Guía docente de Aplicaciones de la Nanotecnologia al Transporte y Liberacion de Farmacos (M91/56/1/6)

• Principios Fundamentales del Transporte y Liberación Modificada de Fármacos (1 crédito). Ventajas e inconvenientes de la tecnología de liberación modificada frente a la liberación convencional. Sistemas transportadores coloidales de liberación modificada. Factores determinantes de la liberación modificada. Avances en el desarrollo de cinéticas de liberación de orden cero y sistemas con perfil de liberación pulsátil. Estabilidad y fenómenos de difusión. Comportamiento en el organismo [Distribución y eliminación del organismo (mecanismos de degradación y eliminación). Seguridad y toxicidad]. Perspectivas futuras.
• Diseño de Nanotransportadores. Síntesis y caracterización (1.5 créditos). Polímeros sintéticos absorbibles [Poliglicolida y polilactida, y sus copolímeros. Poli(p-dioxanona) y sus copolímeros. Policaprolactona. Polihidroxialcanoatos. Poli(propilen fumarato). Poli(orto ésteres) y otros poliésteres. Polianhídridos. Polifosfazenos. Poli(alquilcianoacrilatos). Hidrogeles degradables. Poloxámeros. Derivados del aminoácido L-tirosina]. Polímeros naturales, semisintéticos y biosintéticos [Polisacáridos naturales y modificados. Celulosa oxidada. Gelatina. Colágeno. Fibrinógeno y fibrina. Derivados de proteínas plásticas y elásticas transduccionales. Derivados proteicos diseñados genéticamente]. Nanovesículas y sistemas vesiculares relacionados [Diseño, características y aplicaciones]. Transportadores magnéticos coloidales [Diseño, características y aplicaciones].
• Transporte y Liberación Modificada en Tejidos y Órganos Diana (1.5 créditos). Administración oral. Sistemas bioadhesivos. Transporte transdérmico. Transporte a través de la barrera hematoencefálica. Transporte nasal y pulmonar. Transporte oftálmico. Otras vías de administración. Transporte de polipéptidos, proteínas, DNA y RNA. Cáncer. Enfermedades neurodegenerativas y cardiovasculares. Inmunoterapia.

Se recomienda contar con los conocimientos generales recogidos en la propuesta del Máster.

• Diseñar nanoestructuras adecuadas para el transporte y liberación controlada de agentes terapéuticos (fármacos y material genético): composición, estructura, propiedades y caracterización, control del destino biológico.
• Conocer estrategias de formulación y diseño adecuadas para el abordaje de una determinada patología, en su prevención (vacunas), diagnóstico y tratamiento.
• Profundizar en el estudio de los mecanismos de transporte y liberación de agentes terapéuticos en en células y tejidos diana.
• Analizar los fundamentos del desarrollo de nanopartículas multifuncionales, y con capacidad teranóstica. 

• Tema 1.  Abordaje de la enfermedad – Farmacoterapia actual y desarrollo de medicamentos. Principales limitaciones de las estrategias terapéuticas (y de diagnóstico) convencionales. Proceso LADMER. Formas farmacéuticas de liberación convencional o inmediata. Razones que justifican el fallo de la farmacoterapia.
• Tema 2. Nanotecnología Farmacéutica. Fundamento. Aplicaciones biomédicas. Potencial de las nanoplataformas transportadoras de agentes terapéuticos. Mecanismo de acción del complejo nanoplataforma–agente terapéutico.
• Tema 3. Formulación de nanoplataformas transportadoras de agentes terapéuticos (y de agentes de diagnóstico por imagen). Principales componentes. Materiales que constituyen su estructura básica y requisitos. Caracterización. Incorporación del agente terapéutico (o de diagnóstico por imagen) y control de su liberación. Comportamiento in vitro e in vivo. Nanoplataformas inorgánicas. Nanoplataformas orgánicas. Nanoplataformas híbridas. Limitaciones de un diseño convencional. Nanotoxicidad. Estabilidad.
• Tema 4. Diseño avanzado de nanoplataformas transportadoras de agentes terapéuticos (y de agentes de diagnóstico por imagen). Influencia de la vía de administración. Estrategias de transporte u orientación pasiva y/o activa. Retraso del reconocimiento por el sistema fagocítico mononuclear. Efecto de permeabilidad y retención incrementada (EPR effect). Nanopartículas de circulación extendida. Transporte mediado por interacciones ligando – receptor. Nanoplataformas sensibles a estímulos.
• Tema 5. Formulación de nanoplataformas con aplicación en teranosis. Requisitos, composición, estructura, formulación, estudios in vitro e in vivo.

