El proyecto BOW (siglas en inglés de Biogenic Organotrophic Wetsuits), financiado por Horizonte 2020, ha tenido como objetivo la hibridación de membranas de vesículas extracelulares (EVs) con nanopartículas magnéticas. Esto quiere decir fabricar nanopartículas magnéticas rodeadas de una membrana de EV. Y diréis ¿y eso qué es y para qué vale? Pues vamos a verlo.

Vesículas extracelulares

Las vesículas extracelulares (EVs) son estructuras delimitadas por membranas lipídicas (igual que la membrana celular) y que son liberadas por las células. Actúan como vehículos de comunicación natural entre células y desempeñan un papel fundamental en la transferencia de lípidos, proteínas y ácidos nucleicos y en la mediación de procesos fisiológicos. Hay EVs en la sangre, la saliva, la leche… Al principio se creía que las vesículas extracelulares eran un mecanismo que tenía la célula para deshacerse de material no deseado. Posteriormente se demostró que participaban en otro tipo de procesos, como la comunicación célula-célula, la presentación de antígenos o los procesos de metástasis.

El proyecto BOW ha buscado aprovechar la precisión natural, la circulación y las capacidades de orientación de las vesículas extracelulares.

Esquema de la formación de vesículas, tomado de https://mmegias.webs.uvigo.es/5-celulas/ampliaciones/5-vesiculas-extracel.php

Nanopartículas

En Dciencia os llevamos hablando ya bastantes años de nanociencia y nanotecnología. Los nanomateriales y los nanodispositivos son una tecnología que se va a convertir en una de las piezas clave para llegar a la tan ansiada medicina de precisión personalizada. Se trata de materiales o partículas a una escala de nanómetros. Un nanómetro son 0,000 000 001 metros, o, para hacernos mejor a la idea: un pelo humano tiene, aproximadamente, 60.000 nanómetros de espesor. Es decir, estamos hablando de tamaños que se utilizan para medir, por ejemplo, la distancia entre átomos. ¿Y de verdad podemos fabricar cosas tan pequeñas y que valgan para algo? La respuesta es sí. En el proyecto Bow, concretamente han trabajado con nanopartículas magnéticas.

Objetivo

Como se ha comentado más arriba el objetivo de BOW ha sido crear nanopartículas magnéticas híbridas con una superficie de membrana hecha a partir de vesículas extracelulares. ¿Para qué? Para mejorar la biocompatibilidad de los nanomateriales sintéticos. Las nanopartículas son algo “ajeno” a nuestro organismo, por lo que puede dar lugar a problemas de rechazo. Al meterlas en un “traje de neopreno” de EVs, como les gusta llamarlo a los investigadores de BOW, se logran unos nanohíbridos que de esa manera no son vistos como ajenos por el sistema inmune y que, además, se pueden dirigir de manera específica a tumores u órganos concretos.

Equipo

Este proyecto, financiado con 4,5 millones de los fondos europeos Horizon 2020, ha contado con la participación de 11 socios de 7 países diferentes. Ha estado coordinado por el CSGI italiano y ha incluido a dos socios españoles, el grupo de Nanotecnología y Magnetismo de la Universidad de Santiago de Compostela y Zabala Innovation, consultora especializada en la gestión de la innovación.

Resultados

El proyecto BOW ha finalizado oficialmente el 31 de octubre de 2024. A lo largo de estos cuatro años de investigación, se han logrado una serie de hitos esenciales.

Así, se han producido y caracterizado vesículas extracelulares y nanobloques magnéticos. A partir de microalgas y células madre mesenquimales se han fabricado EVs de alta calidad y de una manera reproducible. Así, por ejemplo, han logrado demostrar que EVs obtenidas de un alga son biocompatibles y muestras tendencia a localizarse en el hueso. Además, tienen propiedades antioxidantes y antiinflamatorias.

Por otra parte, también se han sintetizado nanopartículas superparamagnéticas de óxido de hierro. El hecho de que sean magnéticas es crucial para permitir su manipulación remota por medio de campos magnéticos externos. Estas partículas, que son las que se han envuelto en el traje de las EVs, incluyen además moléculas fluorescentes para facilitar su detección óptica, además de la detección por medios magnéticos.

Otro éxito importante es la creación de lo que podíamos llamar un “vestidor” de microfluidos, donde a estas nanopartículas se les pone el traje membranoso de las EVs. Para ello se han empleado liposomas como una composición que imita la de las membranas de las EVs. Además, se ha comprobado que al rodear las nanopartículas con estas membranas, se disminuye mucho la toxicidad de las mismas.

Este proyecto ha dado lugar a unas treinta publicaciones científicas, así como numerosas presentaciones en congresos.

Importancia

Este proyecto multidisciplinar, con físicos, químicos, biólogos… ha permitido desarrollar esta tecnología innovadora, demostrada con éxito en entornos de laboratorio. El proyecto representa un paso más en el desarrollo de nanodispositivos y materiales implantables. La capacidad de dotar de funciones biomiméticas a nanodispositivos sintéticos abre nuevas posibilidades para tratamientos y diagnósticos personalizados, con posibles aplicaciones en cáncer, infecciones y otras enfermedades, como la fibrosis tisular o las enfermedades neurodegenerativas. Además, las innovaciones del proyecto podrían tener potencial comercial en el sector cosmecéutico, ya que las vesículas extracelulares son prometedoras en la reparación y regeneración de la piel.

Futuro

El equipo espera explorar nuevas oportunidades para continuar este importante trabajo y acercarlo a aplicaciones del mundo real. De hecho, se plantea la posibilidad de pedir un segundo proyecto, un BOW 2, que permita continuar con la investigación, dados los buenos resultados obtenidos en estos cuatro años.