Nanomedicina en el entorno clínico: La experiencia del CIBBIM. Simó Schwartz (H. Vall d?Hebron)

II Conferencial Anual de las Plataformas Tecnológicas de Investigación
Biomédica: Medicamentos Innovadores y Nanomedicina
Madrid, 27-28 de enero de 2009
Dr. Simó Schwartz Jr
Coordinador de Nanomedicina
CIBBIM-Nanomedicina
Hospital Universitario Vall d’Hebron
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Actividad científica
Ensayos clínicos
358
Proyectos nacionales
163
Proyectos internacionales 20
RETICS
7
CIBER
7
Publicaciones
380
Actividad asistencial
Factor de impacto
Camas
Plantilla
Altas
Visitas
Consultas externas
Urgencias
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Molecular Biology and Biochemistry Research Center for
PrácticaNanomedicine
clínica
CIBBIM-Nanomedicine
Necesidad clínica
The Molecular Biology and Biochemistry Research Center for Nanomedicine (CIBBIM-Nanomedicine) is a fullyequiped highly qualified Research Center located within the University Hospital of Vall d’Hebron in Barcelona, one of
the largest hospital complexes of Spain. With a working force of more than 60 fulltime researchers involved in several
Research Groups and Research Areas the CIBBIM-Nanomedicine is intended to facilitate translational research and
innovation within the Health and Biomedical fields.
Nuevas Soluciones
The CIBBIM was created in 1995 as a joint effort of several scientist from different fields of research, surgeons and
clinicians, that agreed to put together all their resources into the common area of interest of human disease, in
particular cancer and rare diseases, in which the complementation of their respective expertises ensure the
achievement of higher goals and top quality standards, using new alternative global approaches. Since its creation the
CIBBIM has achieved numerous high impact publications in prestigious journals, participated in several national and
international networks and research projects, some of them participated by biotech and pharma companies or by
industrial consortiums, and also succeed with its patent licensing program.
CIBBIM-Nanomedicina
Transferencia
In 2005 the CIBBIM opened a new and very successful Nanomedicine Research Program which allowed the center to
get involved in several national and international nanomedicine research networks and industrial partnerships. As a
consequence, in 2007 the CIBBIM re-oriented its main research purpose and goals towards the fast-emerging field of
nanomedicine and nanotechnology in biomedicine and became the new CIBBIM-Nanomedicine
Desarrollo
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Nanomedicina:
implica la conjunción de diversas disciplinas científicas, entre ellas, microelectrónica, química, física,
biología, computación y biomedicina (y por tanto grupos de investigación biomédicos, pluridisciplinares
y grandes hospitales investigadores) en un objetivo común: mejorar significativamente los sistemas
actuales de diagnóstico y tratamiento de las enfermedades, mediante nuevos sistemas y metodologías
desarrolladas a escala nanométrica (el concepto de la miniaturización)
Sus principales ámbitos de aplicación son:
- diagnóstico (in vitro, in vivo – imagen -)
- tratamiento
- medicina regenerativa
La nanomedicina diagnóstica representa una oportunidad única y cercana de dar un gran salto
cualitativo hacia la medicina del futuro: personalizada, no invasiva o mínimamente invasiva, de rápida
respuesta, ejecución in situ (al lado del enfermo) y control clínico a distancia (telemedicina), actuando
en todas las fases del diagnóstico.
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Diagnóstico clínico
Tecnologías HT
Fase pre-clínica
de la enfermedad
Fase
clínica
Fase
post-diagnóstica
diagnóstico
precoz
diagnóstico
In situ
seguimiento y
control
evolutivo y de la
respuesta
terapéutica
pronóstico
orientación
terapéutica
B
I
O
M
A
R
C
A
D
O
R
E
S
Dimensión nanométrica de los diversos procedimientos
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Biomarcadores
- moléculas,
- proteinas/péptidos.
