SPIONS
Se debe comprender que todo este escenario está siendo guionizado por y para la Web Espacial (el IONBT), esta situación en la que todos hemos estado inmersos involuntaria y forzosamente comienza a ser discernible la finalidad de implementar el IONBT.
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/24715289/
La eficiencia de la administración de vacunas de ADN es a menudo relativamente baja en comparación con las vacunas de proteínas. El uso de nanopartículas superparamagnéticas de óxido de hierro (SPIONs) para entregar genes a través de la magnetofection es prometedor para mejorar la eficiencia de la entrega de genes tanto in vitro como in vivo. En particular, la duración de la transfección génica, especialmente para la aplicación in vitro, puede reducirse significativamente por magnetofection en comparación con el tiempo requerido para lograr una alta transfección génica con protocolos estándar. Los SPIONs que se han estabilizado en condiciones fisiológicas se pueden utilizar como agentes terapéuticos y de diagnóstico debido a sus características magnéticas únicas. Las características valiosas de las nanopartículas de óxido de hierro en las bioaplicaciones incluyen un estricto control sobre su distribución de tamaño, las propiedades magnéticas de estas partículas y la capacidad de transportar biomoléculas particulares a objetivos específicos. La internalización y la vida media de las partículas dentro del cuerpo dependen del método de síntesis. Se han utilizado numerosos métodos de síntesis para producir nanopartículas magnéticas para bioaplicaciones con diferentes tamaños y cargas superficiales. El método más común para sintetizar partículas de magnetita Fe3O4 de tamaño nanométrico en solución es mediante coprecipitación química de sales de hierro. El método de coprecipitación es una técnica eficaz para preparar dispersiones acuosas estables de nanopartículas de óxido de hierro. Describimos la producción de SPIONs basados en Fe3O4 con altos valores de magnetización (70 emu/g) por debajo de 15 kOe del campo magnético aplicado a temperatura ambiente, con 0,01 emu/g de remanencia mediante un método de coprecipitación en presencia de citrato trisódico como estabilizador. Los SPIONs desnudos a menudo carecen de suficiente estabilidad, hidrofilicidad y la capacidad de funcionalizarse. Para superar estas limitaciones, el polímero policatiónico se ancló en la superficie de los SPIONs recién preparados mediante una atracción electrostática directa entre los SPIONs cargados negativamente (debido a la presencia de grupos carboxílicos) y el polímero cargado positivamente. La polietilenimina fue elegida para modificar la superficie de los SPIONs para ayudar a la entrega de ADN plásmido en las células de mamíferos debido a la amplia capacidad de amortiguación del polímero a través del efecto de "esponja de protones"
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/labs/pmc/articles/PMC5966535/
El plegamiento de antígenos monoméricos y su posterior ensamblaje en estructuras de orden superior son cruciales para la producción robusta y efectiva de vacunas de nanopartículas (NP) de manera oportuna y reproducible. A pesar de los avances significativos en el diseño in silico y el ensamblaje basado en estructuras, la mayoría de los NP de ingeniería son refractarios a la expresión soluble y no se ensamblan según lo diseñado, lo que presenta grandes desafíos en el proceso de fabricación. La falla se debe a la falta de comprensión de las vías cinéticas y a la habilitación de plataformas técnicas para garantizar el plegamiento exitoso de los antígenos monómeros en ensamblajes regulares. Aprovechando una nueva función del ARN como chaperona molecular (chaperna: chaperona + ARN), proporcionamos un vehículo robusto de plegamiento de proteínas que puede implementarse para el ensamblaje de NP en huéspedes bacterianos. El dominio de unión al receptor (RBD) del coronavirus del síndrome respiratorio de Oriente Medio (MERS-CoV) se fusionó con el dominio de interacción con el ARN (RID) y la bacterioferritina, y se expresó en Escherichia coli en forma soluble. La eliminación proteolítica específica del sitio del RID provocó el ensamblaje de monómeros en NP, lo que fue confirmado por microscopía electrónica y dispersión dinámica de luz. Las mutaciones que afectaron la unión del ARN a RBD aumentaron significativamente la agregación soluble en estructuras amorfas, reduciendo el rendimiento general de NP de un tamaño definido. Esto subrayó las interacciones ARN-antígeno durante el ensamblaje de NP. Los sueros después de la inmunización con ratones interfirieron efectivamente con la unión del MERS-CoV RBD al receptor celular hDPP4. Los resultados sugieren que la unión al ARN controla la red cinética general de la vía de plegamiento del antígeno a favor de un mayor ensamblaje de NP en conformaciones altamente regulares e inmunológicamente relevantes. La concentración del ion Fe2+, la sal y el enlazador de fusión también contribuyeron al ensamblaje in vitroy a la estabilidad de los NP. El papel cinético de "mantener el ritmo" de la chaperna en el ensamblaje súper molecular de monómeros de antígenos es prometedor para el desarrollo y la entrega de NP y partículas similares a virus como vacunas recombinantes y para la detección serológica de infecciones virales.
https://news.stanford.edu/2021/01/05/nanoparticle-vaccine-covid-19/
antes de la pandemia, el laboratorio del bioquímico de la Universidad de Stanford Peter S. Kim se centró en el desarrollo de vacunas para el VIH, el ébola y la gripe pandémica. Pero, a los pocos días de cerrar el espacio de laboratorio de su campus como parte de las precauciones de COVID-19, dirigieron su atención a una vacuna para el SARS-CoV-2, el virus que causa COVID-19. Aunque el coronavirus estaba fuera del área específica de especialización del laboratorio, ellos y sus colaboradores han logrado construir y probar un candidato a vacuna prometedor.
