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Resumen del póster presentado a la 8ª Jornada de Jóvenes Investigadores (Química y Física) de Aragón, celebrada en Zaragoza el dia 22 de noviembre de 2018., En las últimas décadas, se han desarrollado múltiples tipos de nanopartículas para el transporte de agentes terapéuticos y de diagnóstico debido a las importantes ventajas que ofrecen dependiendo de sus propiedades físicoquímicas. La línea de investigación del grupo está enfocada en el desarrollo de nanotransportadores biocompatibles para aplicaciones biomédicas y biotecnológicas. En particular, los nanotransportadores sintetizados para este trabajo son nanocápsulas formadas por un núcleo lipídico anfifílico, que permite la encapsulación tanto de moléculas hidrofóbicas como hidrofílicas, rodeado por un recubrimiento polimérico que aumenta la estabilidad y protege la molécula encapsulada de la degradación. Para el recubrimiento polimérico se ha utilizado quitosano, que es un polisacárido biocompatible rico en grupos amino, lo que hace que sea muy fácil funcionalizar las nanocápsulas con otras moléculas para modificar sus propiedades según las necesidades. El material obtenido ha sido caracterizado en términos de tamaño (100-200 nm de diámetro medio) y potencial Z (positivo). Hasta la fecha se ha logrado encapsular moléculas activas, como antibióticos, ácidos nucleicos y proteínas, moléculas fluorescentes y nanopartículas inorgánicas.

Resumen del trabajo presentado a la IV Reunión de Jóvenes Investigadores en Coloides e Interfases, celebrada en Córdoba del 7 al 9 de febrero de 2018., J. I. L. acknowledges financial support from Universidad de Zaragoza (JIUZ-2014-CIE-03), European Union (Marie Sklodowska-Curie grant agreement No. 657215) and MINECO (Ramón y Cajal grant RYC-2015-17640).

Resumen del póster presentado a la 8ª Jornada de Jóvenes Investigadores (Química y Física) de Aragón, celebrada en Zaragoza el dia 22 de noviembre de 2018., La esclerosis múltiple es una enfermedad crónica autoinmune que se caracteriza por la desmielinización del sistema nervioso central lo que daña severamente su funcionalidad. Se relaciona con procesos de inflamación causados por linfocitos T autorreactivos que sobreexpresan las integrinas α4β1 y α4β7, gracias a las cuales llegan al cerebro cruzando la barrera hematoencefálica. Así, los ligandos de estas integrinas (VCAM1 and MAdCAM1) pueden ser una diana perfecta para prevenir estos procesos de inflamación. Las nanopartículas de oro presentan baja toxicidad y propiedades que las hacen idóneas para aplicaciones en terapia y diagnóstico. En este trabajo proponemos la funcionalización con seis peptidomiméticos de los ligandos VCAM1 and MAdCAM1 para que interaccionen con las integrinas presentes en células T autorreactivas y crear un instrumento de imagen y terapia de la esclerosis múltiple. Los peptidomiméticos se acoplaron sobre nanoesferas de oro de 14 nm recubiertas con ácido ω-mercaptopolietilenglicol-α-carboxílico. La funcionalización se llevó a cabo a través de formación de un enlace amida para lo que se estudiaron diferentes condiciones de reacción. Se realizó la caracterización físico-química de las nanopartículas funcionalizadas y se estudió su internalización en células Jurkat (línea inmortalizada de linfocitos T humanos) encontrando una mayor internalización de las nanopartículas funcionalizadas.

