Connect with us

Publicado

on

Proyecto NAMs4NANO: Detalles técnicos y avances

El proyecto NAMs4NANO, financiado por la Autoridad Europea de Seguridad Alimentaria (EFSA), se centra en el desarrollo y validación de Nuevas Metodologías de Evaluación (NAMs) para evaluar los riesgos toxicológicos y ecotoxicológicos de nanomateriales en la cadena alimentaria y de piensos (alimentos para animales). Los nanomateriales, definidos como materiales con al menos una dimensión entre 1 y 100 nm, presentan desafíos específicos debido a sus propiedades fisicoquímicas únicas, como alta área superficial, reactividad química, y comportamiento dependiente del tamaño, forma y recubrimiento superficial. NAMs4NANO busca implementar métodos alternativos no basados en animales, alineados con el principio 3R (Reemplazo, Reducción, Refinamiento), utilizando enfoques in vitro, in silico, in chemico y ex vivo.

Objetivos técnicos específicos

  1. Desarrollo de NAMs:
    • Caracterización fisicoquímica: Métodos para determinar propiedades como tamaño, forma, carga superficial (potencial zeta), estado de agregación/aglomeración, solubilidad y estabilidad en biofluidos (p. ej., jugos gástricos simulados). Técnicas incluyen dispersión dinámica de luz (DLS), microscopía electrónica de transmisión (TEM) y espectroscopia Raman mejorada por superficie (SERS).
    • Absorción y biodisponibilidad: Modelos in vitro de barreras biológicas (p. ej., monocapas celulares de Caco-2 para absorción intestinal) para evaluar el transporte de nanomateriales a través de la mucosa gastrointestinal.
    • Toxicidad: Ensayos para genotoxicidad (p. ej., ensayo de micronúcleos in vitro, test de Ames modificado), citotoxicidad (ensayos MTT o AlamarBlue), estrés oxidativo (medición de especies reactivas de oxígeno, ROS), y potencial inflamatorio (liberación de citoquinas como IL-6 o TNF-α).
    • Interacciones con biomoléculas: Métodos in chemico para estudiar la formación del corona de proteínas en nanomateriales, que afecta su comportamiento biológico.
    • Modelos in silico: Desarrollo de modelos de relación cuantitativa estructura-actividad (QSAR) y simulaciones de dinámica molecular para predecir toxicidad basándose en propiedades fisicoquímicas.
  2. Sistema de cualificación:
    • Propuesta de un marco para validar NAMs según criterios de fiabilidad (reproducibilidad intra- e interlaboratorio) y relevancia (concordancia con efectos biológicos relevantes para humanos). Esto incluye:
      • Procedimientos Operativos Estándar (SOPs): Protocolos detallados para ensayos específicos, como los métodos OECD TG 431 (corrosión cutánea in vitro) adaptados para nanomateriales.
      • Puntos de referencia: Uso de nanomateriales de referencia (p. ej., dióxido de titanio o sílice) para estandarizar resultados.
      • Validación regulatoria: Alineación con los requisitos de la EFSA y la OCDE para aceptación en evaluaciones de seguridad.
  3. Actualización de guías:
    • Revisión de la guía de la EFSA de 2021 sobre evaluación de riesgos de nanomateriales, integrando NAMs para abordar lagunas en la evaluación de exposición oral, persistencia en tejidos y efectos a largo plazo.
  4. Estudios de caso:
    • Análisis de nanomateriales específicos (p. ej., nanoóxidos metálicos, nanoplásticos) para evaluar su comportamiento en matrices alimentarias (p. ej., alimentos procesados, envases).
    • Estudios transversales para correlacionar datos in vitro/in silico con datos in vivo históricos, asegurando la predictividad de los NAMs.

Avances técnicos recientes

  • Informes de septiembre de 2024:
    1. Revisión de NAMs (publicado en EFSA, EN-8826):
      • Compilación de métodos in vitro para evaluar disolución en biofluidos (p. ej., usando espectroscopia de absorción atómica para medir iones liberados).
      • Evaluación de genotoxicidad mediante ensayos combinados (micronúcleos + cometa in vitro) para detectar daño en el ADN inducido por nanomateriales.
      • Identificación de modelos celulares avanzados, como co-cultivos 3D de células intestinales y hepáticas, para simular metabolismo y toxicocinética.
      • Revisión de herramientas in silico, incluyendo modelos QSAR para predecir toxicidad basada en tamaño y carga superficial.
    2. Sistema de cualificación provisional (publicado en EFSA, EN-9008):
      • Propuesta de un marco basado en el enfoque de la OCDE para Integrated Approaches to Testing and Assessment (IATA), adaptado para nanomateriales.
      • Criterios de validación incluyen límites de detección (LOD) y cuantificación (LOQ) para ensayos analíticos, y métricas de reproducibilidad (coeficiente de variación <20%).
      • Recomendaciones para estandarizar la preparación de dispersiones de nanomateriales (p. ej., sonicación controlada para evitar aglomeración).
      • contacto (MESE@efsa.europa.eu).
  • Metodologías destacadas:
    • Ensayos in vitro: Uso de líneas celulares humanas (p. ej., HepG2, THP-1) para evaluar inflamación y estrés oxidativo, con validación frente a datos de toxicidad in vivo.
    • Modelos in silico: Desarrollo de algoritmos de machine learning para predecir la toxicidad de nanomateriales basándose en bases de datos como NanoTox o eNanoMapper.
    • Técnicas analíticas avanzadas: Aplicación de espectrometría de masas de plasma acoplado inductivamente (ICP-MS) para rastrear nanomateriales en matrices biológicas.
  • Colaboraciones internacionales:
    • Integración con proyectos de la OCDE (p. ej., guías de prueba para nanomateriales, OECD TG series) y programas de la UE como Horizon Europe.
    • Cooperación con la ECHA y la EMA para armonizar métodos de caracterización y evaluación de riesgos, especialmente para nanomateriales en alimentos y productos farmacéuticos.