Una visualización esquemática de la nanopartícula de ferritina con proteínas de pico de coronavirus acortadas, que es la base de un candidato a vacuna contra el SARS-CoV-2 de Stanford. (Crédito de la imagen: Duo Xu)
"Nuestro objetivo es fabricar una vacuna de una sola inyección que no requiera una cadena de frío para su almacenamiento o transporte. Si tenemos éxito en hacerlo bien, también debería ser barato", dijo Kim, quien es el profesor de Bioquímica de Virginia y D. K. Ludwig. "La población objetivo de nuestra vacuna son los países de ingresos bajos y medios".
Su vacuna, detallada en un artículo publicado el 5 de enero en ACS Central Science,contiene nanopartículas tachonadas con las mismas proteínas que comprenden los picos de superficie distintivos del virus. Además de ser la razón por la que estos se llaman coronavirus (corona en latín significa "corona"),, estos picos facilitan la infección al fusionarse con una célula huésped y crear un pasaje para que el genoma viral ingrese y secuestre la maquinaria de la célula para producir más virus. Los picos también se pueden usar como antígenos, lo que significa que su presencia en el cuerpo es lo que puede desencadenar una respuesta inmune.
Las vacunas de nanopartículas equilibran la eficacia de las vacunas virales con la seguridad y la facilidad de producción de las vacunas de subunidades. Las vacunas que usan virus para administrar el antígeno a menudo son más efectivas que las vacunas que contienen solo partes aisladas de un virus. Sin embargo, pueden tardar más en producirse, necesitan ser refrigerados y es más probable que causen efectos secundarios. Las vacunas de ácido nucleico, como las vacunas de ARNm de Pfizer y Moderna que recientemente han sido autorizadas para uso de emergencia por la FDA, son incluso más rápidas de producir que las vacunas de nanopartículas, pero son costosas de fabricar y pueden requerir dosis múltiples. Las pruebas iniciales en ratones sugieren que la vacuna de nanopartículas de Stanford podría producir inmunidad COVID-19 después de una sola dosis.
Los investigadores también tienen la esperanza de que pueda almacenarse a temperatura ambiente y están investigando si podría enviarse y almacenarse en forma de polvo liofilizado. En comparación, las vacunas que están más avanzadas en el desarrollo en los Estados Unidos deben almacenarse a temperaturas frías, que van desde aproximadamente 8 a -70 grados Celsius (46 a -94 grados Fahrenheit).
"Esta es una etapa muy temprana y todavía hay mucho trabajo por hacer", dijo Abigail Powell, ex becaria postdoctoral en el laboratorio de Kim y autora principal del artículo. "Pero creemos que es un punto de partida sólido para lo que podría ser un régimen de vacuna de dosis única que no dependa del uso de un virus para generar anticuerpos protectores después de la vacunación".
Los investigadores continúan mejorando y afinando su candidato a vacuna, con la intención de acercarlo a los ensayos clínicos iniciales en humanos.
Espigas y nanopartículas
La proteína espiga del SARS-CoV-2 es bastante grande, por lo que los científicos a menudo formulan versiones abreviadas que son más simples de hacer y más fáciles de usar. Después de examinar de cerca el pico, Kim y su equipo optaron por eliminar una sección cerca de la parte inferior.
Para completar su vacuna, combinaron este pico acortado con nanopartículas de ferritina, una proteína que contiene hierro, que ha sido probada previamente en humanos. Antes de la pandemia, Powell había estado trabajando con estas nanopartículas para desarrollar una vacuna contra el ébola. Junto con científicos del Laboratorio Nacional de Aceleradores SLAC,los investigadores utilizaron la microscopía crioelectrónica para obtener una imagen en 3D de las nanopartículas de ferritina espiga con el fin de confirmar que tenían la estructura adecuada.
Para las pruebas con ratones, los investigadores compararon sus nanopartículas de espiga acortadas con otras cuatro variaciones potencialmente útiles: nanopartículas con picos completos, picos completos o picos parciales sin nanopartículas, y una vacuna que contiene solo la sección del pico que se une a las células durante la infección. Probar la efectividad de estas vacunas contra el virus SARS-CoV-2 real habría requerido que el trabajo se realizara en un laboratorio de Nivel 3 de Bioseguridad,por lo que los investigadores utilizaron un pseudonóptidor más seguro que se modificó para transportar los picos del SARS-CoV-2.
Contribuciones adicionales
Al principio de la pandemia, estos investigadores ayudaron a producir versiones de las proteínas espiga del SARS-CoV-2 para su uso en pruebas de anticuerpos desarrolladas por otros equipos en Stanford. Powell también inició el uso de Stanford de un pseudo-coronavirus, que es una alternativa más segura a trabajar con el virus real. (El pseudo-coronavirus fue desarrollado por el laboratorio de Jesse Bloom en el Centro Oncológico Fred Hutchinson en Seattle).
Los investigadores determinaron la efectividad potencial de cada vacuna mediante el monitoreo de los niveles de anticuerpos neutralizantes. Los anticuerpos son proteínas sanguíneas producidas en respuesta a antígenos; Los anticuerpos neutralizantes son el subconjunto específico de anticuerpos que realmente actúan para evitar que el virus invada una célula huésped.
Después de una sola dosis, las dos vacunas candidatas a nanopartículas dieron como resultado niveles de anticuerpos neutralizantes al menos dos veces más altos que los observados en personas que han tenido COVID-19, y la vacuna de nanopartículas de pico acortado produjo una respuesta neutralizante significativamente mayor que las vacunas de pico de unión o pico completo (no nanopartículas). Después de una segunda dosis, los ratones que habían recibido la vacuna de nanopartículas de pico acortada tenían los niveles más altos de anticuerpos neutralizantes.
