Participantes

El grupo BiiG ‘Biomedical Imaging and Instrumentation group’ (http://www.image.hggm.es) del Instituto de Investigación Sanitaria Gregorio Marañón IISGM se ubica en dicho hospital y en la Universidad Carlos III de Madrid. En el grupo trabajan unos 45 investigadores aproximadamente, así como un número variable de alumnos en prácticas y visitantes de otros centros. La investigación del grupo BiiG se ha orientado fundamentalmente hacia técnicas de imagen médica, tanto en lo que se refiere al desarrollo de nuevas tecnologías y métodos avanzados de reconstrucción y procesamiento como a su aplicación práctica, en las áreas de tomografía por rayos X, imagen nuclear, resonancia magnética y tomografía óptica. El grupo presenta un carácter marcadamente pluridisciplinar y su intensa colaboración con otros hospitales y centros de investigación biomédica facilita una rápida validación de resultados y permite una más fácil transferencia de resultados a la industria.

La dotación de imagen molecular con que cuentan los laboratorios (CT, PET, SPECT, laboratorio de radiofarmacia, tomografía de fluorescencia, resonancia magnética, imagen óptica y microscopio de Haz Laser Plano ­ SPIM) es una de las más completas a escala nacional. También dispone de acceso a las instalaciones comunes de la Unidad de Medicina y Cirugía Experimental del Hospital Gregorio Marañón: laboratorios, microscopía confocal, animalario, quirófanos, taller mecánico y electrónico, etc. Los servicios prestados cuentan con la certificación de calidad ISO 9001­:2015.

En los últimos cinco años se contabilizan más de 50 proyectos de investigación públicos competitivos a nivel europeo, nacional y autonómico, así como financiación procedente de la transferencia de productos a la industria. Entre los grandes proyectos multicéntricos liderados por el grupo destacan un Contrato Programa para grupos estratégicos de la Comunidad de Madrid (con el CSIC, Universidad Complutense, UNED y Universidad Politécnica), la Red Temática de Investigación Cooperativa del Ministerio de Sanidad (IM3: Imagen médica molecular y multimodalidad, con 50 grupos), dos proyectos CENIT (CDTEAM, 2006 y AMIT 2010), participa en un CIBER (CIBERSAM), en la RETICS de cardiovascular (RECAVA), y lidera la Red de Innovación Tecnológica en Hospitales (ITEMAS).

El grupo tiene amplia tradición en la formación de personas (más de 45 becarios en los últimos 5 años) y ha realizado numerosas transferencias de tecnología a la industria (cuenta con 17 patentes y registros de software), que incluyen un sistema de telerradiología, escáneres de rayos X (CT) de alta resolución y varios sistemas de tomografía por emisión de positrones (PET) y mixtos (PET-­CT), para uso experimental en investigación biomédica, todos los cuales alcanzaron explotación comercial. En 2004 la Unidad recibió el “Premio UNICEM a la Innovación Tecnológica”, de la Unión de Empresarios de Madrid y en 2013 el premio del foro de empresas innovadoras (FEI) al investigador/innovador en la figura de M. Desco.

Resultados más relevantes en los últimos 5 años en relación con el programa

• La unidad de imagen del grupo es una de las pocas en España que cuenta con la certificación ISO 9001:2015 para su prestación de servicios de imagen.

• El grupo cuenta con 370 publicaciones reflejadas en ISI Web of Science, 124 de ellas en revistas de primer cuartil, y que acumulan más de 3500 citas.

• Patentes y registros de software relacionados en los últimos 5 años (sobre un total de 17):

• Equipo y método de generación de tomografías. FIBHGM, Universidad Carlos III de Madrid. P201730341, 2017Ciclotrón clásico superconductor compacto. CIEMAT, Universidad Carlos III de Madrid, OEPM, 2436010, 2014.

• Celda centelleadora, Universidad Carlos III de Madrid, OEPM, P2016/31258Method for displaying the information contained in three­dimensional images of the heart. US US13/635,873, 2012.

