABORATORIOS FÍSICOS Y QUÍMICOS
SENSORES
N A N O T E C N O L O G Í A
18
PREÁMBULO
INTRODUCCIÓN
19 REFLEXIONES FINALES
NANONEFROLOGIA: ¿ utopía o realidad?
Í N D I C E
19
NANOTECNOLOGÍA
NANOMEDICINA
NANONEFROLOGÍA
GENERALIDADES
NANODIAGNÓSTICOS RENALES
NANOTERAPIAS RENALES
NANOREGENERACIÓN DE CÉLULAS RENALES
Revolución en las Ciencias de la Salud
OBJETIVO: Desarrollo de nanoherramientas para diagnosticar, prevenir y tratar ENFERMEDADES cuando están en estado poco avanzado.
Carácter multidisciplinar Crecimiento casi lineal de artículos científicos y empresas
Es la vertiente nanotecnológica Tres áreas de acción principales
Cáncer Cardiovasculares Diabetes Neurodegenerativas (Alzheimer, Parkinson)
De mayor repercusión social. De mayor impacto económico.
N A N O M E D I C I N A
20
N A N O M E D I C I N A
CARÁCTER MULTIDISCIPLINAR
NANOMEDICINA
BIOLOGÍA MOLECULAR
NANOCIENCIA Y
NANOTECNOLOGÍA
MEDICINA
BIOQUÍMICA
QUÍMICA
FÍSICA
INGENIERÍA
21
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
4500
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NANO & MEDICINE 29698 PUBLICATIONS
N A N O M E D I C I N A
ARTÍCULOS PUBLICADOS EN NANOMEDICINA EN EL SIGLO XXI
22 AÑO
Nº
DE
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CA
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NANO TRAUMATOLOGÍA
N A N O M E D I C I N A
NANO DERMATOLOGÍA
NANO GINECOLOGÍA
NANOMEDICINA
N A N O M E D I C I N A
24
EJEMPLOS DE NANODIAGNÓSTICO
In vivo In vitro
Imagen Biosensores
NANO-BIOCHIPS MONITORIZACIÓN DE IMÁGENES INTERNAS
Generación «in situ» de abundante información clínica y genética de forma inmediata y continua.
Sustitución de diagnósticos clásicos basados en pruebas descriptivas.
Ejemplo: Monitorización cardíaca equivalente a un electrocardiograma.
Captación de imágenes en el interior del cuerpo humano.
Ejemplo 1: Evolución de un tumor desde etapas tempranas.
Ejemplo 2: Estudio de efectos inmediatos de una medicación.
N A N O M E D I C I N A
25
EJEMPLO DE NANOTERAPIA
«NANOSUBMARINOS» O «NANOTAXIS» TRANSPORTADORES DE FÁRMACOS HASTA LAS CÉLULAS CANCERÍGENAS DENTRO DEL CUERPO HUMANO
Basados en el reconocimiento molecular de los antígenos que presentan las células cancerígenas.
Ventaja: Reducción considerable de efectos secundarios en tratamientos oncológicos.
Condicionantes:
- Biocompatibilidad
- No interacción con células sanas
- Biodegradación
N A N O M E D I C I N A
26
….. YA ESTÁN AQUÍ LOS NANOROBOTS
DE LA CIENCIA FICCIÓN (Isaac Asimov o serie francesa)
A LA REALIDAD
ÉRASE UNA VEZ … LA VIDA
BACTERIOROBOTS CAPACES DE TRATAR EL CÁNCER SIN EFECTOS SECUNDARIOS
Características de los nanorobots:
- Autopropulsión.
- Atracción por las células
enfermas.
- Biocompatibles
N A N O M E D I C I N A
27
EJEMPLO DE MEDICINA REGENERATIVA
MEDICINA REGENERATIVA CON BASE NANOTECNOLÓGICA
La Nanomedicina abre el camino para la regeneración de células nerviosas.