Mirando hacia atrás en este proyecto, Powell estima que el tiempo desde el inicio hasta los primeros estudios con ratones fue de aproximadamente cuatro semanas. "Todo el mundo tenía mucho tiempo y energía para dedicar al mismo problema científico", dijo. "Es un escenario muy singular. Realmente no espero volver a encontrarme con eso en mi carrera".
"Lo que ha sucedido en el último año es realmente fantástico, en términos de que la ciencia salga a la luz y pueda producir múltiples vacunas diferentes que parecen estar mostrando eficacia contra este virus", dijo Kim, autor principal del artículo. "Normalmente se necesita una década para hacer una vacuna, si es que tienes éxito. Esto no tiene precedentes".
Acceso a la vacuna
Aunque la nueva vacuna del equipo está destinada específicamente a poblaciones que pueden tener más dificultades para acceder a otras vacunas contra el SARS-CoV-2, es posible, dado el rápido progreso de otras vacunas candidatas, que no sea necesaria para abordar la pandemia actual. En ese caso, los investigadores están preparados para girar de nuevo y buscar una vacuna contra el coronavirus más universal para inmunizar contra el SARS-CoV-1, el MERS, el SARS-CoV-2 y futuros coronavirus que aún no se conocen.
"Las vacunas son uno de los logros más profundos de la investigación biomédica. Son una forma increíblemente rentable de proteger a las personas contra las enfermedades y salvar vidas", dijo Kim. "Esta vacuna contra el coronavirus es parte del trabajo que ya estamos haciendo, desarrollando vacunas que son históricamente difíciles o imposibles de desarrollar, como una vacuna contra el VIH, y me alegra que estemos en una situación en la que potencialmente podríamos aportar algo si el mundo lo necesita".
https://patents.google.com/patent/US10786570B2/en
Composiciones de nanopartículas de ferritina y métodos para modular la actividad celular
La presente invención proporciona métodos y composiciones para el control remoto de la función celular basados en el uso de ondas de radiofrecuencia para excitar nanopartículas dirigidas a tipos celulares específicos. Las nanopartículas pueden aplicarse a la célula objetivo de forma extracelular y/o expresarse de forma intracelular. El tipo de célula de interés expresa un canal sensible a la temperatura en el que la excitación de las nanopartículas produce un aumento de temperatura localizado que se traduce en una respuesta celular. Dichas respuestas celulares pueden incluir, por ejemplo, aumentos en la expresión de genes que resultan en la producción de una o más proteínas fisiológicamente activas. La expresión de dichas proteínas puede utilizarse para tratar una variedad de diferentes enfermedades o trastornos heredados o adquiridos en un sujeto. En consecuencia, la invención proporciona un enfoque genérico para el tratamiento de cualquier enfermedad asociada a una deficiencia proteica.
https://grantome.com/grant/NIH/R01-GM095654-01A1
Excitación del circuito inducido por nanopartículas
Se propone un conjunto de experimentos para validar y desarrollar aún más una nueva tecnología basada en nanopartículas, la excitación de circuito inducida por nanopartículas (NICE), para modular la actividad de las células de forma remota y no invasiva. Un objetivo fundamental de la biología es comprender el papel de cada tipo de célula en un organismo complejo. La prueba definitiva de la función celular es activar o desactivar selectivamente la actividad de un solo tipo de célula en un animal vivo y examinar el efecto sobre la función fisiológica. Herramientas recientes, como los canales iónicos activados por la luz, como la rodopsina de canal, han sido pioneras en el control externo del potencial de membrana en células genéticamente definidas y han establecido un nuevo medio para la investigación por parte de los neurocientíficos. Sin embargo, estos métodos ópticos tienen desventajas prácticas que limitan su aplicación, incluida la necesidad de implantación quirúrgica de fibra óptica invasiva; la incapacidad de estimular células en múltiples regiones anatómicas simultáneamente; y la dificultad de modular múltiples tipos de células en paralelo. Abordamos este desafío mediante el uso de nanopartículas para activar poblaciones celulares definidas de forma remota con ondas de radio. El óxido ferroso recubierto con estreptavidina se utiliza para decorar las células, que expresan una proteína aceptora de biotina bajo el control de promotores específicos de la célula. Estas mismas células están diseñadas para expresar también TRPV1, un canal iónico sensible a la temperatura de un solo componente que puede detectar pequeños cambios de temperatura dentro del rango fisiológico y, mediante cambios conformacionales, permitir la entrada de calcio graduado. La exposición de las células recubiertas de metal a un campo electromagnético definido aumenta la temperatura local y activa los canales TRPV1, lo que resulta en una corriente de Ca2 + y la activación de la célula. Tenemos datos preliminares que confirman la eficacia de este método in vitro y ahora proponemos ampliar nuestros estudios para validar aún más la tecnología in vitro y modular funciones in vivo como la liberación de hormonas y la actividad neuronal. También estableceremos un medio para la activación combinatoria de diferentes células utilizando un TRPV1 modificado y nanopartículas fabricadas a partir de otros metales que pueden ser excitados en diferentes longitudes de onda. Utilizaremos esta herramienta para examinar el papel de poblaciones específicas de células periféricas y del SNC en el metabolismo energético. Proponemos desarrollar este método en tres etapas: 1) Validar la seguridad y utilidad de NICE in vitro y refinar la metodología decorando diferentes tipos de células con partículas distintas sintonizadas a diferentes longitudes de onda para activar conjuntos de diferentes poblaciones celulares en diversas combinaciones. 2) Establecer la capacidad de NICE para modificar la liberación de hormonas para regular el metabolismo de la glucosa en animales diabéticos in vivo. 3) Mostrar que NICE se puede utilizar para estimular los potenciales de acción en células eléctricamente excitables para modificar el comportamiento y utilizar NICE para investigar el papel de poblaciones hipotalámicas específicas en (NPY y POMC) para controlar el apetito. Con el tiempo, NICE puede adaptarse para usos clínicos, por ejemplo: las células madre pluripotentes inducidas diseñadas para expresar construcciones DE NICE pueden actuar como autoinjertos para permitir el control externo de la función celular. Estas aplicaciones son distantes pero no inconcebibles y los estudios propuestos pueden formar la base para el uso clínico de nanopartículas.
