Texto: Jaime Fernández, Fotografía: Jesús de Miguel - 27 feb 2023 11:44 CET

Explica Jorge Rubio Retama que en el infrarrojo es donde los tejidos empiezan a verse más transparentes, de tal manera que utilizar los materiales que ellos están desarrollando “permitirá aumentar la precisión del diagnóstico, puesto que la capacidad de penetración aumenta y eso da más resolución, permite ver mucho más campo en profundidad”.

Dentro de esa línea de trabajo, en colaboración con investigadores de la Universidad Autónoma de Madrid, han publicado en Nature Communications un artículo sobre el desarrollo de unas nanopartículas utilizando “un método supernovedoso que permite obtener un agente de contraste con unas propiedades ópticas increíbles, las mejores a nivel mundial”.

Otra parte muy importante de su investigación está enfocada a “cambiar las propiedades químicas de esas nanopartículas para que interaccionen dentro del organismo con las partes que interese ver, ya sea en un tejido infartado o en uno que está desarrollando un tumor, o incluso intentar introducirlas dentro de una célula, en su núcleo o en la mitocondria, para poder ver qué procesos se están desarrollando dentro de sus estructuras, aunque eso es mucho más complejo”. De acuerdo con Rubio Retama, de momento “sólo el 1% de las nanopartículas que se inyectan, aunque estén funcionalizadas llegan al tejido diana, la mayor parte son eliminadas por el hígado, y ese es un hándicap contra el que luchar implementando mucho el contraste y utilizando diferentes técnicas químicas”.

La menor toxicidad posible

Uno de los retos a los que se enfrentan los investigadores es conseguir que todo lo que se utilice en un organismo vivo, de momento en modelos animales, sea lo más benigno posible, y por eso “se intenta utilizar nanopartículas hechas con los iones menos tóxicos”. Según el investigador complutense, en su trabajo se han podido quitar iones derivados de metales pesados, y mientras otros grupos utilizan plomo, cadmio o mercurio en la UCM “se han conseguido hacer unas nanopartículas tan buenas o mejores que esas, pero sin esos metales pesados, como son las de sulfuro de plata (Ag2S), que tienen una toxicidad bastante baja. Estas son las que están utilizando en estudios en colaboración con otros grupos, de la UAM, y “son las mejores que hay ahora mismo para aplicaciones in vivo, precisamente por su baja toxicidad y por sus propiedades de emisión”.

Entre las características de las nanopartículas de Ag2S están que “emiten fundamentalmente donde los tejidos son más transparentes y además son de un tamaño muy pequeño y se pueden funcionalizar fácilmente, poniéndoles péptidos o anticuerpos para que vayan al objetivo deseado”. Insiste el profesor en que de momento se han utilizado en modelo animal, porque pasar a clínica es muy complejo, aunque el grupo UCM tiene un proyecto, que “si todo sale bien, es posible que pase los filtros y pueda llegar a la clínica”.

Multidisciplinariedad

El grupo UCM está constituido por un catedrático, un profesor titular, que es el propio Jorge Rubio, un profesor contratado doctor, dos profesores ayudantes y un contratado atracción de talento. A ellos seis se les unen siete estudiantes de doctorado, a los que se juntan algunos postdocs flotantes, que van y vienen por los laboratorios del Departamento de Química en Ciencias Farmacéuticas de la Facultad de Farmacia, “haciendo química, caracterización, aplicaciones bio, cultivos de células…”. Trabajan además con otros grupos de la Comunidad de Madrid, del CNIO, del CNIC, del Gregorio Marañón, de la UAM, viendo las posibles aplicaciones que tienen estos agentes de contraste, cada uno desde una especialización muy concreta.

En la UAM, por ejemplo, son expertos en la caracterización espectroscópica y en aplicaciones de nanotermometría con estas partículas, así que “son los encargados de inyectar las nanopartículas en animales y ver qué tal emiten, qué tal es la luz y qué propiedades tienen una vez que se ha metido dentro del cuerpo”. Los del CNIO, como es lógico, tienen mucha experiencia en modelos animales con tumores, y los del CNIC, con animales con problemas circulatorios.

Rubio Retama destaca que la ciencia que hacen es multidisciplinar, incluso dentro del Departamento, donde hay “farmacéuticos, que son la interfase entre la química, la medicina y la biología; químicos, tanto de química orgánica como inorgánica, y físicos, que diseñan instrumentos”, porque los materiales son a veces tan novedosos que no existen instrumentos con los que se puedan estudiar, así que se los tienen que construir ellos mismos. Los físicos se encargan además de diseñar modelos teóricos que expliquen por qué ocurre lo que está ocurriendo dentro del material.

Por supuesto, utilizan también los CAI de la UCM como el Centro Nacional de Microscopía Electrónica, que es “quizás uno de los mejores que hay en España y en Europa”. Hoy en día, “un grupo sería incapaz de hacer la investigación que se hace aquí si no tuviera el apoyo de los CAI, que son una herramienta fundamental”.

Química verde

Ahora mismo tienen en marcha un proyecto de la Comunidad de Madrid, en el que colaboran como grupo de preparación de la mayoría de los materiales que se prueban en una red de imagen molecular; otros proyectos del Plan Nacional; de la Fundación BBVA y también uno de transición ecológica, desarrollando agentes de contraste que utilicen moléculas sintetizadas con química verde.

Reconoce Rubio Retama que la química verde complica su trabajo, pero al mismo tiempo considera que es necesaria, porque los solventes y los medios clásicos de reacción se pueden sustituir con alternativas que den los mismos resultados, pero que lleven compuestos que no sean tóxicos para el medio ambiente y cuyos residuos se puedan manejar fácilmente. “Se puede hacer, y hay que hacerlo, porque si no nos cargamos el planeta”, concluye el complutense.