Selección de artículos científicos recientes relacionados con el tema (sobre un total de más de 350)

1. E. Hoekzema et al. Pregnancy leads to long­lasting changes in human brain structure. Nat Neurosci 20(2): 287­296. 2017

2. I Nehrhoff et al. 3D imaging in CUBIC­cleared mouse heart tissue: going deeper.Biomedical optics express. 7 ­ 9, pp. 3716 ­ 3720. 2016

3. L Bikovsky et al.. Deep brain stimulation improves behavior and modulates neural circuits in a rodent model of schizophrenia.Experimental neurology. 283, 142 ­ 150. 2016.

4. E Hernández et al. Monitoring vascular normalization induced by antiangiogenic treatment with (18)F­ fluoromisonidazole­PET.Molecular oncology. 10 ­ 5, pp. 704 ­ 718. 2016.

5. Cristina Chavarrias et al.. fMRat: an extension of SPM for a fully automatic analysis of rodent brain functional magnetic resonance series. Medical & biological engineering & computing. 54 ­ 5, pp. 743 ­ 795. 2016

6. JM Mateos et al.. Functional segmentation of dynamic PET studies: Open source implementation and validation of a leader­follower­based algorithm.Computers in biology and medicine. 69, pp. 181 ­ 189. 2016.

7. J Cal et al.. Improved quantification for local regions of interest in preclinical PET imaging.Physics in medicine and biology. 60 ­ 18, pp. 7127 ­ 7176. /2015.

8. R Hadar et al. Using a maternal immune stimulation model of schizophrenia to study behavioral and neurobiological alterations over the developmental course.Schizophrenia research. 166 ­ 1­3, pp. 238 ­ 285. 2015.

9. I Cuadrado et al.. A labdane diterpene exerts ex vivo and in vivo cardioprotection against post­ischemic injury: involvement of AKT­dependent mechanisms.Biochemical pharmacology. 93 ­ 4, pp. 428 ­ 467. 2015.10.

10. I Hernández et al.. K­RasV14I recapitulates Noonan syndrome in mice.Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 111 ­ 46, pp. 16395 ­ 16795. 2014.  

El Grupo de Imagen por Fluorescencia de la Universidad Autónoma de Madrid (FIG como abreviatura de Fluorescence Imaging Group) fue creado en el año 2010 por investigadores de los departamentos de Física de Materiales y Biología la UAM. El grupo se creó con el objetivo de investigar la aplicación de nuevos materiales nano­estructurados luminiscentes como elementos de contraste para imagen avanzada de sistemas biológicos. Desde su creación el grupo ha experimentado una sólida expansión. En la actualidad el grupo presenta la siguiente distribución de personal:

• 9 investigadores permanentes incluyendo doctores en Física, Química, Farmacia, Medicina, Veterinaria y Biología.

• 4 estudiantes post­doctorales, incluyendo un investigador Juan de la Cierva y un investigador Sara Borrel.

• 5 estudiantes predoctorales.

El carácter altamente multidisciplinar del personal del grupo se plasma también en las facilidades técnicas disponibles. El FIG cuenta con cuatro laboratorios que operan de forma coordinada y que comparten recursos y materiales. A continuación, se describen estos cuatro laboratorios indicando, en cada caso, el tipo de actividades que se desarrollan en cada uno de ellos:

1. Laboratorio de síntesis de nanopartículas.­ En este laboratorio se cuenta con todo el material y equipamiento necesario para la síntesis de nanopartículas dieléctricas dopadas con iones luminiscentes de tierras raras por el método hidrotermal y de nano estructuras híbridas mediante la técnica del encapsulamiento polimérico. El laboratorio también cuenta con el equipamiento necesario para la modificación superficial de nanoestructuras coloidales.

2. Laboratorio de microscopía láser.­ Este laboratorio cuenta con diferentes fuentes de luz láser (pulsadas y de onda continua sintonizables desde 400 hasta 200 nm) las cuales permiten la excitación óptica de numerosas nanoestructuras luminiscentes. El laboratorio incorpora dos microscopios confocales de barrido láser con capacidad de análisis espectral desde 200 hasta 1700 nm. Estos equipos permiten la adquisición de imágenes a nivel celular mediante el uso de nanoestructuras luminiscentes. Finalmente dispone de un equipo de atrapamiento óptico para la manipulación individual de nanoestructuras luminiscentes.