Relevancia para la salud pública
Esta propuesta tiene como objetivo validar una nueva tecnología, nanoparticle Induced Circuit Excitation (NICE), para la activación externa no invasiva de poblaciones celulares definidas en animales vivos. Proponemos aplicar esta metodología para expresar insulina y así controlar la glucosa en animales diabéticos y modular el comportamiento alimentario activando poblaciones neuronales específicas. Los estudios propuestos en esta aplicación validarán así el uso de NICE y proporcionarán una base para el uso eventual de nanopartículas en entornos clínicos.
https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.nanolett.9b03019
Interfaz de contacto directo nanoenable de electrónica de malla inyectable con jeringa
La electrónica basada en polímeros con bajas rigideces de flexión y alta flexibilidad, incluida la electrónica de malla inyectable con jeringa macroporosa recientemente reportada, ha demostrado ser una promesa sustancial para los estudios crónicos de circuitos neuronales en los cerebros de animales vivos. Un desafío central para explotar estos materiales altamente flexibles para estudios in vivo se ha centrado en el desarrollo de conexiones eficientes de entrada / salida (E / S) a una interfaz externa con alto rendimiento, baja resistencia de unión y estabilidad a largo plazo. Aquí informamos un nuevo paradigma aplicado al desafiante caso de la electrónica de malla inyectable que explota la alta flexibilidad de las almohadillas de E/S metálicas de dos lados de espesor a nanoescala que pueden deformar y contactar cables de interfaz estándar en alto rendimiento con estabilidad eléctrica a largo plazo. En primer lugar, describimos el diseño y la fabricación fácil de almohadillas de E/S metálicas de dos caras que permiten el contacto sin tener en cuenta la orientación de la sonda. En segundo lugar, los estudios sistemáticos de la resistencia de contacto en función del diseño de la almohadilla de E/S y las propiedades mecánicas demuestran el papel clave de la rigidez de flexión de la almohadilla de E/S en el logro de contactos estables de baja resistencia. Además, los estudios computacionales proporcionan reglas de diseño para lograr una interfaz de contacto multiplexado de alto rendimiento en el caso de desalineación angular, de modo que los canales adyacentes no se cortocircuiten. En tercer lugar, la medición in vitro de sondas electrónicas de malla de 32 canales unidas a cables de interfaz utilizando el método de contacto directo muestra un rendimiento reproduciblemente alto de conectividad eléctrica. Finalmente, los experimentos in vivo con sondas electrónicas de malla de 32 canales implantadas en ratones vivos demuestran la estabilidad crónica de la interfaz de contacto directo, lo que permite un seguimiento consistente de la actividad neuronal de una sola unidad durante al menos 2 meses sin una pérdida de registro del canal. La metodología de interfaz de contacto directo allana el camino para conexiones escalables a largo plazo de sondas neuronales electrónicas de malla multiplexada para el registro y la modulación neuronal y, además, podría utilizarse para facilitar una interconexión escalable de otra electrónica flexible en estudios biológicos y aplicaciones terapéuticas.
https://www.liebertpub.com/doi/abs/10.1089/10430349950017707?journalCode=hum
Marcado realce de la transfección directa del tejido respiratorio por ácido aurintricarboxílico
Los métodos simples, no tóxicos y farmacéuticamente definidos para la modificación genética de los tejidos respiratorios pueden permitir el desarrollo de una variedad de medicamentos moleculares. Las aplicaciones clínicas de tales medicamentos incluyen el tratamiento de errores congénitos del metabolismo, intervenciones para el asma y la fibrosis pulmonar iatrogénica, y la profilaxis de la enfermedad a través de la vacunación con polinucleótidos de la mucosa. La administración de plásmidos "libre", "directa" o "desnuda" es un método de administración de genes simple, aparentemente seguro y definido farmacéuticamente. Los estudios murinos, macacos y clínicos en humanos han demostrado la transfección de los tejidos respiratorios después de la aplicación directa de plásmido libre. El objetivo de este estudio fue desarrollar una alternativa simple y segura a la transducción de tejidos respiratorios, y específicamente proporcionar un marco teórico para desarrollar una categoría de adyuvantes, inhibidores de la nucleasa, que aumenten la actividad de transfección del plásmido libre. El plásmido que emplea el promotor/potenciador humano CMV IE para impulsar la expresión de la proteína reportera Photinus pyralis luciferasa se administró por vía intratraqueal en el pulmón de ratón con o sin el inhibidor de la nucleasa ácido aurintricarboxílico (ATA). Se utilizaron muestras de lavado y extractos de tejido para demostrar la inhibición de la actividad de la nucleasa pulmonar. Los estudios de escalada de dosis de ATA se realizaron mediante ensayos de homogeneización pulmonar para caracterizar la transfección. La toxicidad potencial se evaluó histológicamente. Los datos indican que las nucleasas presentes en los fluidos respiratorios aceleran el aclaramiento del plásmido biológicamente activo del pulmón, que la coadministración intratraqueal de ATA junto con el plásmido reduce el aclaramiento de ADN extracelular, y que este tratamiento da como resultado una mejora marcada de la expresión de proteínas reporteras. La dosis efectiva para la mejora de ATA de la transfección pulmonar directa fue de 0,5 mu g/g de peso en ratones, y la DL50 fue de aproximadamente 6 mu g/g. Estos hallazgos proporcionan una base teórica y práctica para un mayor desarrollo de un sistema alternativo de administración de genes: la tecnología de transfección respiratoria basada en plásmidos libres.