- ác. nucléicos
- actividad enzimática
- reacciones antigénicas
- microrganismos
- células específicas
- etc..
Objetivo:
Sistemas analíticos
- nanosensores
- nanoarrays
- membranas artificiales
- quantum dots
- cells-on-chips
- microfluídica
- etc..
Aplicaciones
- Lab-on-a-chip
- biosensores
in vitro
in vivo
Instrumental
médico
sistemas
implantables
telemedicina (control a distancia)
diagnóstico y tratamiento in situ (al lado del enfermo y a tiempo real)
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Duncan R. Drug Discovery. Nature Reviews, 2:347-360, 2003
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Duncan R. Drug Discovery. Nature Reviews, 2:347-360, 2003
J. Peng et al. / Nanomedicine: Nanotechnology, Biology, and Medicine 2 (2006) 113–114 120
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Servicio de
Cirurgía General
Unidad de
Genética
Clínica
Servicio de
Microbiología
Servicio de
Pediatría
Servicio de
Medicina
Interna
Area 1
plataforma
nanomedicina
Area 2
Servicio de
Urología
Programa
Medicina
Molecular
Area 3
Programas de
transferencia
Servicio de
Oftalmología
Servicio de
Neurología
Servicio de
Bioquímica
Servicio de
Oncología
Médica
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Organización estructural del CIBBIM-Nanomedicina
Convenio
IRHUVH
Comité de Dirección
Dr José Luís de Sancho, Gerente del HUVH (Presidente)
Dr Simó Schwartz Riera, Director del CIBBIM-Nanomedicina
Dra Pilar Solans, Directora Asistencial del HUVH
Dr David García Dorado, presidente del comité dientífico y director
del Institut de Recerca del HUVH
Dr Simó Schwartz Jr, Coordinador de Nanomedicina del CIBBIM
Dirección CIBBIM
Supervisión de
laboratorios
Programa
Corporativo
Secretaría de
Dirección
Coordinador Nanomedicina
Area 1
Grupos..
-
Area 2
Grupos..
-
* Cofinanciada por IRHUVH y CIBER-BBN
Area 3
Grupos...
-
Plataforma
de
Nanomedicina *
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Personal actual del CIBBIM-Nanomedicina
Director
Dr Simó Schwartz Riera
Personal investigador (n=49)
Dr Simó Schwartz Jr
Dra Anna Meseguer Navarro
Dra Carmen Domínguez Luengo
Dr Antoni Lluís Andreu Périz
Dr Diego Arango del Corro
Dr Joan Sayós Ortega
Dr Julian Cerón Madrigal
Dra Elena García-Arumí
Dr Joan López Hellín
Dr Jaume Alijotas Reig
Dr Ramon Martí Seves
Dr Francesc Miró Mur
Dr Ibane Abásolo
Dr Silvia Montals
Dra Aroa Ejarque Ortiz
Dra. Pilar Martín Gallán
Dra. Elisa Llurba Olivé
Dr Jaume Alijotas Reig
Dra Yolanda Fernández
Dr. Victor M. Rodríguez Sureda
Dra Olga Tornavaca Lázaro
Dr Eduard Sarró
Dra Luz Barreiro Arca
Sra Amanda Borking
Sra Sonia Miranda
Sra Laura Fontrodona
Total personal CIBBIM: 66 + personal clínico colaborador
Sra Lucia Suárez López
Sr David Aristizábal Corrales
Sra Renuka Kandhaya Pillai
Sra Agueda Martínez Barriocanal
Sra Emma Comas Casellas
Sr Jose Higinio Dopeso
Sr Rocco Mazzolini
Sr Paulo Rodrigues
Sra Hanna Parkola
Sra Daniela Grases Español
Sra Laura Lagares Tena
Sr Marc Corbera Bellalta
Sra Ma Carmen Lara Castillo
Sra Gisela Nogales Gadea
Sra Guillermo Suñé Rodríguez
Sr Ángel Vilches García
Sra María Goya
Sra Beatriz Bardaji de Quixano
Sra Thaïs Cuadros
Sra Iliana Acosta
En proceso de contratación:
2 IP’s y 1 doctor senior
Personal Técnico/Aux (n=9):
Sra Isabel Mougan Albela
Sra María Fernández Escobar
Sra Olga Gibernet Gómez
Sra Pilar Bermúdez Escribano
Sra Laura Garcia Latorre
Sr Ramiro Martínez Estéfano
Sr David Lligé Santafé
Sra Josefina Argandoña
1 plaza en vías de contratación
Personal administrativo (n=2)
Sra Silvia Vellosillo
Sra Montse Capella
Personal investigador clínico (n=5)
Dr Manel Armengol Carrasco
Dr Eloi Espín Basany
Dr Manuel López Cano.