Resumen del póster presentado a la 8ª Jornada de Jóvenes Investigadores (Química y Física) de Aragón, celebrada en Zaragoza el dia 22 de noviembre de 2018., Este trabajo se basa en metodologías novedosas para la encapsulación de nanopartículas de oro (AuNPs) en hidrogeles de quitosano para aumentar su aplicabilidad y eficiencia en aplicaciones biomédicas. Las propiedades ópticas únicas de las AuNPs permiten su aplicación para terapia fototérmica. En la terapia fototérmica las AuNPs se emplean para convertir luz en calor para la destrucción de las células diana, por ejemplo de células cancerígenas. Las AuNPs anisotrópicas como los nanorods, nanoprisms o nanostars, son las más comúnmente empleadas al absorber la luz infrarroja que es inocua para los tejidos celulares. En un trabajo previo, comparamos la eficiencia para terapia fototérmica de dos tipos diferentes de AuNPs: nanorods y nanoprisms de oro. Aunque ambos eran eficientes convertidores fototérmicos, los estudios in vitro demostraron claramente que los nanoprismas eran más eficientes para causar la muerte celular debido a su mayor internalización celular, mientras que los nanorods no podían emplearse en esta aplicación debido a su extremadamente baja internalización celular. Sin embargo, tuvimos éxito en mejorar drásticamente la eficiencia de los nanorods para terapia fototérmica atrapándolos en un hidrogel de quitosano con adherencia celular. Estos nanocontenedores no presentaban citotoxicidad y eran capaces de adherirse a las membranas citoplasmáticas, de forma que ya no era necesaria la internalización de las nanopartículas, convirtiéndose en eficientes agentes para la terapia fototérmica. Sin embargo la metodología de síntesis empleada no nos permitía un buen control sobre la dispersión de tamaños ni la morfología de los hidrogeles sintetizados. Para mejorar estas desventajas, recientemente hemos desarrollado una novedosa estrategia para la microencapsulación de AuNPs en hidrogeles de quitosano mediante tecnología Inkjet. La tecnología Inkjet, al ser una tecnología automática, continua, fácilmente escalable y de alta eficiencia de encapsulación presenta unas características que le confieren un alto potencial para la microencapsulación a escala industrial. En particular, nuestra aproximación ha demostrado un excelente control sobre el tamaño de las microcápsulas formadas, una elevada eficiencia de encapsulación y un buen rendimiento, produciendo microcápsulas de quitosano con nanopartículas de oro muy resistentes a la degradación frente al pH (2-10) y en diferentes medios fisiológicos. Además estas micropartículas no presentan ninguna citotoxicidad en los cultivos celulares, abriendo la puerta a esta metodología para futuras aplicaciones biotecnológicas de gran interés.

Trabajo presentado al Research Network EU-Japan Meeting and Workshop, celebrado en Zaragoza (España) los dias 29 y 30 de junio de 2018.

Resumen del trabajo presentado al 8th Forum on New Materials - CIMTEC, celebrado en Perugia (Italia) del 10 al 14 de junio de 2018., In this talk we describe the synthesis and functionalization of magnetic and gold nanoparticles as therapeutic and diagnosis tools against cancer: -Gold nanoprisms (NPRs) have been functionalized with PEG, glucose, cell penetrating peptides, antibodies and/or fluorescent dyes, aiming to enhance NPRs stability, cellular uptake and imaging capabilities. Cellular uptake and impact was assayed by a multiparametric investigation on the impact of surface modified NPRs on mice and human primary and transform cell lines. Under NIR illumination, these nanoprobes can cause apoptosis. The nanoparticles have also been used for optoacoustic imaging and tumoral marker detection using a novel type of thermal ELISA nanobiosensor using a thermosensitive support. -Magnetic nanoparticles functionalized with DNA molecules and further hybridizing with different length fluorophore-modified DNA have allowed the determination of temperature spatial mapping induced by the application of an alternating magnetic field. Due to the design of these DNAs, different denaturalization temperatures could be achieved. The quantification of the denaturalized DNA, and by interpolation onto a Boltzmann fitting model, it has been possible to calculate the local temperature increments at different distances.