Dos estrategias: - Con nanopartículas
magnéticas - Con nanofibras alineadas
MEDICINA REGENERATIVA
Mantenimiento Mejora Reparación de la función
CÉLULAS, TEJIDOS, ÓRGANOS
Métodos basados en: - Terapia celular - INGENIERÍA TISULAR
APORTACIÓN DE LA NANOTECNOLOGÍA
Nanomateriales y nanosistemas de soporte para la regeneración
Un conjunto de células depositas en un nanosoporte sintético, biodegradable y poroso producen in vivo tejidos vascularizados con una masa celular considerable.
N A N O M E D I C I N A
28
NANOPARTÍCULAS DE PLATA (10-15 nm): • En recubrimiento • En la estructura del material
ELIMINAN BACTERIAS Y OTROS GÉRMENES CON MAYOR EFICIENCIA QUE LOS
ANTIBIÓTICOS MEDIANTE TRES MECANISMOS: • Impide la división celular • Desestabilizan la membrana celular • Interrumpen el transporte de nutrientes ¿SON TÓXICAS LAS NANOPARTÍCULAS DE PLATA?
EFECTO DE LARGA DURACIÓN
SE REDUCE DRÁSTICAMENTE EL EMPLEO DE DESINFECTANTES (tóxicos)
APLICACIONES:
• Clínicas • Pinturas antimoho 29
N A N O M E D I C I N A
N A N O M E D I C I N A
NANOASEPSIA EN HOSPITALES
NANOBACTERICIDAS NANOGERMICIDAS SANITARIOS E
INTERRUPTORES PAREDES Y SUELOS DE QUIRÓFANOS
PAREDES, TEJIDOS Y SANITARIOS DE LA
HABITACIÓN DE UN ENFERMO
HOSPITAL CENTRAL DE BERLÍN
30
N A N O M E D I C I N A
2+1
1+2
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N A N O M E D I C I N A
NANODIAGNÓSTICO
MEDICINA REGENERATIVA
NANOTERAPIA
NANOASEPSIA
NANO-
TERAGNOSIS
N A N O M E D I C I N A
NANOTERAPIA + NANODIAGNOSTICO EN TIEMPO REAL
S. Sengupta et al., PNAS, March 2016
OBJETIVO: AUMENTAR LA EFICIENCIA DE LOS ESTUDIOS DE SCRINING PREVIOS A LA SELECCIÓN DEL AGENTE QUIMIOTERÁPICO ADECUADO PARA EL CANCER DE CADA PACIENTE, Y ASÍ REDUCIR EFECTOS SECUNDARIOS.
FUNDAMENTO: CUANDO UNA CÉLULA CANCERÍGENA MUERE SE
ACTIVA UNA ENZIMA LLAMADA «CASPASA» Y LA NANOPARTÍCULA EMITE LUZ VERDE EN PRESENCIA DE ESTA PROTEÍNA.
LOS TUMORES SENSIBLES A UN DETERMINADO FÁRMACO BRILLARON HASTA UN 400% MÁS QUE LOS RESISTENTES.
UNA PISTA VISUAL RÁPIDA Y EFICAZ PARA CAMBIAR O NO DE TRATAMIENTO CUANTO ANTES.
DOBLE FUNCIÓN DE NANOPARTÍCULAS
POLIMÉRICAS
TRANSPORTE DE FÁRMACOS ANTICANCERÍGENOS
MONITORIZACIÓN EN TIEMPO REAL DEL EFECTO ANTICANCERÍGENO EN CÉLULAS TUMORALES
32
NANODIAGNÓSTICO+ NANOTERAPIA EN TIEMPO REAL
• NANORRECUBRIMIENTOS SENSIBLES A LA GLUCOSA EXTERIOR
• LIBERAR O NO INSULINA ENCAPSULADA
33
N A N O M E D I C I N A
OBJETIVOS: - MIMETIZAR LA RESPUESTA DEL ORGANISMO A LA NECESIDAD FISIOLÓGICA DE INSULINA POR AUMENTO DE NIVELES DE GLUCOSA. - EVITAR EL USO DE INSULINA INYECTADA.