Dr José Luís Sánchez García.
Dr Roberto Lozoya Trujillo
Personal Clínico Colaborador: (n=18)
Dr Josep García Arumí
Dr Manel Pena Esquerra.
Dr Alberto Plaja Rustein
Dr Guillem Prats
Dr José Gámez Carbonell
Dr José Luciano Nieto
Dr Carles Raventós
Dr Enric Trilla
Dr Joan Morote
Dr Ramón Vilalta
Dr Jose Luis Tovar
Dr Carmen Cantarell
Dr Luis Capdevila
Dr Miguel Gussinyé Ganadell
Dr Diego Yeste Fernández
Dr Antonio Moreno Galdó
Dr Carlos Martí
Dr Eduard Hidalgo Albert
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Plan de viabilidad económica. Modelo de financiación
Financiación extramural (pública y privada)
financiación de proyectos
financiación de personal
30%
5%
5%
40%
60%
95%
95%
extramural
70%
VH
Plan de financiación previsto
Se mantiene el modelo de financiación actual, potenciando la obtención de recursos
extramurales, que actualmente representan un elevado porcentaje del presupuesto anual.
Se potencian las actividades de transferencia tecnológica.
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El abordaje de la nanomedicina requiere potenciar tres aspectos fundamentales
para poder asegurar una investigación de calidad y global:
Area 1: biomarcadores y dianas terapéuticas a partir de modelos experimentales adecuados,
como proveedores de biomarcadores para diagnóstico molecular en biosensores (nanodiagnóstico)
o para biofuncionalizar nanomedicinas (targeting), y dianas terapéuticas nuevas para diseñar
nuevos tratamientos más efectivos o estratégias terapéuticas alternativas (nuevas nanomedicinas).
Area 2: química experimental y nanotecnología aplicada, potenciando especialmente el estudio
de nanomedicinas de naturaleza polimérica, a través de diseños de mayor simplicidad de síntesis
química y potencial escalabilidad, así como de nuevas terápias experimentales de tipo genómico
(iRNA, vectores artificiales no virales, etc..) y el estudio de aplicaciones biomédicas basadas en la
nanotecnología (biosensores) y nuevos biomateriales.
Area 3: Validación de dianas y estudios funcionales. Fundamental para facilitar la obtención de
proofs-of-concept y estudis preclínicos de nuevos biomarcadores y dianas, así como de nuevas
nanomedicinas incluendo: biodistribución, toxicidad, actividad terapéutica, especificidad, estudios
funcionales moleculares, etc.. en diferentes modelos experimentales in vitro e in vivo.