Resumen del trabajo presentado a la 12th International Conference on the Scientific and Clinical Applications of Magnetic Carriers, celebrada en Copenhague (Dinamarca) del 22 al 26 de mayo de 2018., Due to their size-tunable physical and chemical properties, magnetic nanoparticles (MNPs) have demonstrated a wide range of applications in healthcare and life science. In particular, the well-known property of remotely inducing local heat when an alternating magnetic field (AMF) is applied has opened a new area of research called Magnetic Hyperthermia. Traditionally, the activation of these MNPs as nanoheaters has been used seeking the destruction of tumoral cells. In this work, however, we want to show that it is possible to use the heat generated by AMF for a different purpose: to locally reach an optimal temperature (45ºC) that enhances the conversion of a prodrug (indole-3-acetic acid) into a drug (peroxylated radicals) by a therapeutic enzyme (horseradish peroxidase, HRP). has been optimized. Different biohybrids (biosilica+MNP+HRP) were prepared using polyethylenimines of different molecular weight (1300 and 60000 daltons) as amino catalysts for the formation of the silica nanoparticles. Besides, the combination of enzyme crosslinking and the addition of polyols during encapsulation, provided a 250 times increase in the halflife time of the enzyme at 50°C. After carrying out and extensive physicochemical characterization (SEM, TEM, DLS, SQUID, ICP-OES...), it was demonstrated that by applying AMF it is possible to reach local temperatures higher than 45°C within the enzymes microenvironment without an increase in the overall temperature of the reaction medium. These results show that it is possible to think about developing a novel >on/off> switch approach for the remote conversion of pro-drugs in cancer therapy by enzymes of thermal origin that show little or no activity at 37ºC. This would allow a precise remote control of the therapy that solves a limitation of the current strategies that could not avoid its activation outside the target site.

Resumen del trabajo presentado a la 8ª Jornada de Jóvenes Investigadores (Química y Física) de Aragón, celebrada en Zaragoza el dia 22 de noviembre de 2018.

Resumen del póster presentado a la 8ª Jornada de Jóvenes Investigadores (Química y Física) de Aragón, celebrada en Zaragoza el dia 22 de noviembre de 2018., Una de las propiedades más singulares de las nanopartículas magnéticas (NPMs) es su capacidad de generar calor en presencia de un campo magnético alterno, fenómeno también conocido como hipertermia magnética (HM). Con el presente proyecto se plantea una aplicación sin precedentes de la HM, la cual va a ser orientada hacia el campo de la transfección celular o introducción de material genético exógeno en células. Para ello, mediante una innovadora estrategia basada en el uso de la química click bioortogonal, se plantea la unión covalente de NPMs en la membrana de células vivas. Esta particular localización subcelular de las NPMs, permitirá la inducción de calor de manera localizada favoreciendo la aparición de cambios reversibles en la permeabilidad y fluidez de la membrana celular. La membrana de células tumorales de cáncer de mama (MCF7) ha sido modificada satisfactoriamente con grupos azida a través de ingeniería glicometabólica para la posterior reacción “click” de NPMs funcionalizadas con ciclooctinos mediante una cicloadición [3+2] azida-alquino. NPMs de óxido de hierro hidrofóbicas de 12 nm han sido sintetizadas por descomposición térmica y posteriormente transferidas a fase acuosa mediante recubrimiento con un polímero anfifílico. Con el propósito de favorecer la estabilidad coloidal y la biocompatibilidad, se han llevado a cabo distintas estrategias de funcionalización con polietilenglicol (PEG) y ciclooctino. Resultados recientes obtenidos mediante microscopía de fluorescencia han permitido confirmar la unión de las NPMs a la membrana celular. Próximamente se abordará la HM utilizando las NPMs inmovilizadas de cara a analizar la efectividad de la transfección celular.