NANOCAPSULAS DOBLE FUNCIÓN
DOS MECANISMOS:
NATURE Rev. Drug Disc. 14, 45, 2015.
"Solo con hacer una búsqueda entre los estudios publicados se puede observar el peso que España tiene en Nanomedicina. Es el tercer país del mundo después de Estados Unidos y China. Y el primero en Europa". Una tendencia que no fue así desde el principio y nuestro país era un rezagado en nuevas tecnologías. Corría el año 2004 cuando un estudio de la UE nos ponía a la cola del "boom" que prometía ser la revolución en la medicina. Ese era el tiempo también del genoma humano, otro campo innovador al que España llegó "tarde". Dr. J. Samitier Presidente de NANOMED
PLATAFORMA ESPAÑOLA DE NANOMEDICINA
(100 organizaciones públicas y privadas)
www.nanomedspain.net
N A N O M E D I C I N A
34
PREÁMBULO
INTRODUCCIÓN
REFLEXIONES FINALES
NANONEFROLOGÍA
GENERALIDADES
NANODIAGNÓSTICOS RENALES
NANOTERAPIAS RENALES
NANOREGENERACIÓN DE CÉLULAS RENALES
NANONEFROLOGIA: ¿ utopía o realidad?
Í N D I C E
NANOTECNOLOGÍA NANOMEDICINA
N A N O N E F R O L O G Í A
DEFINICIÓN
ES UNA RAMA DE LA NANOMEDICINA (no de las más desarrolladas) QUE IMPLICA EL EMPLEO DE NANOTECNOLOGÍAS PARA: Estudios básicos de la función renal con nanoherramientas.
Suministro de nanofármacos más eficientes.
Nanoterapias de reemplazo renal.
Nanoregeneración de células renales.
INFLUENCIA NEGATIVA DE LA DEFINICIÓN DE «NANONEPHROLOGY» EN LA WIKIPEDIA 36
37
N A N O N E F R O L O G Í A
20/Enero/2017 nº de artículos (WOK)
NANOTECNOLOGÍA
538.210 NANOMEDICINA 29.698 NANONEFROLOGÍA
537
6%
2%
38
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0
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NANO & NEPHROLOGY 537 PUBLICATIONS
ARTÍCULOS PUBLICADOS EN NANOMEDICINA EN EL SIGLO XXI WOK (28–enero-2017)
AÑO
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N A N O N E F R O L O G Í A
ARTÍCULOS PUBLICADOS EN NANOMEDICINA EN EL SIGLO XXI WOK (28–enero-2017)
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NANONEPHROLOGY 3 ARTICLES
El término “Nanonephrology” todavía no está consolidado. AÑO
Nº
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PREÁMBULO
INTRODUCCIÓN
REFLEXIONES FINALES
NANONEFROLOGÍA
GENERALIDADES
NANODIAGNÓSTICOS
RENALES
NANOTERAPIAS RENALES NANOREGENERACIÓN DE CÉLULAS RENALES
NANONEFROLOGIA: ¿ utopía o realidad?
Í N D I C E
NANOTECNOLOGÍA NANOMEDICINA
N A N O N E F R O L O G I A
NANODIAGNÓSTICO RENAL
MICROCHIPS TRANSPARENTES CON BASE NANOTECNOLOGICA PARA ESTUDIAR ENFERMEDADES RENALES
NANOPARTÍCULAS COMO BIOMARCADORES (SIMPLES O MÚLTIPLES) NANO-ANTICUERPOS COMO MARCADORES BIOMARCADORES PARA ANÁLISIS DE IMÁGENES OTRAS
POSIBILIDADES
41
N A N O N E F R O L O G Í A
NANODIAGNÓTICO RENAL
D. INGBER Harvard University
Los chips emulan el metabolismo de las células humanas y pueden ser visualizados con gran
precisión por microscopía de fluorescencia en tiempo real.