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Organización funcional CIBBIM-Nanomedicina del hospital Vall d’Hebron
Area 1 de biomarcadores y dianas terapéuticas:
espacios
previstos
laboratorio
o
Grupo de Direccionamiento y liberación Farmacológica (Schwartz Jr)
o
Grupo de Oncología Molecular (Diego Arango)
o
Grupo de Inmunobiología (Joan Sayós)
o
Grupo de Genética y Genómica Funcional (Julian Cerón)
o
Grupo de Fisiopatología Celular (Enfermedades Raras) (Carmen Domínguez)
o
Grupo de Fisiopatología Renal (Anna Meseguer)
o
Grupo de Enfermedades Neuromusculares y Mitocondriales (Toni Andreu)
o
Grupo de Investigación Básica en Envejecimiento (Jaume Alijotas)
o
Grupo de Química Médica
o
Grupo de Terapias Experimentales
Grupo de Biomateriales y Nanotecnología Aplicada
o
actuales
en curso
Area 2 de química experimental y nanotecnología aplicada:
-
Area 3 de Validación de dianas y estudios funcionales:
o
Grupo de Validación Funcional y Estudios Preclínicos (Ibane Abásolo)
o
Grupo de Estudis Clínicos (Eloi Espín)
o
Plataforma Tecnológica de Nanomedicina.
§
Plataforma in vitro (Amanda Borking)
Plataforma in vivo (Yolanda Fernández)
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Area 1: obtención de biomarcadores y dianas terapéuticas
Bancos
Paneles
librerías
MODELOS EXPERIMENTALES
Humano
GENOMICA
ChIP on Chip
Arrays cDNA
Splicing chips
Chips SNP’s
microRNA chips
Líneas celulares
Levadura
C.elegans
TECNOLOGIAS ALTO RENDIMIENTO
PROTEOMICA
BIOLOGIA DE SISTEMES / BIOINFORMATICA
DIGE
IHQ
Tissue arrays
Protein chips
Peptide screening
BIOMARCADORES
DIANAS TERAPEUTICAS
VALIDACIÓN FUNCIONAL EXPERIMENTAL
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área 1
BIOMARCADORES
Nanodiagnóstico
DIANAS TERAPEUTICAS
TRANSFERENCIA
TECNOLOGICA
Nanomedicinas
“diseño racional”
SPIN-OFF
IMAGEN
PYMES
área 2
Biosensores
Lab-on-a-chip
VALIDACIÓN
Preclínica
Plataformas
Nanomedicina
Clínica
área 3
En colaboración con IBEC/UB, UAB, CIBER-BBN, PYMES...
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PLATAFORMA NANOMEDICINA
CIBER-BBN
IRHUVH
CIBER ER
Subplataforma
in vitro
Subplataforma
in vivo
IRHUVH-estabulario
Toxicity:
modelos
celulares
modelos
ratón/rata
VALIDACIÓN
VALIDACIÓN
Toxicidad
Internalitzación
targeting
Especificidad
Efectos terapéuticos
Toxicitat
Biodistribució
Especificitat
Efectes terapèutics
in vitro:
FACS analysis
apoptosis/AnnexinV
hematotoxicity studies
Cell viability/XTT
in vivo:
single dose
multiple doses
biodistribution (Image IVIS200)
biochemistry (BUN, creatinine, liver)
inmunoreaction (Ig, Thromocytopenia..)
tissue necropsies examination
PK / PD studies: plasma and renal (urine) clearance rates
cell internalization (enzyme delivery)
Therapeutic activity: therapeutic window
In vivo efficacy
microCT escáner**
IRHUVH
UCTS
Microscopía
M. Confocal
4D confocal
Video imatge
IRHUVH-UCTS
Anàlisi 3D
Ex-vivo
**pendientes de adquisición
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Ex vivo BLI: Prostatic Tumors and Spontaneous Metastasis
Prostate
PC3.Fluc
#3
#4
#3
#4
Inguinal Lymph Nodes
#3
#3
#4
#4
Spleen
Liver
#3
Lumbar Lymph Nodes
#4
#3
Pancreas & Pancreatic
Lymph Nodes
#3
#4
Day 63
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FUNDED PROJECTS WHITIN NANOMECICINE AND NANOTECHNOLOGY AREAS
(2008-2009) (35 M euros) (Total CIBBIM Funding for the period: 3.5M euros)
1.
DIAGNOCOLON (new biomarkers in colorectal and gastric tumors)
Partners: ORYZON GENOMICS and FERRER
2.