Resumen del trabajo presentado a la 1st Spanish Conference on Biomedical Applications of Nanomaterials (SBAN), celebrada en Madrid del 7 al 8 de junio de 2018., Magnetic hyperthermia is a promising therapy for the localized treatment of cancer. Under the exposure to an external alternating magnetic field, magnetic nanoparticles (MNPs) act as heating agents inducing cell death in the treated region. Understanding the molecular mechanisms involved in the cellular damage generated by this treatment is crucial for the successful application of this therapy. In this study, 12 nm MNPs coated with PMAO (poly(maleic anhydride-alt-1-octadecene) and functionalized with glucose were prepared by thermal decomposition. In order to evaluate the influence of the nanoparticle location in the treatment efficacy, two different 3D cell culture models, based on collagen gels, were prepared using a macrophage cell line, RAW264.7 (Figure 1). The first model (Model 1) kept all the particles inside the cells while the second model (Model 2) had particles both inside and outside the cells. The first model mimics a scenario where MNPs are administered intravenously with an active targeting, and the second one mimics intratumoral administration. The MNPs uptake and cell death mechanisms induced after the hyperthermia treatment (377.5 kHz, 13 kA/m and 30 minutes, DM100-DM3 nB nanoscale Biomagnetics,) were evaluated by flow cytometry. Interestingly, the cell death pathway was different depending on the MNP location. Necrosis was observed 24 h after magnetic hyperthermia application in the model where the nanoparticles are located just inside the cells. In contrast, apoptosis was detected in the model where the particles are inside and outside the cells. In addition, in the second model, our results evidenced an enhancement of the nanoparticles uptake after the exposure to the alternating magnetic field. This observation could justify the repetition of the treatment to obtain a better antitumor effect. Our results demonstrate the potential efficacy of magnetic hyperthermia in the treatment of malignant tumours. In addition, the use of 3D cell culture models presents several advantages, allowing to obtention information in a more realistic way than monolayer cell cultures and reducing the number of animals required for preclinical tests.

Trabajo presentado al 1st Global Congress of Pharmacy Faculties. Innovation in Pharmacy: Advances and Perspectives (IPAP), celebrado en Salamanca (España) del 25 al 28 de septiembre de 2018.

Resumen del póster presentado a la 8ª Jornada de Jóvenes Investigadores (Química y Física) de Aragón, celebrada en Zaragoza el dia 22 de noviembre de 2018., Los nanoprismas de oro (AuNPrs) son nanopartículas anisotrópicas que presentan resonancia de plasmón superficial localizada (LSRP) en la región de infrarrojo cercano (NIR). Esta propiedad óptica les permite convertir la energía luminosa en calor (efecto fototérmico) y hace interesante su aplicación en el desarrollo de biosensores. Los NPrs unidos a un receptor biológico actúan como transductores físico-químicos, interpretando el reconocimiento biológico con el analito como una señal térmica cuantificable. Evaluar las características de estos materiales para este fin y estudiar posibles métodos de transducción-detección, son el objetivo del presente trabajo. Para ello diferentes tipos de NPrs han sido sintetizados y caracterizados, evaluándose en disolución y en seco, su rendimiento fototérmico al irradiar con un láser de 1064 nm. El registro del calor liberado ha sido detectado con una cámara de IR, llevándose a cabo la optimización tanto de la metodología de medida, como de los parámetros instrumentales (emisividad, potencia láser, tiempo de irradiación...). Las señales térmicas han sido evaluadas por diferentes métodos de tratamiento (variación de Tª, eficacia de conversión fototérmica y área señal emisióndecaimiento). Además, se ha acoplado a esta metodología el uso de papel termosensible, con la finalidad de amplificar la señal térmica y traducirla en una señal colorimétrica (escala de grises) fácilmente cuantificable. Finalmente, se ha desarrollado y optimizado un ensayo inmunológico TermoELISA sándwich para la detección térmica del marcador tumoral antígeno carcinoembrionario (CEA), uniendo por interacción biológica (estreptavidina-biotina) el anticuerpo (Ac) de detección a AuNPrs. El método permite la detección de CEA en el rango 5 - 200 ng/mL y pone de manifiesto la capacidad transductora de estos nanomateriales en ensayos biológicos, así como sus posibilidades en el desarrollo de biosensores.