3. Laboratorio de cultivo celular.­ Este laboratorio cuenta con todo el material necesario para el cultivo de diferentes líneas celulares (cancerígenas, del sistema cardiovascular, etc..), la realización de experimentos de toxicidad celular y para el marcaje de células mediante nanoestructuras luminiscentes.

4. Laboratorio de imagen animal.­Este laboratorio se encuentra ubicado en la Facultad de Medicina de la UAM junto a las instalaciones del animalario . El laboratorio cuenta con todo el material necesario para la investigación de modelos animales, (incluyendo un quirófano) así como con sistemas para desarrollo de modelos ex vivo de corazón. Los experimentos de imagen animal se realizan en un sistema de imagen por fluorescencia diseñado y desarrollado por el propio FIG que se basa en fuentes de excitación laser infrarrojas compactas y en sistemas ópticos de adquisición en el rango infrarrojo (700­1700 nm). El animalario permite el acceso a animales, su conservación y su estudio a medio y largo plazo

Resultados más relevantes en los últimos 5 años en relación con el programa

En los últimos 5 años el FIG ha centrado su actividad investigadora en el diseño y desarrollo de nuevos sistemas nanoestructurados luminiscentes como elementos de contraste y de terapia en sistemas biológicos, tanto a nivel in vitro como in vivo. De forma más concreta el FIG se ha centrado en aquellos materiales que permitían la medida no invasiva de la temperatura de sistemas biológicos. El FIG ha sido pionero en el desarrollo de la Nanotermometría por Fluorescencia, la cual utiliza nanoestructuras cuya emisión es altamente dependiente de la temperatura, de tal manera que un análisis espectral de dicha emisión permite una detección remota de la temperatura. De forma paralela el FIG ha desarrollado nuevos materiales y técnicas para la obtención de imágenes in vivo de alta penetración, mediante el uso de radiación infrarroja dentro de las denominadas ventanas biológicas (700­1700 nm). Durante los últimos cinco años el FIG ha conseguido solucionar de forma exitosa diferentes problemas de interés en el campo de la biomedicina. A continuación se describen los resultados más relevantes:

1. El FIG ha conseguido desarrollar nuevos materiales y técnicas de imagen (basadas en el establecimiento de retrasos temporales entre excitación y adquisición) que han permitido la obtención de imágenes de alta penetración de modelos animales (ratones) de alto contraste mediante la supresión de la auto fluorescencia infrarroja de tejidos y ́órganos. Ver "Overcoming Autofluorescence: Long­Lifetime Infrared Nanoparticles for Time­Gated In Vivo Imaging" Blanca del Rosal, et al.. Advanced Materials. DOI: 10.1002/adma.201603583 (2016).

2. En cooperación con la Unidad de Cardiología intervencionista del Hospital la Princesa el FIG ha desarrollado nanomateriales luminiscentes infrarrojos que han permitido la obtención de imágenes intracoronarias multimodales basadas en la combinación de las técnicas de Tomografía de Coherencia Optica y de Fluorescencia infrarroja. Ver “Quantum Dots emitting in the third biological window as bimodal contrast agents for cardiovascular imaging” Hu Jie et al. Advanced Functional Materials. In press.

3. El FIG ha demostrado recientemente el potencial uso de nanotermómetros luminiscentes infrarrojos como sondas de detección e imagen de daño isquémico mediante la combinación de la técnica de Imagen por Fluorescencia Infrarroja y la Termometría que es capaz de determinar las propiedades de órganos y tejidos mediante el estudio de su dinámica de calentamiento y/o enfriamiento. Ver "In Vivo Ischemia Detection by Luminescent Nanothermometers" Erving Clayton Ximendes et al. Advanced Healthcare Materials. DOI: 10.1002/adhm.201601195 (2017).