CENIT ONCNOSIS (development of new diagnostic systems based on new biomarkers and
nanotechnology based biosensors and new nanotherapies based on magnetic nanoparticles
in human cancers)
Industrial Partners: Consortium ONCNOSIS AIE & SIEMENS.
3.
NANOFABRY (new nanomedicine conjugates for enzyme replacement therapy for Fabry disease)
Partners: Parc Científic de BCN, CIC Biomagune. San Sebastián, IBEC (Institut de Bioingeneria de
Barcelona), Instituto de Ciencia de Materiales- CSIC, Institut Biotecnologia i Biomedicina (UAB).
4.
NANOMAG (new diagnostics/treatments based on magnetic nanoparticles using in vivo models)
Partners: Instituto de Investigación en ingeniería de Aragón, Grup d'Aplicacions Biomèdiques de la
Ressonància Magnètica Nuclear, GABRMN (UAB), Grupo de Química-Física de la Universidad de
Valencia (FQ-UV ), Hospital La Paz (Madrid), Instituto de Investigaciones Químicas y Ambientales de
Barcelona (CSIC)
5.
IMAFEN (new contrast imaging nanoparticles for MRI in neurodegenerative diseases and human
brain tumors)
Partners: En aquest projecte hi col.laboren grups del Instituto de Investigación en ingeniería de Aragón,
CIC Biomagune. San Sebastian, Institut de Biotecnologia i de Biomedicina (UAB), ETSIT (Universidad
Politécnica de Madrid), Grupo de Química-Física de la Universidad de Valencia (FQ-UV), Grup
d'Aplicacions Biomèdiques de la Ressonància Magnètica Nuclear GAB-RMN (UAB) i ESI. Univ. Sevilla.
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6.
MICROPLEX (Clinical nanotechnology based biosensors for positive identification of microrganisms in infectious diseases. Lab-on-a-chip).
Partners: Catálisis e Interfases Nanoestructuradas (CREG-INA, Zaragoza), Grupo de Investigación en
Aplicaciones Biomédicas de la Resonancia Magnética Nuclear de la Universidad Autónoma de
Barcelona (GABRMN-UAB), Grupo de Química-Física de la Universidad de Valencia (FQ-UV),
Hospital Universitario La Paz (FIOBI-HULP) ,Grupo de Receptores Moleculares Aplicados del Instituto
de Investigaciones Químicas y Ambientales de Barcelona (CSIC), el Grupo de Biosensores del CIN2,
Universitat Autònoma de Barcelona.
Other nanomedicine related projects:
- Therapeutic nanoconjugates directed against prostate cancer (coordinator: Maria Jesus Vicent, CIPF)
- New low toxicity reformulations of Chemotherapeutic compounds for cancer treatments
(Partner: Parc Cientific de Barcelona)
- Non Viral vectors for iRNA and Gene delivery for eye diseases
- Enzyme targeting for storage diseases using non viral targeted vectors (coordinator: Antonio
Villaverde, UAB. ERANET-Bioingenieria Industrial)
- OncoNanoTarget “Advancing the field of drug delivery-combined targeted treatments against human
breast cancers and leukemia (Portugal-Spain International Nanotechnology laboratory) ACI-Promociona
Otros 25 proyectos activos de investigación básica en distintos campos (oncología, enfermedades
mitocondriales, enfermedades raras, fisiopatología renal , inmunosenescencia, reacciones adversas
bioimplantes, envejecimiento) y financiación para plataformas tecnológicas.
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Publicaciones y patentes en nanomedicina mundiales.
Fuente: Science Citation Index, 1984-2004,
VDI Technologiezentrum GmbH, Düsseldorf, Germany
Distribución por sectores y paises de patentes en nanomedicina.
Fuente: EPODOC database, 1993-2003,
European Patent Office, Rijswijk, The Netherlands .