Resumen del trabajo presentado a la 12th International Conference on the Scientific and Clinical Applications of Magnetic Carriers, celebrada en Copenhague (Dinamarca) del 22 al 26 de mayo de 2018., The use of nanoparticles to deliver drugs to tumours represents an attractive clinical therapy in comparison with traditional chemotherapy. Herein we describe an innovative controlled release system based on nucleic and peptide nucleic acid-engineered magnetic nanoparticles (MNPs). DNA and its pseudo-peptide backbone derivative (PNA)-functionalized nanoparticles present two main advantages: (i) nucleic acids can be denatured with heat at a specific temperature and (ii) a multifunctional system can be created with the incorporation of different molecules (antibodies, tumoral markers, drugs, etc.) linked to complementary oligonucleotide strands. Our aim is to release a drug in the desired target by combining the heating properties of MNPs under an alternating magnetic field (AMF) with the nucleic acid denaturation effect. 12 nm iron oxide MNPs were synthesized and transferred to water by coating with an amphiphilic polymer – poly (maleic anhydride-alt-1-octadecene), PMAO following the protocol optimized in our group. The MNPs were further functionalized step-wise with 4-aminophenyl ß-D-glucopyranoside (to increase colloidal stability) and two different complementary DNA systems: DNA/DNA and DNA/PNA (1/1 ratio). The antitumoral drug doxorubicin (Dox) was intercalated between the double strands of both systems and the intercalation was quantified by fluorescence spectroscopy. The in situ release of the drug from both systems was evaluated after the application of global (water bath) and local heating (AMF, 829 kHz, 252 Gauss, 30 min). In the first case, temperatures of 37°C, 50°C and 90°C were tested and in the second case, magnetic hyperthermia was applied at constant physiological temperature (37°C) and at room temperature. The results showed that there is a higher release of drug in the case of local heating induced by the AMF, indicating a high temperature increase in the vicinity of the MNPs and the subsequent nucleic acid denaturation. All of this brings to light an important advantage for future hyperthermia treatments as less quantity of nanoparticles and weaker magnetic fields will be required. The internalization profiles, as well as the cytotoxicity of the MNPs were also tested in different cell lines. We are currently investigating the in vitro magnetic hyperthermia-mediated drug delivery and cell death induction using these MNP systems.

Trabajo presentado a la IV Reunión de Jóvenes Investigadores en Coloides e Interfases, celebrada en Córdoba del 7 al 9 de febrero de 2018.

Trabajo presentado al SPIE BiOS, celebrado en San Francisco (US) del 27 al 28 de enero de 2018.

Resumen del póster presentado a la 8ª Jornada de Jóvenes Investigadores (Química y Física) de Aragón, celebrada en Zaragoza el dia 22 de noviembre de 2018., De entre todos los nanomateriales disponibles, las nanopartículas magnéticas (MNPs) han mostrado un gran potencial biomédico. No obstante, la interacción entre estas MNPs y las membranas celulares todavía no se ha explorado en detalle, especialmente con células vivas. Para estudiar esta interacción, es necesario conseguir inmovilizar las MNPs en la membrana celular de manera estable y durante un tiempo prolongado. Esta inmovilización no es trivial, dado que la membrana celular es compleja y dinámica. En esta línea, en nuestro grupo se están optimizando distintas estrategias de funcionalización de nanopartículas magnéticas para su posterior inmovilización en membranas celulares, como la química click bioortogonal o las proteínas de adhesión en las que se centra este trabajo. Las cadherinas constituyen una familia interesante de proteínas de adhesión, siendo la cadherina E (Ecad) su miembro mejor conocido. Es una proteína presente en la membrana de muchos tipos celulares con importantes funciones fisiológicas. Ecad presenta una interacción homodimérica, en la que intervienen los dos dominios más externos (N-terminal). Para facilitar esta interacción, la orientación de Ecad en las MNPs debe ser controlada, con el extremo N-terminal de las proteínas apuntando hacia el exterior. Para ello, se hizo uso de una cola de histidinas añadida a la proteína recombinante en C-terminal, mientras que en la superficie de las MNPs – que presenta grupos carboxilo aportados por el poli(anhídrido maleico-alt-1- octadeceno) con el que están recubiertas – se unió covalentemente un derivado de ácido nitrilotriacético (NTA) con cobre (II) quelado. Este ion, a su vez quela la cola de histidinas de la Ecad, obteniendo una funcionalización orientada mediante quelación, como se pudo comprobar al disminuir la unión de proteína en presencia de imidazol, una molécula que compite con la cola de histidinas en esta interacción.

