Nanomateriales para investigar el párkinson o “escuchar” a bacterias

Nanomateriales para investigar el párkinson o “escuchar” a bacterias responsables de infecciones

Luis Liz-MarzánEl equipo del investigador Luis Liz Marzán, Premio Fundación Lilly de Investigación Biomédica Preclínica 2021, estudia nuevos nanomateriales para la detección de la formación de fibras amiloides, responsables de muchas enfermedades neurodegenerativas como el párkinson.

«Se desconoce cómo, dónde y cuándo se forman en las etapas iniciales», señala Liz Marzán. A pesar de que ya se ha identificado de forma clara que las señales «plasmónicas» son diferentes en muestras de cerebros de personas con párkinson en comparación a las de cerebros sanos, «primero es necesario entender los materiales, saber cómo llegar a fabricarlos con las propiedades adecuadas para que puedan permitir el diagnóstico de una forma fiable y luego hacer estudios con muestras in vitro y, posteriormente, in vivo».

El científico y su equipo también han investigado sobre la detección ultrasensible asistida por nanomateriales plasmónicos aplicada al estudio no invasivo de la comunicación en colonias bacterianas, es decir, a partir del desarrollo de la fabricación controlada de materiales nanoplasmónicos, ha diseñado un sistema para «escuchar» a las bacterias, ya que estos materiales permiten detectar la presencia de moléculas en cantidades extremadamente pequeñas.

nanomateriales para detectar infecciones

Tal y como explica, «gracias a esta técnica se ha podido detectar la presencia de moléculas implicadas en la comunicación entre bacterias, sin alterar su comportamiento, hacer mapas de localización e incluso leer cómo afecta al comportamiento de otras bacterias en presencia de las estudiadas inicialmente». La relevancia de estas investigaciones, que siguen en marcha, radica en su potencial aplicación, por ejemplo, «a través de implantes de muy pequeño tamaño y biocompatibles que permitan realizar un seguimiento de lesiones tras una cirugía y detectar la posible aparición de infección, ya que, como se ha demostrado en laboratorio, la detección de la comunicación bacteriana se puede realizar incluso a través de la piel de un ratón. Otras aplicaciones más sencillas podrían referirse al control de calidad en hospitales, donde siempre existe peligro de proliferación de bacterias y de epidemia de contagio bacteriano», concreta.

«El objetivo de mis investigaciones es poder dar solución desde la química y la nanociencia a problemas biomédicos complejos que, si se logran solucionar, puedan suponer un gran beneficio social», afirma Liz Marzán. Y es que, según asegura él mismo, «el mejor científico no es el que encuentra la mejor respuesta, sino el que hace la mejor pregunta, y eso es lo que hemos intentado hacer siempre con todas las personas que pasan por el grupo de investigación, hacer las preguntas más interesantes y llegar hasta esa frontera de conocimiento que es lo que define la investigación de vanguardia».

Nanomateriales. Liz Marzán, Premio Fundación Lilly de Investigación Biomédica Preclínica 2021

interacción con sistemas biológicos

El profesor Liz Marzán, director científico del Centro de Investigación Cooperativa en Biomateriales – CIC biomaGUNE y profesor de Ikerbasque, ha centrado sus líneas de investigación en el diseño de nanomateriales, «donde el tamaño, que se mide en una escala de millonésimas de milímetro, importa mucho ya que determina las propiedades de estos materiales, que pueden tener aplicaciones muy interesantes», señala. De forma general, explica que su objetivo es entender cómo funcionan nanomateriales como el oro o la plata, para manipular su interacción con sistemas biológicos y buscar aplicaciones concretas en los problemas más importantes que requieren solución en el área médica, e identificando los biomarcadores que interesa más detectar.

En esta línea, otra investigación que se está llevando a cabo en su laboratorio de Bionanoplasmónica consiste en la creación de una «especie de andamios que mediante la implementación de nanosensores permiten observar de forma no invasiva cómo varían los tumores cuando se aplican estímulos externos. Podemos medir variaciones en el metabolismo de los tumores a través de nuestros sensores, y podemos, por ejemplo, mediante la aplicación de un fármaco observar cómo afecta a la velocidad de la muerte celular o a la selectividad de las células cancerígenas frente a células sanas».

La incorporación de nanosensores en modelos tumorales 3D supone un gran avance en el campo de la oncología ya que permite conocer sus comportamientos, identificar biomarcadores y poder entender mejor cómo diseñar terapias frente al cáncer. A medio plazo, estas investigaciones en fase preclínica podrían permitir realizar observaciones sobre el tipo de tumor de cada paciente y poder afinar en su tratamiento.

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