Desarrollo de nanomateriales híbridos como alternativa más sostenible a los perfluorocarbonos en resonancia magnética de imagen de células del sistema inmune

Abstract

[ES] El presente trabajo de fin de máster se centra en el desarrollo de nanomateriales híbridos como una alternativa más sostenible a los derivados perfluorocarbonos (PFCs) en resonancia magnética de imagen (RMI) de células del sistema inmune. El cáncer es una de las enfermedades más mortales y representa un desafío significativo para la humanidad, con las terapias celulares siendo uno de los tratamientos más prometedores, especialmente para cánceres hematológicos. Sin embargo, estas terapias han mostrado limitaciones en tumores sólidos debido a la dificultad de las células administradas para llegar y activarse en el entorno tumoral. Para abordar estos desafíos, se han desarrollado nanopartículas hibridas de sílice con una cubierta mesoporosa que permite la incorporación de moléculas fluoradas, ofreciendo una mejora potencial en la monitorización in vivo mediante 19F-MRI. Las nanopartículas sintetizadas poseen una forma esférica bien definida y una distribución homogénea, con tamaños controlados en un rango ideal para aplicaciones en imágenes medicas. Además, se evaluó la capacidad de internalización de diversas moléculas fluoradas, como porfirinas, FITC y coumarin 151, en nanopartículas de sílice mesoporosa. Aunque la internalización de porfirinas no fue exitosa, se logró con éxito la internalización de FITC y coumarin 151, mostrando que estas nanopartículas pueden ser eficaces en aplicaciones biomédicas avanzadas. Los resultados obtenidos sientan las bases para futuros estudios in vitro e in vivo, con el objetivo a larga distancia de desarrollar nanomateriales que ayuden en el diseño de nuevas terapias y técnicas de diagnóstico en oncología, ofreciendo una alternativa más sostenible y segura a los PFCs tradicionales.

[EN] The present master's thesis focuses on the development of hybrid nanomaterials as a more sustainable alternative to perfluorocarbon (PFC) derivatives in the magnetic resonance imaging (MRI) of immune system cells. Cancer is one of the deadliest diseases and represents a significant challenge for humanity, with cell therapies being one of the most promising treatments, especially for hematological cancers. However, these therapies have shown limitations in solid tumors due to the difficulty of the administered cells to reach and activate in the tumor environment. To address these challenges, hybrid silica nanoparticles with a mesoporous coating that allows the incorporation of fluorinated molecules have been developed, offering potential improvement in in vivo monitoring through 19F-MRI. The synthesized nanoparticles possess a well-defined spherical shape and a homogeneous distribution, with controlled sizes within an ideal range for medical imaging applications. Additionally, the internalization capacity of various fluorinated molecules, such as porphyrins, FITC and coumarin 151, in mesoporous silica nanoparticles was evaluated. Although the internalization of porphyrins was unsuccessful, the successful internalization of FITC and coumarin 151 was achieved, demonstrating that these nanoparticles can be effective in advanced biomedical applications. The results obtained lay the groundwork for future in vitro and in vivo studies, with the long-term goal of developing nanomaterials that aid in the design of new therapies and diagnostic techniques in oncology, offering a more sustainable and safer alternative to traditional PFCs.