Trabajo presentado a la 8ª Jornada de Jóvenes Investigadores (Química y Física) de Aragón, celebrada en Zaragoza el dia 22 de noviembre de 2018.

Resumen del trabajo presentado al Materials Research Society (MRS) Fall Meeting, celebrado en Boston, Massachusetts (US) del 25 al 30 de noviembre de 2018., The unique physicochemical properties of gold nanoparticles (AuNPs) make them highly applicable for drug release, optoacoustic imaging, biosensing and photothermal therapy, among others. This work highlights unique methodologies for the encapsulation of AuNPs in chitosan hydrogels to increase their applicability and efficacy in health-related applications, in particular for photothermal therapy (PTT). In PTT, AuNPs are employed to convert light energy into heat for the selective ablation of target cells. Anisotropic AuNPs such as nanoprisms, rods and stars, are frequently employed because they absorb near-infrared light that is harmless for surrounding cells. In previous work, we have compared the heating capability, cellular internalization, toxicity and thermoablation capacity of two different types of anisotropic AuNPs: gold nanorods (AuNRs) and nanoprisms (AuNPrs). Although both AuNPs were highly efficient photothermal converters, AuNRs possessed a more efficient heating capability. However, the in vitro thermoablation studies clearly demonstrated that AuNPrs were more effective at inducing cell death by PTT due to their greater cellular internalization, while AuNRs could not be employed for this purpose due to their extremely low cellular internalization. We succeeded in improving the PTT application of AuNRs by entrapping them inside a cell-adhesive chitosan hydrogel using anionic polyoxometalates (POMs) as gelling agents. These functional nanocontainers remained non-cytotoxic and presented the ability to adhere to the cytoplasmic membranes of cells avoiding any need for cellular internalization, thus rendering them as highly efficient PTT agents. However, one key disadvantage of this entrapment methodology is the lack of control of the size and size-dispersion of the nanocontainers. In order to improve these drawbacks, we have developed a novel strategy for AuNP microencapsulation in chitosan hydrogel by inkjet printing. Inkjet printing, as a high-throughput, continuous and automatic technology poses relevant industrial potential for microencapsulation. In particular, our approach has showed a high rate of production, excellent control of the microcapsules size, high encapsulation efficiency and ease of scale-up; obtaining almost monodisperse chitosan microcapsules containing AuNPs. We are currently studying the use of these chitosan hydrogels for oral administration of gold nanoparticles in vitro and in vivo.