Estructura organizativa

  • Lots 1 y 2 (coordinados por BfR, con ISS):
    • Revisión sistemática de NAMs existentes y desarrollo de SOPs para ensayos específicos.
    • Validación de métodos mediante estudios interlaboratorio (ring trials) para garantizar reproducibilidad.
  • Lot 3 (coordinado por ISS):
    • Estudios de caso con nanomateriales modelo (p. ej., dióxido de titanio, sílice amorfa) para evaluar su comportamiento en matrices alimentarias complejas.
    • Desarrollo de IATA para combinar datos de múltiples NAMs (p. ej., in vitro + in silico) en una evaluación integral.

Relevancia técnica

  • Los NAMs abordan la heterogeneidad de los nanomateriales, que dificulta el uso de métodos tradicionales. Por ejemplo, la disolución de nanomateriales en entornos biológicos (p. ej., pH ácido del estómago) puede alterar su toxicidad, lo que requiere ensayos específicos.
  • Los modelos in silico permiten predecir efectos a largo plazo (p. ej., bioacumulación) sin necesidad de pruebas extensas, reduciendo costes y tiempo.
  • La estandarización de NAMs facilita su aceptación regulatoria, crucial para evaluar nanomateriales en productos como aditivos alimentarios (E171), envases inteligentes o recubrimientos antimicrobianos.

Próximos pasos (2025-2029)

  • Validación de NAMs: Estudios adicionales para correlacionar resultados de NAMs con datos in vivo, especialmente para efectos crónicos.
  • Integración regulatoria: Finalización de la guía actualizada de la EFSA, incorporando NAMs validados para evaluar exposición oral, distribución tisular y efectos ecotoxicológicos.
  • Ampliación de estudios de caso: Evaluación de nanomateriales emergentes, como nanoplásticos y nanomateriales orgánicos, en matrices alimentarias complejas.
  • Desarrollo de bases de datos: Creación de repositorios de datos abiertos (similar a eNanoMapper) para compartir resultados de NAMs y modelos predictivos.

Fuentes

Continue Reading
Advertisement
Click to comment

Leave a Reply

Tu dirección de correo electrónico no será publicada. Los campos obligatorios están marcados con *

Nano

Una plataforma nanoscópica tragable logra atravesar el estómago para entregar enzimas terapéuticas

Publicado

on

Investigadores de la Facultad de Medicina Yong Loo Lin de la Universidad Nacional de Singapur (NUS Medicine) desarrollaron una plataforma de administración a escala nanométrica, diseñada para ser tragada y transportar enzimas terapéuticas a través del ambiente ácido del estómago sin que estas pierdan su actividad biológica antes de llegar a su destino en el organismo.

El desafío técnico que resuelve este desarrollo es central para toda la industria de biológicos orales: las enzimas y otras proteínas terapéuticas suelen degradarse rápidamente en el ambiente ácido del estómago, lo que obliga hoy a administrar la enorme mayoría de estos tratamientos mediante inyecciones. Una plataforma nanoscópica capaz de proteger la carga terapéutica durante el tránsito digestivo y liberarla de forma controlada en el punto correcto del tracto gastrointestinal podría abrir la puerta a versiones orales de tratamientos que actualmente requieren inyección.

Para la industria farmacéutica, el impacto potencial es significativo: sustituir una inyección por una cápsula tragable reduce drásticamente la carga de tratamiento para pacientes con enfermedades crónicas que requieren dosis regulares de enzimas, mejora la adherencia terapéutica y simplifica la logística de distribución en sistemas de salud con recursos limitados, donde mantener la cadena de frío para biológicos inyectables resulta costoso y complejo.

