El grupo de investigación Diseño y Validación de Nanobiomateriales de la Universidad Miguel Hernández de Elche (UMH), liderado por el catedrático Ricardo Mallavia, desarrolla nuevas estrategias basadas en nanobiomateriales.

El objetivo es abordar desafíos en la medicina, como la resistencia a los antibióticos y el tratamiento del cáncer. El equipo busca diseñar materiales a escala nanométrica con la capacidad de interactuar de manera precisa con sistemas biológicos. Estos estos estudios abren la puerta a terapias más efectivas y con menores efectos secundarios.

Los nanobiomateriales, que tienen dimensiones en la escala de los nanómetros, una milmillonésima parte de un metro, son imperceptibles a simple vista y mucho más pequeños que las células y las bacterias. Esta característica les permite interactuar con los componentes biológicos, incluso a nivel celular. Dentro de esta categoría, se distinguen las nanopartículas, con todas sus dimensiones a nanoescala, y las nanofibras, que presentan dos dimensiones nanométricas pero una longitud mayor, asemejándose a hilos diminutos.

En el ámbito de la resistencia a los antibióticos, el equipo de investigación, explora el uso de nanobiomateriales como plataformas para la administración de agentes antimicrobianos. La idea principal es encapsular estos agentes en matrices nanométricas, como las nanofibras, para aplicarlos de forma localizada en infecciones cutáneas. Esta forma de administración evita la dispersión sistémica de los fármacos y reduce el riesgo de efectos adversos. La profesora y miembro del grupo de investigación Rocío Díaz Puertas explica que se ha observado que algunas nanopartículas metálicas poseen actividad antimicrobiana intrínseca, lo que potencia aún más su utilidad en este campo.

Asimismo, el grupo de investigación del Instituto de Investigación, Desarrollo e Innovación en Biotecnología Sanitaria de Elche (IDiBE) de la UMH explora el potencial de los nanobiomateriales en terapias localizadas, como en el caso del glioblastoma, un tipo de cáncer cerebral. La estrategia consiste en aplicar los nanobiomateriales directamente en la zona afectada tras la remoción quirúrgica del tumor. Además, se investiga la posibilidad de diseñar nanomateriales que, al ser activados por estímulos externos como la temperatura o la luz, liberen fármacos de manera controlada y selectiva en las células cancerosas.

Una de las ventajas clave de los nanobiomateriales radica en su capacidad para proteger los fármacos de la degradación en el organismo y permitir una liberación más sostenida y controlada. Estos mecanismos podrían mejorar la eficacia de los tratamientos y disminuir la toxicidad asociada a dosis elevadas. La velocidad de liberación del fármaco puede estudiarse y ajustarse mediante la selección de diferentes polímeros y concentraciones.

Para el desarrollo y la validación de estos nanobiomateriales, el equipo utiliza diversas técnicas, desde la síntesis y caracterización mediante microscopía electrónica y espectroscopia infrarroja, hasta ensayos biológicos con células y bacterias. Estas técnicas permiten determinar el tamaño, la forma, la composición y las propiedades funcionales de los nanomateriales.

Pie de foto 1: Imagen nanoparticulas metálicas. Imagen obtenida con microscopía electrónica de barrido (SEM) de nanofibras que encapsulan nanoparticulas metálicas. Fuente: (IDiBE)

Pie de foto 2: Integrantes del grupo de investigación: Dr. Alberto Falcó y Dra. Amalia Mira Carrió (investigadores colaboradores), Dr. Ricardo Mallavia Marín (investigador principal), Dra. Rocío Díaz Puertas (investigadora postdoctoral), Joan Moll Carrió (exestudiante de TFG), Marta Fernández Oliver (exestudiante de TFM) y Pedro Valentín Badía Hernández (estudiante predoctoral).