Resumen del trabajo presentado a la 12th International Conference on the Scientific and Clinical Applications of Magnetic Carriers, celebrada en Copenhague (Dinamarca) del 22 al 26 de mayo de 2018., Once a nanoparticle (NP) is administered in vivo, it interacts with the components of the physiological environment, especially with proteins, resulting in the formation of the so-called protein corona (PC). PC can dramatically change the nanomaterial size, aggregation state, and interfacial properties, dominating in an uncontrolled way the biological behaviour of NPs. Although it is widely accepted that the presence of this PC would ultimately determine the fate of the nanomaterial, its role in the biotransformation and degradation of NPs in vivo has been scarcely investigated. Here we report how the surface modification of identical superparamagnetic iron oxide NPs with either glucose (Glc) or poly(ethylene glycol) (PEG) affects the PC identity, the NPs biodistribution, and more importantly, the degradation over time. Although NPs@Glc and NPs@PEG bound similar amount of proteins in vitro, the differences found in the composition of both PCs corresponded to the NPs biodistribution in vivo. Whereas NPs@Glc were mostly accumulated in the liver and spleen, NPs@PEG were detected in various organs, including thymus or reproductive system organs. Moreover, by employing magnetic measurements we have found that the biodegradation kinetic and therefore clearance of both NPs types was unequal, as NPs@PEG core suffered a faster degradation over time than NPs@Glc, in both liver and spleen. Differences in the degradation rate observed in vitro and in vivo could be related not only with the attached molecules, but also with the associated PC, which composition may directly affect the degradation rate by lysosomal enzymes or indirectly by driving NPs accumulation in different cells.

Resumen del trabajo presentado a la I Jornada de jóvenes investigadores de cerámica y vidrio en el ICMA, celebrada el 20 de marzo de 2018 en la Universidad de Zaragoza., Herein we report the use of biorthogonal click chemistry as a tool to immobilize magnetic nanoparticles (MNPs) and to localize magnetic hyperthermia on living cell membranes. The incorporation of azide reporters on cell membranes based on metabolic glycoengineering allows the “click” attachment of cyclooctyne-functionalized MNPs on cell membranes through strain-promoted [3+2] azide-alkyne cycloaddition (SPAAC). Hydrophobic 12 nm iron oxide MNPs were synthesized following by thermal decomposition and transferred to water by coating with a fluorescent amphiphilic polymer – poly (maleic anhydride-alt-1-octadecene), PMAO-TAMRA. The MNPs were further functionalized step-wise with polyethyleneglycol (PEG) to increase colloidal stability and with a strained alkyne at different percentages of the total reactive groups of the MNPs. Gel electrophoresis, thermogravimetric analysis and ζ-potential measurements confirmed the successful functionalization of the MNPs. In addition, confocal microscopy results revealed an effective covalent immobilization of MNPs on MCF-7 cell membranes at a 50% strained alkyne-functionalization. We are currently investigating the MH behaviour of the immobilized MNPs., The authors acknowledge financial support from Universidad de Zaragoza (JIUZ-2014-CIE-03), European Union (Marie Sklodowska-Curie grant agreement No. 657215) and MINECO (Ramón y Cajal grant RYC-2015-17640).

Trabajo presentado a la I Jornada de jóvenes investigadores de cerámica y vidrio en el ICMA, celebrada el 20 de marzo de 2018 en la Universidad de Zaragoza.

Resumen del trabajo presentado a la Bordeaux Polymer Conference (BPC), celebrada en Bordeaux (Francia) del 28 al 31 de mayo de 2018., Block copolypeptides are excellent candidates to perform drug delivery applications, due their biocompatibility. Furthermore, they are easily prepared via ring opening polyring polymerization (ROP) from their corresponding protected N-carboxyanhydrides, which after a deprotection step give rise to amphiphilic block copolypetides.