4. La combinación de las técnicas de Imagen y Nanotermometría por Fluorescencia ha permitido al FIG el desarrollo de terapias, térmicas a nivel in vivo, totalmente controlables y mínimamente invasivas de modelos tumorales. Para ello se han utilizado nanoestructuras multifuncionales capaces de generar contraste luminiscente en el infrarrojo, calentar localmente y medir la temperatura de forma simultánea. Ver “Intratumoral Thermal Reading During Photo Thermal Therapy by Multifunctional Fluorescent Nanoparticles” Elisa Carrasco, et al. Advanced Functional Materials. 25, 615­626 (2015).

A modo de resumen, durante los últimos cinco años el FIG ha publicado un total de 99 artículos internacionales, ha formado a más de 10 investigadores posdoctorales extranjeros, ha generado 7 Tesis doctorales y ha presentado sus trabajos en más de 30 congresos internacionales

El grupo TLCVIT ‘Translational Laboratory for Cardiovascular Imaging and Therapy” del Centro Nacional de Investigaciones Cardiovasculares Carlos III (CNIC) se ubica dentro del área de fisiopatología del miocardio del mismo instituto. En el grupo trabajan unos 20 investigadores aproximadamente con un perfil multidisciplinar que incluye investigadores clínicos (cardiólogos principalmente pero también cirujanos cardiacos, neurólogos y un cirujano plástico), investigadores básicos (biólogos moleculares, químicos, farmacólogos), así como veterinarios, físicos e ingenieros.

Nuestro grupo estudia las enfermedades del miocardio, principalmente el infarto agudo de miocardio (isquemia/reperfusión), pero también la insuficiencia cardiaca (miocardiopatía dilatada, insuficiencia mitral isquémica, hipertrofia ventricular), el miocardio hibernado, las cardiopatías familiares, así como la afectación de ventrículo derecho en hipertensión pulmonar. Nuestro interés se centra en conocer mejor la fisiopatología de estos procesos para poder encontrar terapias novedosas y/o refinadas. Para llevar a cabo esta tarea traslacional, usamos desde modelos celulares, a modelos experimentales de enfermedad en ratón y en cerdo, y finalmente lideramos ensayos clínicos que principalmente testan terapias desarrolladas por nosotros en el laboratorio. Para este abordaje traslacional utilizamos de manera preferente la imagen biomédica (resonancia magnética TAC, PET y ultrasonido). El centro está dotado de tecnología de imagen tanto para animal pequeño (roedor), como animal grande (cerdo y conejo) y humanos. En los 3 ámbitos hay equipos de imagen dedicados y la tecnología esta triplicada para para acelerar el paso de un entorno al siguiente. En nuestro equipo tenemos físicos e ingenieros que desarrollan nuevos algoritmos de resonancia magnética para poder visualizar mejor los procesos biológicos en los que estamos interesados.

En los últimos 5 años el grupo ha liderado más de 15 proyectos de investigación competitivos, tanto a nivel nacional como internacional (destacando la coordinación de un proyecto H2020 ERA NET CVD que estudio animal pequeño, grande y pacientes con un abordaje de imagen y genético).

Nuestro grupo tiene fuertes nexos con centros nacionales e internacionales teniendo varios convenios activos. El grupo es parte del recién creado CIBER de enfermedades cardiovasculares.

El grupo tiene amplia experiencia en la formación de estudiantes, habiéndose leído en el grupo 11 tesis doctorales en los últimos 5 años (siendo el IP del grupo el director de todas ellas).

El grupo ha recibido reconocimientos recientes, destacando los premios de investigación biomédica Banco Sabadell 2017 y el premio de investigación princesa de Girona 2010, así como premios a las mejores comunicaciones del congreso de la sociedad española de cardiología en 5 años diferentes y de la sociedad europea de cardiología en 2 ocasiones.