Soporte nanotecnológico micrométrico para retener células de órganos humanos.
Objetivos: Estudio de infecciones, estudios de toxicidad, reducir costes, acelerar la
producción de medicamentos y eliminar la experimentación en animales y seres humanos.
ORGANS-ON-CHIP
MICROTECNOLOGÍA NANOTECNOLOGÍA
htt
p:/
/on
e.e
lmu
nd
o.e
s/re
pro
du
cir-
org
ano
s-h
um
ano
s-e
n-u
n-c
hip
-par
a-e
stu
dia
r-e
nfe
rme
dad
es/
REPRODUCIR UN RIÑÓN EN UN CHIP PARA ESTUDIAR ENFERMEDADES
42
N A N O N E F R O L O G Í A
NANODIAGNÓTICO RENAL
MARCADORES MÚLTIPLES PARA EL DIAGNÓSTICO PRECOZ
DEL FRACASO RENAL AGUDO (AKI: Acute Kidney Injury)
DETECCIÓN MÚLTIPLE BASADA EN MICROFLUÍDICA Y NANOTECNOLOGÍA
Y TRATAMIENTO QUIMIOMÉTRICO DE LOS DATOS
DIAGNÓSTICO
FIABLE
«Biomarkers of Acute Kidney Injury» V.S. Vaidya et al. Annu. Rev. Pharm. Toxicol. 2010, 48:463-493
43
N A N O N E F R O L O G Í A
NANODIAGNÓTICO RENAL
NANOANTICUERPO COMO MARCADOR ÚNICO
PARA EL DIAGNÓSTICO PRECOZ DEL FALLO RENAL AGUDO
MARCADOR PRECOZ EN ORINA
NANOREACTIVO
DETECCIÓN
PROCEDIMIENTO FAVORABLE
«Label-free photoelectrochemical immunosensor for neutrophil gelatinase-associated lipocalin Based on the use of nanobodies». H. Li et al. Anal. Chem., 2015, 87, 2007-2015
LIPOCAINA ASOCIADA A UNA NEUTROFIL-GELATINASA
INMUNOSENSOR BASADO EN UN NANO-ANTICUERPO (extraído de un camello) INMOVILIZADO EN UN ELECTRODO DE ÓXIDO DE TITANIO
ESPECTROELECTROQUÍMICA
- SIMPLE - SENSIBLE (LOD = 6 pg/mL) - SELECTIVO (respecto a otras macromoléculas en orina) - PRECISO (inter e intra-ensayos)
44
N A N O N E F R O L O G Í A
NANODIAGNÓTICO RENAL
MEDICIÓN CUANTITATIVA DE PARÁMETROS MORFOLÓGICOS
DE GLOMÉRULOS RENALES
TÉCNICA INSTRUMENTAL
MARCADOR NANOTECNOLÓGICO
OBJETIVOS
VENTAJAS
IMÁGENES POR RESONANCIA MAGNÉTICA (MRI-3D), aplicada directamente a pacientes
• NANOFERRITINA QUE ENLAZA CON LA MEMBRANA
GLOMERULAR (inyección intravenosa a pacientes) • NO TÓXICA • MEJORES RESULTADOS QUE CON GADOLINIO
MEDIR EL NÚMERO Y TAMAÑO DE NEFRONES (glomérulos), EL VOLUMEN RENAL Y LA VELOCIDAD DE FILTRACIÓN PARA …
DEFINIR LOS FACTORES QUE CONTRIBUYEN A LA ENFERMEDAD CRÓNICA RENAL (CKD).
RAPIDEZ SENCILLEZ ESTUDIO DIRECTO DEL ÓRGANO INTACTO FIABILIDAD DE LOS RESULTADOS
45
PREÁMBULO
INTRODUCCIÓN
REFLEXIONES FINALES
NANONEFROLOGÍA
GENERALIDADES
NANODIAGNÓSTICOS RENALES
NANOTERAPIAS RENALES
NANOREGENERACIÓN DE CÉLULAS RENALES
NANONEFROLOGIA: ¿ utopía o realidad?