PROGRAMA CORPORATIVO:
basado en la explotación de 4 programas de transferencia.
1.
programa de identificación de biomarcadores específicos y nuevas dianas farmacológicas.
Explotación comercial y obtención de patentes a partir de resultados del área 1.
2.
programa de explotación de la plataforma tecnológica de nanomedicina.
Canaliza todo lo referente a la validación in vitro e in vivo de sistemas para nanodiagnóstico y
nanoterapia, subcontratando los servicios de la plataforma a pymes biotecnológicas y farma,
tanto directamente como servicio o a través de proyectos de investigación convenidos.
3.
programa de recuperación de fármacs patentados.
El objetivo de este programa es recuperar fármacos de los portfolios terapéuticos de compañías
farmacéuticas o bio-farma que hayan sido abandonados por cuestiones de toxicidad farmacológica, pero que tienen probada actividad terapéutica. El programa se ofrece como servicio y se
basa en el re-diseño de fármacos a partir de su conjugación con nanoportadores específicos, que
permitan reducir toxicidad y mejorar su biodisponibilidad y distribución, conservando su actividad.
4.
programa de diseño de nuevos nanoconjugados terapéuticos.
El principal objetivo es la mejora de compuestos activos a través del diseño específico de
nanomedicinas, tanto a partir de fármacos que han perdido la patente comercial como mejora
de genéricos, patentables y transferibles a la industria.
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PATENTES
Colaboraciones activas:
GRUPO FERRER
SIEMENS
ORYZON GENOMICS SA
INGENASA
INTEGROMICS
LETI
ADVANCELL
SOLUTEX
DIGNA SA
ZBM Patents
INVEREADY
IRF TECHNOLOGIES
ARGON PHARMA
.
Tittle: “Method for Molecular diagnostic and treatment in unstable sporadic
colorectal cancer”. Oficina Española de Patentes y Marcas, MCyT.
Ref.200400119
Inventors: Simó Schwartz Navarro, Carlos Buesa Arjol.
Priority date: January 21st 2004 Property: ORYZON GENOMICS, SA. (Spain)
Tittle: “Method for overexpression analysis in colorectal cancer”.
Oficina Española de Patentes y Marcas, MCyT. Ref. Núm: ES2000503203.
Inventors: Simó Schwartz Navarro, Diego Arango del Corro, Carlos Buesa Arjol.
Priority date: December 21st 2005. Property: ORYZON GENOMICS, SA. (Spain)
Tittle: “Method for prognosis of colorectal cancer”.
Oficina Española de Patentes y Marcas, MCyT. Ref. Núm: P200601719.
Inventors: Carlos Buesa Arjol, Simó Schwartz Navarro, Diego Arango del Corro.
Priority date: June 22nd, 2006. Property: ORYZON GENOMICS, SA. (Spain)
Tittle: “Método para diagnosticar tumores colorrectales I” (título provisional)
Oficina Española de Patentes y Marcas, MCyT.
Inventors: Simó Schwartz Navarro, Gabriel Capella Munar.
Priority date: under process. Property: GRUPO FERRER INTL. (Spain)
Tittle: “Método para diagnosticar tumores colorrectales II”. (título provisional)
Oficina Española de Patentes y Marcas, MCyT.
Inventors: Simó Schwartz Navarro, Gabriel Capella Munar.
Priority date: under process.
Property: GRUPO FERRER INTL. (Spain)
En curso: 1
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CIBBIM-Nanomedicina HOSPITAL UNIVERSITARIO VALL D’HEBRON
Otros Centros..
ICFO
IBEC
Bio-Pharma
IDIBELL
ICMAB
Alianza de BCN de
Nanotecnología y
Nanomedicina
CIN2
UB
Otros..
PYMES..
NANOCLÚSTERUAB
CIBBIM
Nanomedicina
IMPPC
CIBER-BBN
NanomedSpain
ETP-Nanomedicine
HUGTiP
CIBER-ER
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