El IP de grupo participa en las guías de práctica clínica de la Sociedad Europea de Cardiología, siendo el chairman de las recientemente publicadas (2017) guías para el tratamiento de pacientes con infarto agudo de miocardio y elevación de ST (ESC guidelines)

Resultados más relevantes en los últimos 5 años en relación con el programa

El grupo tiene más de 90 publicaciones en los últimos 5 años. Ha liderado la realización de dos ensayos clínicos multicéntricos. Ha desarrollo modelos animales que han servido para cambiar la visión de procesos biológicos como el proceso edematoso tras un infarto agudo de miocardio. Ha identificado nuevas dianas terapéuticas para el tratamiento de enfermedades como la hipertensión pulmonar, la hipertrofia ventricular izquierda y la miocardiopatía dilatada. Cuenta con cuatro patentes: uso de fármacos agonistas de receptores adrenérgicos beta3 para tratamiento de hipertensión pulmonar; desarrollo de un nuevo algoritmo de resonancia magnética para acelerar la adquisición; uso de hemoglobina artificial para mejorar el “gene delivery”; y uso de terapia génica para hipertrofia ventricular izquierda.

Selección de artículos científicos recientes relacionados con el tema (sobre un total de más de 150)

1. Dynamic Edematous Response of the Human Heart to Myocardial Infarction: Implications for Assessing Myocardial Area at Risk and Salvage. Fernández­Jiménez R, Barreiro­Perez M, (...), Fuster V, Sánchez PL, Ibanez B. Circulation 2017 (In Press) doi: 10.1161/CIRCULATIONAHA.116.025582.

2. Effect of Ischemia Duration and Protective Interventions on the Temporal Dynamics of Tissue Composition After Myocardial Infarction. Fernández­Jiménez R, Galan­Arriola C, Sanchez­Gonzalez J, (...), Fuster V, Ibanez B. Circ Res 2017;121:439­450.

3. Neutrophil stunning by metoprolol reduces infarct size. J García­Prieto, R Villena­Gutiérrez, (....), A Hidalgo, V Fuster, B Ibanez. Nature Commun 2017;8:14780.

4. Imbalanced OPA1 processing and mitochondrial fragmentation causes heart failure in mice. T Wai, J García­Prieto, MJ. Baker, C Merkwirth, P Benit, P Rustin, FJ Rupérez, C Barbas, B Ibañez*, T Langer* (*co­corresponding authorship). Science 2015;350 (6265): aad0116 (pages 1­11).

5. Optimization of dual­saturation single bolus acquisition for quantitative cardiac perfusion and myocardial blood flow maps. J Sánchez; R Fernandez­Jiménez; ND Nothnagel; G López­Martín; V Fuster; B Ibanez. J Cardiovasc Magn Res 2015;17:21.

6. Association of Myocardial T1­Mapping CMR with Hemodynamics and Right Ventricular Performance in Pulmonary Hypertension. A García­Álvarez, I García­Lunar, (....), J Sanz, B Ibañez. JACC: Cardiovascular Imaging. 2015;8:76­82.

7. Fast T2 gradient­spin­echo (T2­GraSE) mapping for myocardial edema quantification: first in vivo validation in a porcine model of ischemia/reperfusion. R Fernandez­Jimenez; J Sanchez­Gonzalez; J Aguero; M Del Trigo; C Galan­Arriola; V Fuster; B Ibanez. J Cardiovasc Magn Res2015;17:92.

8. Myocardial Edema After Ischemia/Reperfusion Is Not Stable and Follows a Bimodal Pattern: Advanced Imaging and Histological Tissue Characterization. R Fernández­Jiménez; J Sánchez­González; (...), B. Ibanez. J Am Coll Cardiol 2015;65:315­23.

9. Pathophysiology Underlying the Bimodal Edema Phenomenon after Myocardial Ischemia/Reperfusion. R Fernández­Jiménez; J García­Prieto; J Sánchez­González, J Agüero; GJ López­Martín; C Galán­Arriola; A Molina­Iracheta; R Doohan; V Fuster; B Ibanez. J Am Coll Cardiol 2015; 66:816­28.