https://www.cell.com/molecular-therapy-family/molecular-therapy/fulltext/S1525-0016(00)90124-2
Se deben desarrollar métodos eficientes y seguros para administrar material genético exógeno en los tejidos antes de que se realice el potencial clínico de la terapia génica. Recientemente, la electroporación in vivo ha surgido como una tecnología líder para el desarrollo de terapias génicas no virales y vacunas de ácido nucleico (NAV). La electroporación (EP) implica la aplicación de campos eléctricos pulsados a las células para mejorar la permeabilidad celular, lo que resulta en el tránsito exógeno de polinucleótidos a través de la membrana citoplasmática. Tratamientos similares de campo eléctrico pulsado se emplean en una amplia gama de procesos biotecnológicos que incluyen EP in vitro, producción de hibridoma, desarrollo de animales transgénicos y electroquimioterapia clínica. Los estudios de administración de genes electroporativos se benefician de la literatura bien desarrollada que puede usarse para guiar el diseño experimental y la interpretación. Tanto la teoría como el análisis experimental predicen que los parámetros críticos que gobiernan la eficacia de la EP incluyen el tamaño celular y la intensidad del campo, la duración, la frecuencia y el número total de pulsos aplicados. Estos parámetros deben optimizarse para cada tejido con el fin de maximizar la entrega de genes y minimizar el daño celular irreversible. Al proporcionar una visión general de la teoría y la práctica de la transferencia de genes electroporativos, esta revisión tiene la intención de ayudar a los investigadores que desean emplear el método para la terapia génica preclínica y traslacional, nav e investigación genómica funcional.
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30496697/
Nanopartículas magnéticas de óxido de hierro para la administración de fármacos: aplicaciones y características
Introducción: Durante muchos años, la administración controlada de compuestos terapéuticos ha sido un asunto de gran interés en el campo de la nanomedicina. Entre la gran cantidad de nanoportadores de fármacos, las nanopartículas magnéticas de óxido de hierro (LANT) se destacan entre la multitud y constituyen nanoplataformas robustas, ya que pueden lograr una alta carga de fármacos, así como capacidades de orientación derivadas de sus notables propiedades (propiedades magnéticas y biológicas). Estas aplicaciones requieren un diseño preciso de las nanopartículas con respecto a varios parámetros que deben considerarse juntos para lograr la mayor eficacia terapéutica.
Áreas cubiertas: Esta breve revisión presenta los desarrollos recientes en el campo de la administración de fármacos dirigidos al cáncer utilizando nanoportadores magnéticos como sistemas de administración de fármacos.
Opinión de expertos: El diseño de nanoportadores que permiten la entrega eficiente de compuestos terapéuticos hacia ubicaciones específicas es una de las principales áreas de investigación en el campo de la administración de medicamentos dirigidos. Al dar forma precisa a las propiedades estructurales de las nanopartículas de óxido de hierro, los medicamentos cargados en las nanopartículas pueden guiarse de manera eficiente y entregarse selectivamente hacia ubicaciones específicas. Con estos objetivos en mente, se debe prestar especial atención a la farmacocinética y al comportamiento in vivo de los nanoportadores desarrollados.
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/labs/pmc/articles/PMC6567256/
Magnetoferritina: proceso, perspectivas y sus aplicaciones biomédicas
La ferritina es una proteína esférica de almacenamiento de hierro compuesta por 24 subunidades y un núcleo de hierro. Utilizando la mineralización biomimética, el óxido de hierro magnético se puede sintetizar en la cavidad de la ferritina para formar magnetoferritina (MFt). MFt, también conocida como proteína superparamagnética, es un nuevo nanomaterial magnético con buena biocompatibilidad y flexibilidad para aplicaciones biomédicas. Recientemente, se ha demostrado que MFt tenía orientabilidad tumoral y una actividad catalítica similar a la peroxidasa. Por lo tanto, MFt, con sus muchas propiedades únicas, proporciona una poderosa plataforma para el diagnóstico y la terapia de tumores. En esta revisión, discutimos la síntesis biomimética y las aplicaciones biomédicas de MFt.