Í N D I C E
NANOTECNOLOGÍA NANOMEDICINA
47
N A N O N E F R O L O G Í A
N A N O N E F R O L O G Í A
NANOFÁRMACOS PARA ENFERMEDADES RENALES
NANOMEDICAMENTOS QUE EVITAN
LA NEFROTOXICIDAD
1
NANOMEDICAMENTOS PARA COMBATIR LOS DAÑOS
RENALES: - Inflamacion - Fibrosis - Muerte celular
2
LIBERACIÓN NANOTECNOLÓGICAMENTE
CONTROLADA DE FÁRMACOS
3
PREVENCIÓN
TERAPIA
TERAPIA
Algunos autores consideran los agentes de contraste (diagnósticos de imágenes) como nanomedicinas.
48
N A N O N E F R O L O G Í A
NANOFÁRMACOS PARA ENFERMEDADES RENALES
NANOMEDICAMENTOS QUE EVITAN LA NEFROTOXICIDAD 1
FUNDAMENTO: Nanodroga que no se destruye en la digestión y se transporta directamente a los pulmones, hígado y bazo, donde se acumula. Evita así la toxicidad renal.
DROGA: Amphotericin B encapsulada en nanopartículas recubiertas de biomoléculas específicas para los órganos diana.
Nefrotóxica, si es suministrada directamente.
SUMINISTRO: Vía oral.
EMPLEO: Tratamiento de infecciones fúngicas y leishmaniasis.
CON EL SUMINISTRO DIRECTO DE LA DROGA SIN NANOENCAPSULAR SE PROVOCA LA NEFROTOXICIDAD
«Oral particle uptake and organ targeting drives the activity of amphohericin B nanoparticles». D.R. Serrano et al. Mol. Pharmaceutics, 2015, 12, 420-431.
49
N A N O N E F R O L O G Í A
NANOFÁRMACOS PARA ENFERMEDADES RENALES
NANOMEDICAMENTOS PARA COMBATIR LOS DAÑOS RENALES: Inflamaciones, fibrosis, mortalidad celular
2
NECESIDAD NO CUBIERTA PLENAMENTE
SE HAN ESTUDIADO ÚLTIMAMENTE MUCHAS DROGAS, PERO SU EFICIENCIA ES REDUCIDA
SON NECESARIOS NUEVOS FÁRMACOS CON BASE NANOTECNOLÓGICA Liberación controlada
Diana: riñón
EJEMPLO: Agentes terapéuticos con base polimérica-nanotecnológica (hidrofílicos) que faciliten el transporte al interior de las células renales. Nanofármacos: Anti-apoptóticos Anti-inflamatorios
«DESIGNING DRUGS THAT COMBAT KIDNEY DAMAGE». A.M. Ramos et al., Expert Opin. Drug Discov., 2015, 10, 1-16
- Glomerular targeting - Tubular targeting
«NANOMEDICINES FOR KIDNEY DISEASES». R.M. Williams et al., Kidney International, 2016, in press 50
N A N O N E F R O L O G Í A
NANOFÁRMACOS PARA ENFERMEDADES RENALES
LIBERACIÓN NANOTECNOLÓGICAMENTE CONTROLADA DE FÁRMACOS
3
«Poly(ethylene glycol) in Drug Delivery: Pros and Cons as Well as Potential Alternatives». K. Knop et al. Angewandte Chemie Int. Ed., 2010, 49, 6288-6308
NANOCÁPSULAS DE POLIENTILENGLICOL (PEG) PARA LA LIBERACIÓN CONTROLADA DE FÁRMACOS RENALES
Amplia experiencia Baratas Aprobadas por la FDA Circulación sanguínea prolongada Gran permeabilidad Elevada retención en órgano
Hipersensibilidad Toxicidad y productos de
degradación Degradación bajo estrés No biodegradabilidad
51
N A N O N E F R O L O G Í A
NANOTERAPIAS DE REEMPLAZO RENAL (RRT: Renal Reemplacement Therapies)
DESARROLLO DE UN
RIÑÓN ARTIFICIAL
FIABLE A
NANOESCALA
NANOTECNOLOGÍA
REALIDAD EN 1-2 DÉCADAS
TRANSPLANTE
CAMBIOS
SERVICIO DE NEFROLOGÍA 52
N A N O N E F R O L O G Í A
NANOTERAPIAS DE REEMPLAZO RENAL
NANOFILTRO DE NEFRONAS PARA HUMANOS
(HNF: Human Nephron Filter)
- PORTÁTILES?