10. Beta­3 adrenergic agonists reduce pulmonary vascular resistance and improve right ventricular performance in a porcine model of chronic pulmonary hypertension. A García­Álvarez; D Pereda; I García­Lunar; D Sanz­Rosa; R Fernández­Jiménez; J García­Prieto; M Nuño­Ayala; F Sierra; E Santiago; E Sandoval; P Campelos; J Agüero; G Pizarro; VI Peinado; L Fernández­Friera; JM García­Ruiz; JA Barberá; M Castellá; M Sabaté; V Fuster; B Ibañez Basic Res Cardiol 2016;111(4):49

El grupo de investigación de la Universidad Complutense de Madrid está formado por Profesores y Doctores de los Departamentos de Química Física II, Química Inorgánica y Bioinorgánica así como del Departamento de Óptica.

Este grupo está enfocado en la síntesis, caracterización y funcionalización superficial para aplicaciones biológicas de nanopartículas inorgánicas de tierras raras, principalmente basadas en NaYF4 así como nanopartículas metálicas y bimetálicas con estructura core@shell de Au y Ag.

Para ello, el grupo ha desarrollado durante los últimos años diferentes rutas sintéticas que permiten producir una amplia variedad de nanopartículas con diferentes tamaños, formas, arquitecturas y composición. Además, el grupo es experto en la funcionalización superficial, lo que permite controlar la inmovilización de moléculas de interés biológico como ADN, proteínas, enzimas, principios activos, o polímeros. Lo que permite emplear estas nanopartículas como sensores de miRNA, sistemas inteligentes de liberación de principios activos o como sistemas de contraste de imagen. Además de las capacidades de síntesis, el grupo de investigación tiene una amplia experiencia en el desarrollo de instrumentación óptica específica lo que permite la caracterización espectroscópica de las nanopartículas lo que es de especial relevancia en la caracterización de los procesos de óptica no­lineal que se dan en las nanopartículas de tierras raras. Además de esto, el grupo cuenta con gran variedad de instrumentación para la síntesis y caracterización de los sistemas.

Por otro lado, el grupo de investigación cuenta con una gran cantidad de colaboraciones tanto con grupos nacionales como internacionales dentro del campo de la síntesis, funcionalización y aplicación de las nanopartículas en biomedicina y entre los que cabría destacar el grupo de caracterización Biofotónica del Prof. Niko Hildebrandt (Universidad de Paris, Francia), grupo de Biotecnología Molecular del Prof. Tero Soukka (Universidad de Türku, Finlandia), grupo de Materiales Funcionales del profesor Uwe Gbureck (Universidad de Würzburg, Alemania) o el grupo de Química de Coloides del Prof. Jorge Pérez Juste (Universidad de Vigo), entre otros.

Resultados más relevantes en los últimos 5 años en relación con el programa

Los resultados más relevantes del grupo de investigación en el campo de la síntesis, funcionalización nanopartículas han sido publicados en revistas de alto índice de impacto tales como:

1. Oligonucleotide Sensor Based on Selective Capture of Upconversion Nanoparticles Triggered by Target­ Induced DNA Interstrand Ligand Reaction. D Mendez­Gonzalez, M Laurenti, A Latorre, A Somoza, A Vazquez, E. López­Cabarcos, O. G. Calderon, S. Melle­Hernández, J. Rubio­Retama, ACS Applied Materials & Interfaces 9 (14), 2017 12272­12281

2. Enhancement of the Upconversion Emission by Visible­to­Near­Infrared Fluorescent Graphene Quantum Dots for miRNA Detection. M Laurenti, M Paez­Perez, M Algarra, P Alonso­Cristobal, D. Méndez González, E. López Cabarcos, J. Rubio Retama, ACS Applied Materials & Interfaces 8 (20), 2016, 12644­12651

3. Highly sensitive DNA sensor based on upconversion nanoparticles and graphene oxide. P Alonso­Cristobal, PVilela, AEl­Sagheer, ELopez­Cabarcos, TBrown, OLMuskens, AGKanaras, JRubio­Retama, ACSApplied Materials & Interfaces 7 (23), 2015, 12422­12429

4. Synthesis, characterization, and application in HeLa cells of an NIR light responsive doxorubicin delivery system based on NaYF4:Yb,Tm@ SiO2­PEG Nanoparticles. P. Alonso­Cristobal, O. Oton­Fernandez, D Mendez­Gonzalez, JF Díaz, E. López Cabarcos, I. Barasoain, J. Rubio­Retama, ACS Applied Materials & interfaces 7 (27), 2015, 14992­14999.

