El objetivo general de este proyecto es el desarrollo de nuevos agentes de contraste (CAs) para mejorar el diagnóstico médico mediante el uso de dos técnicas avanzadas de imagen como la resonancia magnética (MRI) y la imagen luminiscente. Específicamente, se planea desarrollar CAs de MRI duales (T1-T2) y sondas con luminiscencia persistente (PersL). La obtención de dos imágenes de resonancia (denominadas imagen promediada en T1 y en T2) es muy útil pues ayuda a eliminar falsos positivos mediante la validación cruzada de ambas. La ventaja de los agentes de contraste de MRI duales frente a los simples es que un único agente permite obtener los dos tipos de imágenes, evitando así la exposición del paciente a dos agentes externos. Por su parte, el empleo de sondas con PersL para la obtención de imagen luminiscente permite mejorar notablemente la relación señal ruido de la imagen puesto que, al irradiar la sonda fuera del organismo, se evita la autofluorescencia de los tejidos biológicos. Además, la eliminación de la irradiación directa (normalmente luz ultravioleta) evita daños a dichos tejidos. Ambos tipos de CAs (MRI y PersL) consistirán en nanopartículas (NPs) uniformes de diversas matrices inorgánicas cuidadosamente seleccionadas basadas en cationes lantánidos, cuyas propiedades magnéticas y luminiscentes los hacen ideales para las aplicaciones perseguidas. En cuanto a los CAs de MRI, se abordarán dos tipos de arquitecturas consistentes en NPs de fase única, donde los lantánidos activos en T2 (Dy3+) y en T1 (Gd3+ o Mn2+) se encuentran en disolución sólida, y NPs con arquitectura core-shell, donde los iones T2 se localizan en el núcleo y los T1, en la corteza. En ambos casos, se ensayarán matrices de fosfato, vanadato y molibdato, que han mostrado ser adecuadas en el caso de CAs de MRI simples. Por su parte, en el caso de las sondas para imagen luminiscente se planea sintetizar, en forma de NPs uniformes, diversos compuestos que han mostrado excelente luminiscencia persistente pero que hasta el momento solo se han fabricado en forma másica, no adecuada para aplicaciones biomédicas. Concretamente se abordarán diversas matrices de germanato y galato dopadas con iones lantánidos (Pr3+, Yb3+) que emiten luz infrarroja dentro de las ventanas biológicas, donde la radiación no es absorbida por los tejidos biológicos, aumentando así su capacidad de penetración y facilitando por tanto la obtención de la bioimagen. Ambos tipos de NPs (CAs duales T1-T2 y NPs con PersL) serán sometidas a procesos de funcionalización y bioconjugación para para dotarlas de estabilidad coloidal y de capacidad de reconocimiento de tumores específicos. Se analizará asimismo su biocompatibilidad mediante el análisis de la citotoxicidad y, finalmente, los CAs óptimos se aplicarán en la obtención de imagen de resonancia magnética e imagen luminiscente, in vitro e in vivo, utilizando ratones como modelo. El equipo investigador posee sobrada experiencia en la síntesis de NPs inorgánicas basadas en elementos lantánidos y dispone de la mayoría de los medios necesarios para su caracterización morfológica, estructural y química, así como para el estudio de sus propiedades luminiscentes. Además, dicho equipo cuenta con el apoyo de investigadores de otras instituciones que colaborarán en el desarrollo de algunas tareas del proyecto relacionadas con los estudios de bioconjugación, biocompatibilidad y registro de imagen, lo que garantiza el correcto desarrollo del mismo.