- IMPLANTABLES? ¿RIÑONES ARTIFICIALES
Basado en una membrana de sílice nanoporosa.
No esta involucrado el «dializado» en contracorriente con la sangre.
La velocidad de filtración es doble que la de la hemodiálisis ordinaria.
Aplicable a pacientes en fase de insuficiencia renal crónica.
Éxito en ensayos clínicos en animales.
Ensayos en humanos previstos para 2017.
100% de pacientes sometidos a diálisis en el Vanderbeilt Medical Center se han ofrecido como voluntarios.
53
N A N O N E F R O L O G Í A
NANOTERAPIAS DE REEMPLAZO RENAL
NANOFILTRO DE NEFRONAS PARA HUMANOS
(HNF: Human Nephron Filter)
Nanofiltro mostrado por el Dr. Fissell Venderbeilt Medical Center (USA)
SEM de una membrana de sílice nanoporosa
Prototipo de riñón artificial
54
PREÁMBULO
INTRODUCCIÓN
REFLEXIONES FINALES
NANONEFROLOGÍA
GENERALIDADES NANODIAGNÓSTICOS RENALES NANOTERAPIAS RENALES
NANOREGENERACIÓN DE
CÉLULAS RENALES
NANONEFROLOGIA: ¿ utopía o realidad?
Í N D I C E
NANOTECNOLOGÍA NANOMEDICINA
N A N O N E F R O L O G Í A
NANOREGENERACIÓN CELULAR
REGENERACIÓN TISULAR
NANOMATERIALES COMO SOPORTES (Scaffolds) DE LA PROLIFERACIÓN CELULAR
MIMETIZAN LA MATRIZ NATIVA EXTRACELULAR
PROMUEVEN LA ADHESIÓN DE CÉLULAS Y SU PROLIFERACIÓN
MEJORAN LAS PROPIEDADES DE LOS SOPORTES MICROESTRUCTURADOS CONVENCIONALES: - Citocompatibles - Magnéticas - Mecánicas - Catalíticas - Eléctricas - Ópticas
SEGUIMIENTO POR MICROSCOPÍA DE FLUORESCENCIA DE LA PROLIFERACIÓN
DE CÉLULAS ENDOTELIALES EN UN SOPORTE DE TITANIO CONVENCIONAL Y
OTRO NANOESTRUCTURADO
56
N A N O N E F R O L O G Í A
NANOREGENERACIÓN CON CÉLULAS MADRE
NANOTECNOLOGÍA CÉLULAS MADRE
STEM CELL NANOTECHNOLOGY
Nanopartículas magnéticas para el aislamiento de la
células madre (ej. Mn/Fe3O4)
Nanopartículas para el seguimiento y análisis de imágenes de las células
madre (ej. quantum dots)
Nanopartículas en los sistemas de introducción de genes en las células madre
(ej. MWCTNs derivatizados)
Nanotubos de carbono en la proliferación y diferenciación
de células madre
Nanoestructuras en la ingeniería tisular 57
N A N O N E F R O L O G Í A
NANOREGENERACIÓN CON CÉLULAS MADRE
PLATAFORMA NANOTECNOLÓGICA PARA EL CRECIMIENTO Y PROLIFERACIÓN DE CÉLULAS MADRE Y CÉLULAS MESENQUIMABLES
A) B)
C) D)
A)
B)
C)
D)
Dispersión de un disolvente ODT no polar dejando áreas de oro sin cubrir.