Resumen del trabajo presentado a la 12th International Conference on the Scientific and Clinical Applications of Magnetic Carriers, celebrada en Copenhague (Dinamarca) del 22 al 26 de mayo de 2018., [Introduction]: Magnetic Hyperthermia (MH) has been proved as an efficient treatment against tumours but still presents some drawbacks such as the limitations of the alternating magnetic field (AMF) generation sources or the need to achieve high concentrations of Magnetic Nanoparticles (MNPs) in the target tissue. Here, we present two different approaches of in vivo MH treatment with the same tumour model but different heating generation materials, combining one of them with a chemotherapeutic agent release such as doxorubicin. The results show, in both of them, an inhibition in the tumour growth. [Materials and Methods]: The animal model used consisted of an allograft and heterotopic tumour model, where EL4 murine lymphoma cell line from the strain C57BL/6N was injected subcutaneously in the right flank of immunocompetent C57BL/6 mice. One week after the cell injection the MNPs were administered intratumorally and the same day and two consecutive days MH was performed. Each exposure time was 30 min at 105 kHz and 18 kA·m-1. The first material that was used consisted of iron oxide nanoparticles (IONP) of 12nm synthetized by thermal decomposition, coated with an amphiphilic polymer (PMAO) and functionalize with Glucose to provide stability in biological fluids and to promote cell internalization. The second type of material consisted of a silica mesoporous matrix that contains IONP and doxorubicin. The silica particles were coated with a thermosensitive polymer with a Lower Critical Solution Temperature (LCST) of 42ºC2. Tumour dimensions (length, with and height) and mice weight were daily measured with a Vernier. After the last AMF exposure mice were maintained 3 days or until tumours started to ulcerate. MH treatments were made in group of 5 mice each, and all the needed control groups to validate the treatment were performed. [Results]: In both cases, 48h after the last magnetic hyperthermia treatment an inhibitory effect in the tumour growth was observed. Confocal microscopy images of the tumour revealed a good penetration of the material in both approaches. In the case of silica mesoporous material, it is noteworthy that none of the two control, where the effect of the free doxorubicin and the effect of the heat released by the MNPs due to the AMF exposition were analysed as single treatments, showed antitumor effect. However, a synergistic effect of the combination of both treatments was achieved.

Trabajo presentado al E-MRS 2018 Fall Meeting, celebrado en Varsovia (Polonia) del 17 al 20 de septiembre de 2018.

This work is published under Creative Commons Attribution - Non Commercial (unported, v3.0) License., In vitro primary screening for identifying bioactive compounds (inhibitors, activators or pharmacological chaperones) against a protein target results in the discovery of lead compounds that must be tested in cell-based efficacy secondary screenings. Very often lead compounds do not succeed because of an apparent low potency in cell assays, despite an excellent performance in primary screening. Primary and secondary screenings differ significantly according to the conditions and challenges the compounds must overcome in order to interact with their intended target. Cellular internalization and intracellular metabolism are some of the difficulties the compounds must confront and different strategies can be envisaged for minimizing that problem. Using a novel screening procedure we have identified 15 compounds inhibiting the hepatitis C NS3 protease in an allosteric fashion. After characterizing biophysically the interaction with the target, some of the compounds were not able to inhibit viral replication in cell assays. In order to overcome this obstacle and potentially improve cellular internalization three of these compounds were complexed with γ-cyclodextrin. Two of them showed a five- and 16-fold activity increase, compared to their activity when delivered as free compounds in solution (while γ-cyclodextrin did not show antiviral activity by itself). The most remarkable result came from a third compound that showed no antiviral activity in cell assays when delivered free in solution, but its γ-cyclodextrin complex exhibited a 50% effective concentration of 5 µM. Thus, the antiviral activity of these compounds can be significantly improved, even completely rescued, using γ-cyclodextrin as carrier molecule., This work was supported by Spanish Ministerio de Ciencia e Innovación (BFU2010-19451 to AVC, PTA2009-2341-I to SV), Spanish Ministerio de Economía y Competitividad (BFU2013-47064-P to AVC), Spanish Ministerio de Educación, Cultura y Deporte (Grant FPU13/3870 to RCG), Miguel Servet Program from Instituto de Salud Carlos III (CP07/00289 to OA), Fondo de Investigaciones Sanitarias (PI10/00186 to OA, PI11/02578 to AL), grant ERC-Starting Grant (239931-NANOPUZZLE project to JML), Diputación General de Aragón (Grant B136/13 to RCG, Protein Targets Group B89 to AVC, Digestive Pathology Group B01 to OA, RCG, and AL, and Nanotherapy and Nanobiosensors Group E93 to JMF), Centro de Investigación Biomédica en Red en Enfermedades Hepáticas y Digestivas (CIBERehd) to AL and OA, and Fondo Social Europeo to JMF.