Universitat Rovira i Virgili

El Instituto Pere Mata y el ICIQ experimentan con nanopartículas para diagnosticar enfermedades neuropsiquiátricas

Martes, 8 de julio de 2014

Las nanopartículas Quantum Dotes (QDs) abren posibilidades nunca exploradas hasta ahora en el diagnóstico de enfermedades mentales. Los primeros trabajos de investigación en pruebas de laboratorio han sido un éxito.

El Instituto Pere Mata y el Instituto Catalán de Investigación Química (ICIQ) han establecido una colaboración científica con el uso de nanopartículas semiconductoras que tiene por objetivo facilitar el diagnóstico de enfermedades mentales y que en el futuro puedan servir, incluso, para ofrecer tratamientos específicos y personalizados. En una primera fase, los trabajos de investigación se centran en pruebas de laboratorio con Quantum Dotes (QDs), unas nanopartículas semiconductoras con propiedades ópticas y eléctricas de un tamaño mil veces más pequeño que el diámetro de un cabello (un cabello tiene una anchura de 75000 nanómetros).

"Los QDs tienen propiedades fotónicas únicas y diferentes de los colorantes orgánicos habituales que permiten medidas ópticas muy sensibles, útiles para detectar moléculas como la determinación de proteínas y otras moléculas biológicas relevantes en enfermedades humanas como Alzheimer, la esquizofrenia, etc.", afirma el profesor Emilio Palomares, del ICIQ. El reto de este estudio es hacer llegar estas nanopartículas a través de la sangre al cerebro de forma que permitan visualizar qué partes del cerebro podrían estar afectadas y en qué medida, y facilitar el diagnóstico de las enfermedades neuropsiquiátricas.

Los primeros experimentos de laboratorio con tejidos afectados por esquizofrenia se han llevado a cabo para una proteína llamada DDR1. Esta proteína participa en la fabricación de la mielina (la sustancia blanca del cerebro) y tiene un papel muy importante en determinadas enfermedades mentales como la esquizofrenia, según indica la Dra. Elisabet Vilella. Los experimentos iniciales con QDs y proteína DDR1 han sido un éxito y demuestran el potencial de estos nanomateriales.

Además de sus características ópticas y eléctricas, los QDs tienen la particularidad que se le pueden añadir elementos portadores de las sustancias de diagnóstico y, en el futuro, también podrían incorporar la medicación específica para tratar la enfermedad diagnosticada (seria el teragnosis = diagnóstico + tratamiento).

La principal dificultad y reto de los investigadores del Instituto Pere Mata y del ICIQ es como superar la barrera hematoencefálica que protege el cerebro y que impide que muchas sustancias lleguen al cerebro a través de la sangre, sin que todavía se conozca totalmente porque unas sustancias pueden pasar y otros no. Cómo indica el profesor Palomares, "la química como herramienta fundamental en ciencia puede resolver estos retos como ha hecho antes, por ejemplo, con tratamiento de determinados tipo de cáncer o del SIDA".

Por la inexistencia de marcadores biológicos que permitan diagnosticar enfermedades mentales como la esquizofrenia, el trastorno bipolar u otros de degenerativas como la esclerosis múltiple, las posibilidades que ofrecen los QDs abren nuevas posibilidades de adelanto en las técnicas de diagnóstico que nunca antes han sido exploradas.

Además del trabajo con nanopartículas, la innovación de este trabajo de investigación viene por la colaboración de dos grupos de investigación de campos tan diferentes como el de Grupo de Genética y ambiente en la psicosis, dirigido por la Dra. Elisabet Vilella del Instituto Pere Mata, en el ámbito de la salud, y el grupo del profesor Emilio Palomares, del ICIQ, en el ámbito de la química para resolver problemas que afectan día a día a nuestra sociedad, como por ejemplo la energía y la salud.

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Visualización con microscopio de fluorescencia de la proteína DDR1 en células humanas productoras de mielina. La proteína DDR1 se detecta con quatum dotes que emiten fluorescencia de color rojo. El núcleo se visualiza con un colorante fluorescente.

Investigadores e investigadoras del Grupo de investigación de genética y ambiente en las psicosis del Instituto Pere Mata que participan en este trabajo con nanopartículas.