PORTAOBJETOS CON UNA CAPA DE ORO LIMPIA
Adsorción de CNTs sobre la superficie de oro.
Pasivación de toda la superficie con ODT.
Retención y crecimiento de las células madre en las zonas con CNTs.
ODT: 1-octadecanetiol (no
polar) 58
N A N O N E F R O L O G Í A
NANOREGENERACIÓN DE CÉLULAS RENALES
ESTRATEGIAS
TERAPIAS BASADAS
EN CÉLULAS MADRE
SOPORTES QUE TRATAN
DE MIMETIZAR TEJIDO RENAL
RIÑONES BIOARTIFICIALES
NANO- TECNOLOGÍA
BIO-
TECNOLOGÍA
Is nanoregenerative medicine a new hope for kidney reemplacement? M. Nowacki et al. J. Artif. Organs (2014) 17:123-134
NANO- TECNOLOGÍA
BIO-
TECNOLOGÍA
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PREÁMBULO
INTRODUCCIÓN
REFLEXIONES FINALES
NANONEFROLOGÍA
GENERALIDADES
NANODIAGNÓSTICOS RENALES
NANOTERAPIAS RENALES
NANOREGENERACIÓN DE CÉLULAS RENALES
NANONEFROLOGIA: ¿ utopía o realidad?
Í N D I C E
NANOTECNOLOGÍA NANOMEDICINA
REFLEXIONES FINALES
UN RETO
UNA OPORTUNIDAD
61
WHY MOST CLINICAL RESEARCH IS NOT USEFUL? John P. A. Ioannidis (University of Harvard) PLoS Med., 13(6), June 21, 2016. Doi: 10,1371/journal.pmed.1002049
La investigación en Medicina Clínica debe orientarse a prevenir y curar enfermedades.
Con frecuencia, los artículos no tienen objetivos bien marcados, un diseño justificado y los procedimientos son poco transparentes.
Deben erradicarse las causas económicas y profesionales de que muchos artículos en revistas clínicas sean inútiles.
Una de las causas: EVALUACIÓN INCORRECTA DE LA INVESTIGACIÓN CLÍNICA
- Nº artículos - Factor de impacto - Índice h - Etc.
ANÁLISIS CUANTITATIVO
EVALUACIÓN MIXTA
(peer review)
DATOS CUANTITATIVOS
EVALUACIÓN CUALITATIVA: - Innovación - Novedad - Impacto
REFLEXIONES FINALES
63
REFLEXIONES FINALES
SUEÑO
MERCADO
LA I+D+T EN NANONEFROLOGÍA
REFLEXIONES FINALES
ESPECÍFICAMENTE, EL IMPACTO DE LA NANOTECNOLOGÍA SOBRE LA NEFROLOGÍA SE PREVÉ MUY RELEVANTE.
NANOTECNOLOGÍA NEFROLOGÍA
GRANDES CAMBIOS SE VISLUMBRAN EN UN HORIZONTE CERCANO
PREVENCIÓN EFICIENTE DE
ENFERMEDADES RENALES EMPLEO DE
NANOFÁRMACOS RENALES
MÁS EFICIENTES
ELIMINACIÓN PROGRESIVA DE: - Diálisis - Trasplante
REFORMA DE LOS SERVICIOS DE NEFROLOGÍA
Nuevas
funciones 64
REFLEXIONES FINALES
RESPONSABILIDAD
SOCIAL
DE LA
NANONEFROLOGÍA
RENDICIÓN
DE CUENTAS
TRANSPARENCIA
PREVALENCIA DE
LOS INTERESES DE
LOS ENFERMOS A LA
DE LOS MEDICOS,
HOSPITALES,
GOBIERNOS,
MULTINACIONALES,
etc.
ÉTICA
CUMPLIMIENTO
DE LA
LEGISLACIÓN
VIGENTE
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GRACIAS POR SU ATENCIÓN