SPIONS son nanopartículas de óxido de hierro que tienen forma estructural para permitir la entrega eficiente de productos farmacéuticos hacia ubicaciones específicas. Esencialmente, los SPIONS son nanoportadores que operan en una plataforma magnética. Cabe señalar que la ferritina es una proteína esférica de almacenamiento de hierro que se puede sintetizar con óxido de hierro magnético para formar una proteína superparamagnética llamada magnetoferritina (MFt). Para nosotros los laicos, SPIONS y MFt son casi indistinguibles, ya que MFt es simplemente ferritina que ha sido funcionalizada para ser superparamagnética debido a su núcleo de óxido de hierro
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/nn4035266
Maximización de las pérdidas histéricas en nanopartículas de ferrita magnética a través de la síntesis basada en modelos y la optimización de materiales
Este artículo desarrolla un conjunto de pautas de diseño para maximizar las características de disipación de calor de las nanopartículas de ferrita magnética MFe2O4 (M = Mn, Fe, Co) en campos magnéticos alternos. Utilizando la caracterización de nanopartículas magnéticas y estructurales, identificamos parámetros sintéticos clave en la descomposición térmica de precursores organometálicos que producen nanopartículas magnéticas optimizadas en una amplia gama de tamaños y composiciones. Los procedimientos sintéticos desarrollados permiten la producción a escala de gramos de nanopartículas magnéticas estables en tampón fisiológico durante varios meses. Nuestras nanopartículas magnéticas muestran algunas de las tasas de disipación de calor más altas, que están en acuerdo cualitativo con las tendencias predichas por un modelo de histéresis dinámica de inversión de magnetización coherente en partículas magnéticas de dominio único. Al combinar simulaciones físicas con técnicas robustas de síntesis escalable y caracterización de materiales, este trabajo proporciona un camino hacia un diseño basado en modelos de nanopartículas magnéticas adaptadas a una variedad de aplicaciones biomédicas que van desde la hipertermia del cáncer hasta el control remoto de la expresión génica
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/labs/pmc/articles/PMC7068712/
Avances recientes en hidrogeles magnéticos sensibles en ingeniería de tejidos
La ingeniería de tejidos es una estrategia prometedora para la reparación y regeneración de tejidos u órganos dañados. Los biomateriales son uno de los componentes más importantes en la ingeniería de tejidos. Recientemente, los hidrogeles magnéticos, que se fabrican utilizando partículas a base de óxido de hierro y diferentes tipos de matrices de hidrogel, se están volviendo cada vez más atractivos en aplicaciones biomédicas al aprovechar su biocompatibilidad, arquitecturas controladas y respuesta inteligente al campo magnético de forma remota. En esta revisión de la literatura, el objetivo es resumir el desarrollo actual de hidrogeles inteligentes magnéticamente sensibles en ingeniería de tejidos, que es de gran importancia pero aún no se ha visto de manera exhaustiva.
https://humaninternet.org/magnetic-nano-particles.html
https://patents.google.com/patent/US20200001104A1/en
Esquemas y dispositivos magnetomecánicos escalables para el control remoto de células mecanosensibles
La presente invención proporciona nuevos métodos y dispositivos para la estimulación remota de células mecanosensibles utilizando fuerzas inducidas magnéticamente que son significativamente más bajas en magnitud de lo que actualmente es posible. Los nuevos nanodiscos magnéticos anisotrópicos biocompatibles permiten la estimulación magnetomecánica remota de la señalización celular en células mecanosensibles a escala sin comprometer la viabilidad celular. Los métodos y dispositivos de la presente invención permiten la investigación de la mecanorrecepción en general, y en particular, para estudios en neurológicos, neurodegenerativos; y enfermedades neuromusculares
https://patents.google.com/patent/US9681979B2/en
Calentamiento independiente por multiplexación magnética de partes de un objetivo
Una localización espacial predeterminada se estimula operacionalmente de forma selectiva a través del calentamiento local mediante la exposición de la(s) partícula(s) magnética(s) asociada(s) a dicha localización a parámetros de campo magnético alterno de los que se eligen para generar pérdidas histeréticas en la(s) partícula(s) magnética(s). Cuando se asocian diferentes tipos de partículas con diferentes locales, como por ejemplo diferentes células biológicas, se puede acceder a diferentes células y estimularlas independientemente unas de otras. La conmutación entre la estimulación de un primer y un segundo tipo de células se lleva a cabo cambiando los parámetros del campo magnético estimulante, manteniendo opcionalmente el producto intensidad-frecuencia del campo sustancialmente constante. Las realizaciones facilitan la liberación multiplexada de cargas químicas, desencadenando cambios en la polarización eléctrica, y cambiando la forma de una unidad colocada en el lugar elegido
https://patents.google.com/patent/US20160346389A1/en
Nanopartículas paramagnéticas modificadas para la administración dirigida de terapias y métodos de las mismas
Aquí se describe un método para hacer nanopartículas paramagnéticas modificadas con una eficiencia de carga terapéutica mejorada y propiedades de circulación mejoradas. El método consiste en recubrir una nanopartícula paramagnética (PMNP) con un recubrimiento hidrófobo que comprende un fármaco lipofílico y un polímero. También se describe en este documento un PMNP y una composición que comprende PMNP. En ciertas realizaciones, los PMNP han mejorado la permeabilidad a través de la barrera hematoencefálica. También se describe aquí un método de uso del PMNP para el tratamiento de enfermedades. En ciertas realizaciones, el método de tratamiento es una terapia combinada. Aquí se describen imágenes de la administración terapéutica de PMNP y métodos de diagnóstico utilizando el PMNP. También se describe en este documento un kit de diagnóstico que comprende el PMNP. La invención proporciona composiciones que comprenden una nanopartícula paramagnética que tiene un recubrimiento externo que comprende una pequeña molécula orgánica, un polímero, una proteína sanguínea, ácido oleico, un farmacéutico lipofílico o un efector alostérico de hemoglobina, así como métodos de fabricación de la misma, y su uso en el tratamiento y la imagen
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/labs/pmc/articles/PMC8540537/
Funcionalización de nanopartículas de ferritina para el desarrollo de vacunas
En la última década, el interés en las vacunas basadas en ferritina ha ido en aumento debido a su seguridad e inmunogenicidad. Los candidatos contra una amplia gama de patógenos se encuentran ahora en ensayos clínicos de Fase I, a saber, para los virus de la influenza, Epstein-Barr y SARS-CoV-2. Los desafíos de fabricación relacionados con la heterogeneidad de partículas, el plegamiento inadecuado de antígenos fusionados y la interferencia de antígenos con interacciones entre subunidades aún deben superarse. Además, los protocolos deben estandarizarse para que el bioproceso de producción se vuelva reproducible, lo que permite que las terapias basadas en ferritina estén fácilmente disponibles. En esta revisión, se presentan los bloques de construcción que permiten la formulación de vacunas a base de ferritina en una etapa experimental, incluido el diseño, la producción y la purificación. Se discuten nuevas estrategias de bioingeniería para funcionalizar nanopartículas de ferritina basadas en ensamblaje modular, lo que permite eludir los desafíos asociados con la fusión genética. Se comparan distintos enfoques ascendentes / descendentes para producir vacunas basadas en ferritina y su impacto en el rendimiento de la producción y la eficacia de la vacuna. Finalmente, se resumen las nanopartículas de ferritina utilizadas actualmente en el desarrollo de vacunas y ensayos clínicos.
