Descripció del projecte
A partir dels últims resultats obtinguts de la col·laboració entre el grup del Dr. Marchán ubicat al Departament de Química Inorgànica i Orgànica de la Universitat de Barcelona i la divisió de nanomedicina de l’empresa Ecopol Tech (J. Bonelli et al. Improving Photodynamic Therapy Anticancer Activity of a Mitochondria-Targeted Coumarin Photosensitizer Using a Polyurethane–Polyurea Hybrid Nanocarrier. Biomacromolecules 2022, 23, 2900–2913; J. Bonelli et al. Polyurethane–polyurea hybrid nanocapsules as efficient delivery systems of anticancer Ir(III) metallodrugs. Inorg. Chem. Front. 2022, 9, 2123–2138; J. Bonelli et al. Novel tumor-targeted self-nanostructured and compartmentalized water-in-oil-in-water polyurethane-polyurea nanocapsules for cancer theragnosis. Article enviat per a publicació) es pretén, en el marc d’aquest programa de Doctorat Industrial, aprofundir en el desenvolupament de noves nanomedicines basades en nanocàpsules híbrides de poliuretà/poliurea com a vehicles per a l’alliberament controlat d’actius farmacèutics. Aquest tipus d’eines nanotecnològiques permeten augmentar considerablement l’estabilitat dels compostos en qüestió ja que, un cop inoculats en l’organisme, podrien ser susceptibles d’experimentar algun tipus de degradació, inactivació o fins i tot de desencadenar efectes adversos mentre estan presents en el torrent sanguini. Així doncs, les nanocàpsules polimèriques de poliuretà/poliurea haurien de permetre concentrar l’efecte del principi actiu en un compartiment determinat de l’organisme, afavorint-ne així l’eficàcia i la selectivitat i reduint efectes secundaris adversos. A més, l’alliberament de l’actiu només en produiria en determinades condicions o quan tingui lloc la sobreexpresió d’algun agent associat amb una certa patologia. D’altra banda, cal destacar també que les càpsules han de tenir un interval de mida adient que permeti el correcte transport a través del torrent sanguini, evitant quedar retingudes en filtres presents en certs òrgans i passant desapercebudes pel sistema reticuloendotelial fins que s’arribi al teixit diana on han d’efectuar la seva funció.
Més concretament, en aquest projecte de doctorat industrial es vol aprofundir en les aplicacions oncològiques que ofereixen les nanomedicines basades en nanocàpsules de poliuretà/poliurea per a desenvolupar noves eines terapèutiques basades en dos tipus de compostos bioactius:
i) Fotosensibilitzadors per a teràpia fotodinàmica anticancerígena (PDT, per les seves sigles en anglès). Es plantejarà l’encapsulació tant de fotosensibilitzadors basats en fluoròfors orgànics com en complexos metàl·lics desenvolupats en el grup del Dr. Marchán i que presenten unes propietats molt prometedores per a la teràpia anticancerígena ja que son fotoactivables mitjançant irradiació en la finestra fototerapèutica (650-800 nm), inclús en condicions d’hipòxia, la qual cosa obre la porta al tractament de tumors hipòxics profunds.
ii) Oligonucleòtids sintètics per al tractament del càncer i altres teràpies gèniques. En aquest sentit, s’estudiarà l’encapsulació de diferents tipus d’oligonucleòtids terapèutics (antisentit, siRNAs, anàlegs modificats, etc) mitjançant la tecnologia d’encapsulació recentment devenvolupada a Ecopol Tech (“Nanotechnological platform based on polyurethane/polyurea chemistry to furnish water-oil-water multi walled and functionalizable nanocapsules and their preparation process”. PCT/EP2022/058801) i que permet encapsular compostos hidrofílics com son els oligonucleòtids.
Finalment, cal destacar que les nanocàpsules s’avaluaran in vitro per tal de conèixer la seva eficàcia enfront l’administració del compost bioactiu lliure, així com també altres paràmetres com són la selectivitat per un cert tipus de cèl·lules, el mecanisme d’internalització o la finestra terapèutica. Per altra banda, també es planteja fer estudis de biodistribució i farmacocinètica in vivo per tal d’analitzar el comportament d’aquests nous sistemes una vegada administrats en ratolins. Pels cultius cel·lulars se seguiran els protocols estàndard per a estudis d’eficàcia i citotoxicitat, i s’explorarà la possibilitat d’establir col·laboracions amb diferents grups de recerca, tant públics com privats, que treballin a nivell biològic en projectes d’interès comú.
