Nanopartículas bi-magnéticas con aplicación en biomedicina

Abstract

Trabajo Fin de Máster en Biotecnología Avanzada. Tutora: María Luisa García Martín ; Co-Tutor: José Becerra Ratia. Hoy en día, una de las herramientas fundamentiales de diagnóstico clínico son las técnicas de imagen médica, entre las que destaca imagen por resonancia magnética nuclear (MRl), por su gran versatilidad, por la variedad de información que proporciona y, sobre todo, por tratarse de una técnica no ionizante. En algunos casos es fundamental e! uso de agentes de contraste (AC) para aumentar la especificidad diagnóstica. Hasta el momento, los agentes de contraste disponibles para uso clínico son en su mayoría complexonas Gd. Sin embargo, estos compuestos presentan algunas limitaciones, como por ejemplo su toxicidad en pacientes con insuficiencia renal. De hecho, a mediados de este año 2017 la Agencia Europea del Medicamento retiró todos los agentes de contraste basados en Gd que utilizaban como complejantes compuestos lineales, dejando sólo para uso clínico los macrocíclicos, por su mayor estabilidad. Por ello, cada vez se hace más evidente la necesidad de desarrollar una nueva generación de ACs para MRI con propiedades mejoradas. En este trabajo se han estudiado nanopartículas bi-magnéticas, "core-shell", como una nueva alternativa para eldesanollo de agentes de contraste para MRl. Para ello se sintetizaron diferentes nanopartículas y se realizó la caracterización fisico-química de las mismas tras Ia funcionalización con PEG-Gallol mediante intercambio de ligando. Después se midieron sus relajatividades de T1 y T2 a bajo (1.5 T) y alto campo (9.4 T), se realizaron estudios de citotoxicidad, de biodistribución en modelos murinos, y por último se evaluaron los posibles efectos secundarios mediante estudios histológicos.

Nowadays, one of the fundamental tools in clinical diagnosis are medical imaging techniques, among which nuclear magnetic resonance (MRl) image stands out for its great versatility, the variety of information it provides and, above all, its non-ionizing nature. ln some cases, the use of contrast agent (CA) is essential to increase the diagnostic specificity. Up to now, the contrast agents available for clinical use are mostly Gd chelates. However, these compounds have certain limitations, such as their toxicity in patients with renal insufficiency. ln fact, towards the middle of this year 2017, the European Medicines Agency withdrew all Gd-based contrast agents that use linear chelates, keeping for clinical use only those that use macrocyclic chelates, due to their greater stability. Therefore, is becoming increasingly evident that there is a need for the development of a new generation of ACs for MRI with improved properties. A very promising option are the magnetic nanoparticles, which exhibit great potential both as MR! contrast agents and as vehicles for control drug release. ln this work, bi-magnetic nanoparticles ("core-shell") have been studied as a new alterative for the development of MRI contrast agents. Thus, different nanoparticles were synthesized and characterized physico-chemically after its functionalization with PEGGallol by ligand exchange. Then T1 and T2 relaxivities were measured at low (1.5 T) and high (9.4 T) magnetic fields, citotoxicity and in vivo biodistribution studies were canied out, and finally possible side effects were evaluated by histological studies.