https://www.nature.com/articles/s41586-021-04388-0
Sorprendente evasión de anticuerpos manifestada por la variante Omicron del SARS-CoV-2
La variante Omicron (B.1.1.529) del SARS-CoV-2 (coronavirus 2 del síndrome respiratorio agudo severo) se detectó recientemente en el sur de África, pero su propagación posterior ha sido extensa, tanto a nivel regional como mundial.1. Se espera que se convierta en dominante en las próximas semanas.2, probablemente debido a una mayor transmisibilidad. Una característica llamativa de esta variante es el gran número de mutaciones de picos.3 que representan una amenaza para la eficacia de las vacunas actuales contra la COVID-19 (enfermedad por coronavirus 2019) y las terapias con anticuerpos4. Esta preocupación se ve amplificada por los hallazgos de nuestro estudio. Encontramos que B.1.1.529 es marcadamente resistente a la neutralización por suero no solo de pacientes convalecientes, sino también de individuos vacunados con una de las cuatro vacunas COVID-19 ampliamente utilizadas. Incluso el suero de personas vacunadas y potenciadas con vacunas basadas en ARNm exhibió una actividad neutralizante sustancialmente disminuida frente a B.1.1.529. Al evaluar un panel de anticuerpos monoclonales contra todos los grupos de epítopos conocidos en la proteína espiga, observamos que la actividad de 17 de los 19 anticuerpos probados fue abolida o deteriorada, incluidos los actualmente autorizados o aprobados para su uso en pacientes. Además, también identificamos cuatro nuevas mutaciones de pico (S371L, N440K, G446S y Q493R) que confieren una mayor resistencia de anticuerpos a B.1.1.529. La variante de Omicron presenta una seria amenaza para muchas vacunas y terapias existentes contra la COVID-19, lo que obliga al desarrollo de nuevas intervenciones que anticipan la trayectoria evolutiva del SARS-CoV-2.
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1001841720304228
Magnetofection: Nanopartículas magnéticas mágicas para la entrega eficiente de genes
Las nanopartículas magnéticas (MNP) se han convertido en un punto caliente de investigación y ampliamente utilizado en el campo biomédico en las últimas décadas debido a sus propiedades magnéticas únicas. Esta minirevisión resume la transfección génica específica de partículas magnéticas (magnetofection) durante el proceso dinámico de entrega de genes (unión génica, captación celular, escape endosomal, tráfico intracelular y orientación in vivo). Mientras tanto, también se ha discutido la aplicación biomédica sinérgica de la magnetofección y los efectos de los MNP, incluidas las imágenes de resonancia magnética (MRI), la hipertermia mediada magnéticamente (MMH), la reacción de Fenton y la autofagia. Finalmente, se esperó brevemente la perspectiva clínica de magnetofection
https://www.mdpi.com/2079-9292/10/24/3175/htm
Fabricación inteligente e Internet táctil basado en 5G en la Industria 4.0: desafíos, aplicaciones y nuevas tendencias
Para muchas aplicaciones implementadas en redes de fabricación, la latencia de comunicación ha sido una barrera importante. A pesar del constante desarrollo de protocolos y estándares de comunicación mejorados durante la Industria 4.0, el problema de latencia persiste, disminuyendo la calidad de los servicios (QoS) y la calidad de la experiencia (QoE). Internet táctil (TI), con su alta disponibilidad, seguridad y latencia ultrabaja, agregará una nueva dimensión a la interacción hombre-máquina (HMI) al permitir sensaciones hápticas y táctiles. El Internet táctil (TI) es una tecnología de vanguardia que utiliza comunicaciones 5G y más allá (B5G) para permitir la interacción en tiempo real de datos hápticos a través de Internet entre extremos táctiles. Esta tecnología emergente de TI se considera como el próximo paso evolutivo para el Internet de las Cosas (IoT) y se espera que provoque cambios masivos hacia la Sociedad 5.0 y aborde problemas complejos en la sociedad actual. Con ese fin, los sistemas de comunicación móvil 5G admitirán la TI en el borde inalámbrico. Como resultado, TI se puede utilizar como columna vertebral para la mitigación de retrasos junto con las redes 5G, lo que permite aplicaciones de baja latencia ultra confiables como la fabricación inteligente, la realidad virtual y la realidad aumentada. En consecuencia, el propósito de este documento es presentar el estado actual de 5G y TI, así como los desafíos y las tendencias futuras para las redes 5G más allá de 2021, así como un marco conceptual para integrar 5G y TI en los estudios de casos industriales existentes, con un enfoque en los aspectos de diseño y las capas de TI, como las capas maestra, de red y esclava. Finalmente, se resumen las publicaciones clave centradas en las tecnologías facilitadoras clave de TI y se discute la era más allá de 5G hacia la Sociedad 5.0 basada en sistemas ciberfísicos
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32691747/
Nanohíbrido de óxido de grafeno reducido decorado con óxido de hierro/oro como agente de termoradioterapia