5. Temperature controlled fluorescence on Au@ Ag@ PNIPAM­PTEBS microgels: effect of the metal core size on the MEF extensión, R Contreras­Cáceres, P Alonso­Cristobal, D Mendez­Gonzalez, E. López­Cabarcos, M. Laurenti, J. Rubio­Retama, Langmuir 30 (51), 2014, 15560­15567

6. 3D elemental mapping at the atomic scale in bimetallic nanocrystals. B. Goris, A. De Backer, S. Van Aert, S. Gómez­Graña, L.M. Liz­Marzán, G. Van Tendeloo, S. Bals.. Nano Letters, 2013, 13, 4236­4241

7. Hybrid microparticles for drug delivery and magnetic resonance imaging, D Serrano Ruiz, M Laurenti, J Ruiz Cabello, E López Cabarcos, J. Rubio­Retama, J. Biomed. Mat. Res. 100 (8), 2013, 2231­2238

8. Nanosegregated polymeric domains on the surface of Fe3O4@SiO2 particles, D Serrano Ruiz, P Alonso Cristobal, D Mendez Gonzalez, M Laurenti, J. Rubio­Retama, J. Pol. Sci. A: 52 (20), 2014, 2966­2975

9. Self­assembly of Au@Ag Nanorods Mediated by Gemini Surfactants for Highly Efficient SERS­Active Supercrystals, Sergio Gómez­Graña, Jorge Pérez­Juste, Ramón A. Alvarez­Puebla, Andrés Guerrero­ Martínez and Luis M. Liz­Marzán.. Adv. Opt. Mater., 2013, 1, 477­481

10. Atomic scale determination of surface facets in gold nanorods , B. Goris, S. Bals, W. Van den Broek, E. Carbó­Argibay, S. Gómez­Graña, L.M. Liz­Marzán, Gustaaf Van Tendeloo. Nature Mater. 2012, 11, 930­935

La Unidad de Imagen Molecular (UIM) además de prestar servicio a colaboradores tanto de CNIO como de fuera del centro también realiza su propia investigación en el campo de la imagen molecular, en los últimos años ha dedicado gran parte de su labor investigadora a la validación in vivo de nuevos trazadores de imagen tanto para PET como para imagen óptica. Las técnicas de imagen de las que dispone la unidad incluyen equipamiento de última generación entre los que destacan los siguientes:

• Un microPET­CT para la realización de estudios metabólicos, de hipoxia y de proliferación, utilizando diferentes radiofármacos emisores de positrones. El equipo permite además la localización anatómica precisa de las patologías gracias a su módulo CT.Dos microCT para la localización anatómica de las diferentes patologías del animal de laboratorio.

• Dos equipos de imagen óptica para realizar estudios de fluorescencia y luminiscencia in vivo en pequeño animal.Dos equipo de ultrasonidos de alta resolución con disponibilidad de doppler y posibilidad de hacer microinyecciones con microburbujas.

• Un densitómetro para la realización de imagen y cuantificación de la densidad mineral ósea y porcentaje de grasa corporal.

Estos equipos están ubicados en una instalación radiactiva que cuenta con todo el equipamiento de radioprotección y los permisos del CSN para trabajar con radiofármacos PET, dentro de la barrera SPF del Animalario del centro, lo que permite el seguimiento de modelos de ratones transgénicos. Además de la adquisición de imágenes disponemos de estaciones de trabajo multimodalidad en las que se realizan los trabajos de postprocesado, cuantificación y análisis de dichas imágenes.