De cara al paciente, la promesa de fondo es la de una medicina menos invasiva para condiciones que hoy exigen inyecciones frecuentes, desde deficiencias enzimáticas hereditarias hasta ciertos tratamientos oncológicos y metabólicos. El desarrollo se suma a una ola más amplia de nanomedicina orientada a resolver el problema de la administración de fármacos biológicos, un campo en el que distintos laboratorios vienen compitiendo por lograr que tratamientos hoy inyectables se puedan tomar por boca sin perder eficacia clínica.

Fuentes al pie:
Nanowerk: https://www.nanowerk.com/
Nanotechnology News: https://phys.org/nanotech-news/

Continue Reading

Nano

Microrobots magnéticos guiados por IA logran navegar y liberar fármacos dentro de un tumor de vejiga

Publicado

on

Un equipo de investigación publicó en Nature Nanotechnology el desarrollo de un sistema de microrobots biohíbridos magnéticos, guiados en tiempo real mediante inteligencia artificial y retroalimentación de imágenes, capaces de navegar de forma no invasiva y liberar fármacos de manera controlada en el espacio y el tiempo dentro de un modelo murino de tumor de vejiga.

El sistema combina dos componentes que hasta ahora rara vez se integraban con este nivel de precisión: por un lado, microrobots biohíbridos que pueden ser dirigidos externamente mediante campos magnéticos; por otro, un modelo de aprendizaje profundo que procesa imágenes en tiempo real para ajustar la trayectoria de navegación de los robots dentro del cuerpo, permitiendo una penetración de tejido y una eficacia terapéutica mayores que las logradas con sistemas de liberación pasiva de fármacos.

La relevancia para la industria de la nanomedicina y la robótica médica es doble: por un lado, valida que la combinación de inteligencia artificial y control magnético externo puede resolver uno de los mayores cuellos de botella de los micro y nanorobots terapéuticos, que es la navegación precisa dentro de tejidos vivos sin dañar estructuras sanas circundantes. Por otro, demuestra la viabilidad de un enfoque no invasivo para tratar tumores de vejiga, una indicación donde los tratamientos actuales —instilaciones intravesicales directas— tienen limitaciones conocidas de penetración y distribución homogénea del fármaco.

Aunque el trabajo se realizó en un modelo animal y todavía está lejos de la práctica clínica en humanos, la comunidad de nanomedicina lo señala como una prueba de concepto relevante sobre cómo la convergencia entre inteligencia artificial, magnetismo y nanorrobótica podría redefinir el tratamiento de tumores localizados en los próximos años, reduciendo efectos secundarios sistémicos al concentrar la acción terapéutica exactamente donde se necesita.

Fuentes:
Nature — Nanobiotechnology: https://www.nature.com/subjects/nanobiotechnology
Nature — Nanomedicine: https://www.nature.com/subjects/nanomedicine

Continue Reading

Nano

Investigadores belgas diseñan «nanoblades» de CRISPR para atacar de forma selectiva al VIH

Publicado

on

Un equipo de la Universidad de Gante diseñó partículas similares a virus (VLP, por sus siglas en inglés) decoradas con nanocuerpos dirigidos contra el receptor CD4, capaces de transportar y entregar de forma selectiva la maquinaria CRISPR hacia las células CD4, el tipo celular que el virus de inmunodeficiencia humana (VIH) infecta y utiliza como reservorio principal en el organismo.

La estrategia, conocida informalmente como «nanoblades» de CRISPR, resuelve uno de los problemas más persistentes de la terapia génica contra el VIH: cómo entregar de forma eficiente y segura la maquinaria de edición genética específicamente a las células que albergan el virus, sin afectar al resto de las células del sistema inmune ni depender de vectores virales que puedan generar respuestas inmunes no deseadas o integrarse de forma indeseada en el genoma del paciente.

El interés de la industria por este tipo de sistemas de entrega no virales viene creciendo de forma sostenida, ya que buena parte de las terapias de edición génica en desarrollo dependen todavía de vectores virales adenoasociados (AAV) o de nanopartículas lipídicas que, si bien funcionan bien para dirigirse al hígado, tienen limitaciones claras para alcanzar de forma selectiva otros tipos celulares como los linfocitos T CD4. Un sistema de entrega basado en nanocuerpos específicos abre la puerta a extender la edición genética in vivo a un rango mucho más amplio de enfermedades más allá de las hepáticas.

Para la comunidad científica que investiga una cura funcional para el VIH, el desarrollo se suma a una larga lista de estrategias experimentales que buscan eliminar el reservorio viral latente, uno de los mayores obstáculos para curar la infección de forma definitiva en personas que hoy dependen de tratamiento antirretroviral de por vida. Aunque el trabajo se encuentra en etapas preclínicas, la comunidad de edición génica lo destaca como una prueba de concepto relevante sobre nuevas rutas de entrega dirigida que podrían aplicarse, más adelante, a otras enfermedades infecciosas o hereditarias.

Fuentes al pie:
CRISPR Medicine News: https://crisprmedicinenews.com/news/carbon-newsletter-17-july-2026-your-latest-news-about-crispr-in-agrobio/

Continue Reading

TENDENCIAS