El enfoque principal del estudio actual es la fabricación de un nanohíbrido multifuncional basado en nanopartículas de óxido de grafeno (GO) / óxido de hierro / oro (NP) como agente combinatorio de tratamiento del cáncer. Los NP de óxido de oro y hierro se formaron en los GONP a través del enfoque de síntesis in situ. Las caracterizaciones mostraron que los NP de oro y óxido de hierro se formaron en el GO. La evaluación de la toxicidad celular reveló que el nanohíbrido fabricado exhibió una toxicidad insignificante contra las células MCF-7 en dosis bajas (<50 ppm). La medición de la temperatura mostró una elevación del calor dependiente del tiempo y la dosis bajo la interacción del nanohíbrido con la onda de radiofrecuencia (RF). La temperatura más alta se registró utilizando nanohíbridos de concentración de 200 ppm durante 40 minutos de exposición. Los tratamientos combinatorios demostraron que la muerte celular máxima (media del 53%) se indujo con la combinación del nanohíbrido con ondas de RF y radioterapia (RT). El estudio mecanicista utilizando la técnica de citometría de flujo ilustró que la apoptosis temprana era la principal muerte celular subyacente. Además, el factor de aumento de la dosis de 1,63 y 2,63 se obtuvo de RT y RF, respectivamente. En resumen, los hallazgos de los autores indicaron que el nanohíbrido preparado podría considerarse como agentes multifuncionales y combinatorios de terapia contra el cáncer.
Este artículo no explica mucho, pero hay investigación, y como de costumbre parece tener potencial para el bien, o para mucho mal.
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/nn300060u
Detección nanomagnética de interacciones de proteínas de plasma sanguíneo con nanopartículas de óxido de hierro: impacto en la absorción de macrófagos
Una de las primeras biointeracciones de nanopartículas magnéticas con sistemas vivos se caracteriza por la formación de complejos nanopartículas-proteínas. Las proteínas abarcan dinámicamente las partículas en la proteína corona. Aquí proponemos un método basado en el nanomagnetismo que permite un seguimiento in situ específico de las interacciones entre las nanopartículas de óxido de hierro y el plasma sanguíneo. El seguimiento de la orientación de las nanopartículas a través de su señal de birrefringencia óptica inducida por un campo magnético externo proporciona una detección cuantitativa en tiempo real de la proteína corona en la superficie de las nanopartículas y evalúa el eventual inicio de la agregación de partículas. Dado que algunas de las proteínas plasmáticas pueden causar agregación de partículas, utilizamos el fraccionamiento magnético para separar los grupos de nanopartículas (inducidas por "proteínas desestabilizadoras") de nanopartículas bien dispersas, que permanecen aisladas debido a una corona estabilizadora que involucra otros tipos diferentes de proteínas. Nuestro estudio muestra que la "identidad biológica" (obtenida después de que las partículas hayan interactuado con las proteínas) y el estado de agregación (agrupado versus aislado) de las nanopartículas dependen no solo de su recubrimiento superficial inicial, sino también de la concentración de plasma en la suspensión. Las bajas concentraciones plasmáticas (que generalmente se usan in vitro) conducen a diferentes complejos de proteínas / nanopartículas que el plasma puro, que refleja las condiciones in vivo. Como consecuencia, al imitar las condiciones in vivo, mostramos que los macrófagos pueden percibir varias poblaciones diferentes de complejos de nanopartículas / proteínas (que difieren en el estado físico y en la naturaleza de las proteínas asociadas) y absorberlas en una medida diferente. Cuando se extrapolan a lo que sucedería in vivo, nuestros resultados sugieren una gama de respuestas celulares a una variedad de complejos de nanopartículas / proteínas que circulan en el cuerpo, lo que afecta su distribución tisular y su eficiencia y seguridad para uso diagnóstico y terapéutico.
https://news.mit.edu/2020/remote-control-hormone-release-nanoparticles-0410
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https://wrenchinthegears.com/2021/12/22/poverty-identity-and-child-gamers-in-rios-favelas/
https://mutantdx.com/wp-content/uploads/2019/01/MultiGEN-Sequencing.pdf
https://mutantdx.com/principals/ https://clpmag.com/disease-states/cancer/multigen-diagnostics-launches-dna-sequencing-technology/
https://pitchbook.com/profiles/company/56240-92#overview
https://pitchbook.com/profiles/investor/51004-81#overview
http://www.vencorecapital.com/clients/by_industry/
https://westernmedical.ca/employees/roger-g-hodkinson/
https://westernmedical.ca
https://www.walshmedicalmedia.com/proceedings/improved-internal-control-for-molecular-diagnosis-assays-34092.html
Tecnología MultiGEN: "ensayos multiplexados basados en una nueva modificación del método de secuenciación Sanger 'Gold Standard'". ¿Te suena familiar: https://www.thermofisher.com/us/en/home/life-science/sequencing/sanger-sequencing/applications/sars-cov-2-research.html?
https://cs.uwaterloo.ca/~mannr/Roger%20Hodkinson%2011621-1.pdf.
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