La Unidad de Imagen Molecular del CNIO además cuenta con amplia experiencia en diagnóstico y seguimiento por imagen de modelos animales tumorales, de inflamación y metabólicos. Modelos animales modificados geneticamente sobretodo de cáncer de pulmón, páncreas y melanoma, modelos animales xenoinjertados con líneas celulares estándar y con tumores de pacientes PDAX (Patient derived xenografts) con implantes tanto ortotópicos como subcutáneos

Resultados más relevantes en los últimos 5 años en relación con el programa

En los últimos 5 años la Unidad de Imagen Molecular se ha dedicado a la validación in vivo de nuevos trazadores de imagen tanto para PET como para imagen óptica. Los trazadores para imagen PET se estudiaron y validaron en diferentes modelos animales con diferentes tipos de cáncer. Glioblastoma con la publicación de resultados prometedores con un anticuerpo monoclonal marcado con Zr89 para InmunoPET, también se ha llevado a cabo el marcaje de anticuerpos para diagnóstico y seguimiento de un modelo tumoral de cáncer de páncreas con este mismo anticuerpo MT1­MMP. En un modelo genéticamente modificado de cáncer de mama se estudió la hipoxia con F18­MISO, con su traslación a la clínica en un ensayo con pacientes cuyos resultados también están publicados donde una de los autores senior del estudio clínico es la Dra. Mulero ya que dirigió la parte de la imagen PET del ensayo clínico.

​En Imagen óptica se han publicado recientemente en la revista Nature los resultados de un estudio que valida en un ratón con melanoma el uso de un modelo dual para hacer imagen de luminiscencia y fluorescencia del nicho linfático con VEGFR3­luciferasa (V3­Luc) y mCherry para visualización de neolinfangiogénesis, trabajo en el que colaboró el grupo de Imagen Molecular del CNIO junto con el grupo de Melanoma.

Selección de artículos científicos recientes relacionados con el tema:

1. Plk1 regulates contraction of postmitotic smooth muscle cells and is required for vascular homeostasis. de Cárcer G et al. Nat Med. 2017 Aug;23(8):964­974.

2. Whole body imaging of lymphovascular niches identifies premetastatic roles of MIDKINE. OlmedaD et al. Nature. 2017 Jun 28;546(7660):676­680

3. 18F­fluoromisonidazole PET and Activity of Neoadjuvant Nintedanib in Early HER2­Negative Breast Cancer: A Window­of­Opportunity Randomized Trial. Quintela­Fandino M et al. Clin Cancer Res. 2017 Mar 15;23(6):1432­1441

4. Targeting MT1­MMP as an immunoPET­based strategy for imaging gliomas. A.G. de Lucas et al. PLoS ONE 2016, 27;11(7)

5. Targeting Tumor Mitochondrial Metabolism Overcomes Resistance to Antiangiogenics. Navarro P et al. Cell Rep. 2016 Jun 21;15(12):2705­18

El laboratorio REDLAB de IMDEA Nanociencia 417 está ubicado en el Campus de Excelencia Internacional UAM­CSIC y los servicios externos que presta abarcan desde la preparación de diversos tipos de nanopartículas (e.g. magnéticas, oro) como derivados para su funcionalización (e.g. ácidos nucleicos, fármacos modificados, conectores).

Dentro de este consorcio, el laboratorio REDLAB 417 tiene el papel de proporcionar nanopartículas magnéticas para ser usadas como agentes de contraste en técnicas de imagen como la resonancia magnética o la luminiscencia. Estas nanopartículas serán modificadas con agentes estabilizantes (e.g. PEG) y agentes directores (e.g. anticuerpos) para mejorar su estabilidad y biocompatibilidad en modelos animales, y favorecer su interacción con las células diana.

Para ello se prepararán, por diferentes métodos químicos, nanopartículas magnéticas (NPM) de tipo ferrita, que pueden estar dopadas con otros metales de transición (p. ej. Mn, Zn, Co) para mejorar sus propiedades como agentes de contraste. Las NPMs se recubrirán con diferentes moléculas o macromoléculas que proporcionen estabilidad electrostática y grupos funcionales libres (carboxilo, amino, alcohol) para su posterior modificación con otros derivados. Las partículas obtenidas serán caracterizadas por las técnicas habituales como XRD, TEM, DLS, VSM, etc..

Una vez obtenidas las nanoestructuras se realizarán unos ensayos básicos de estabilidad para asegurar la integridad y calidad de las nanoestructuras y se proporcionarán a los socios del consorcio para su aplicación.