• Práctica 1. Diseño y formulación de una nanoestructura útil en nanoteranosis.

• José L. Arias. Drug Targeting by Magnetically Responsive Colloids. Serie: Pharmacology – Research, Safety Testing and Regulation Series (Nova Biomedical). Editorial: Nova Science Publishers, Inc. New York. ISBN: 978-1-61668-484-6. Formato: Libro (188 páginas). ISBN: 978-1-61668-893-6. Formato: Libro Online (188 páginas). New York, EE. UU. 2010.
• Ma Adolfina Ruiz Martínez, José Luis Arias Mediano, Beatriz Clares Naveros. Aplicaciones de la Nanotecnología en el Transporte y Liberación de Fármacos. Editorial Universidad de Granada. Dep. Leg.: Gr.-2750-2012. ISBN: 978-84-338-5432-2. Formato: Libro (162 páginas) + CD-ROM. España. 2012.
• Hiroyuki Ohshima, Kimiko Makino (Editores). Colloid and Interface Science in Pharmaceutical Research and Development, 1st Ed. Editorial: Elsevier Science B.V. Amsterdam (Holanda). ISBN: 978-0-444-62614-1. Formato: Libro (532 páginas). ISBN: 978-0-444-62608-0. Formato: Libro Online (532 páginas). DOI: 10.1016/B978-0-444-62614-1.00021-1. Amsterdam, Holanda. 2014.
• José L. Arias (Editor). Nanotechnology and Drug Delivery, Volumen 1 (Nanoplatforms in Drug Delivery). Editorial: CRC Press, Taylor & Francis Group, LCC. Boca Raton (Florida). ISBN: 978-1-4665-9947-5. Formato: Libro (368 páginas). ISBN: 978-1-4665-9948-2. Formato: e-Book (368 páginas). Boca Raton (Florida), EE. UU. 2015.
• José L. Arias (Editor). Nanotechnology and Drug Delivery, Volumen 2 (Nano-Engineering Strategies and Nanomedicines against Severe Diseases). Editorial: CRC Press, Taylor & Francis Group, LCC. Boca Raton (Florida). ISBN: 978-1-4822-6271-1. Formato: Libro (475 páginas). ISBN: 978-1-4822-6273-5. Formato: e-Book (469 páginas). Boca Raton (Florida), EE. UU. 2016.
• Mahmood Aliofkhazraei (Editor). Handbook of Nanoparticles. Editorial: Springer International Publishing AG. Cham (Suiza). ISBN: 978-3-319-15337-7. Formato: Libro (1439 páginas). ISBN: 978-3-319-15338-4. Formato: Libro Online (1439 páginas). ISBN: 978-3-319-15339-1. Formato: Print and electronic bundle (1439 páginas). DOI: 10.1007/978-3-319-13188-4. Cham, Suiza. 2016.
• Yitzhak Rosen, Pablo Gurman, Noel M. Elman (Editores). Drug Delivery: An Integrated Clinical and Engineering Approach. Editorial: CRC Press, Taylor & Francis Group, LCC. Boca Raton (Florida). ISBN: 978-1-4665-6594-4. Formato: Libro (602 páginas). Boca Raton (Florida), EE. UU. 2017.
• Masoud Mozafari (Editor). Nanoengineered Biomaterials for Advanced Drug Delivery. Editorial: Elsevier Ltd. (Holanda). ISBN: 978-0-08-102985-5. Formato: Libro (800 páginas). Amsterdam (Holanda), 2020.
• Prashant Kesharwani, Sebastien Taurin, Khaled Greish (Editores). Theory and Applications of Nonparenteral Nanomedicines. Editorial: Academic Press, Elsevier Inc. (Reino Unido). ISBN: 978-0-12-820466-5. Formato: Libro (516 páginas). Londres (Reino Unido), 2021.

• Prüll CR. Part of a scientific master plan? Paul Ehrlich and the origins of his receptor concept. Med Hist. 2003;47(3):332-56.
• Vauthier C, Bouchemal K. Methods for the preparation and manufacture of polymeric nanoparticles. Pharm Res. 2009;26(5):1025-58. doi: 10.1007/s11095-008-9800-3
• Arias JL. Drug targeting strategies in cancer treatment: an overview. Mini Rev Med Chem. 2011;11(1):1-17. doi: 10.2174/138955711793564024
• Arias JL. Advanced methodologies to formulate nanotheragnostic agents for combined drug delivery and imaging. Expert Opin Drug Deliv. 2011;8(12):1589-608. doi: 10.1517/17425247.2012.634794
• Reddy LH, Arias JL, Nicolas J, Couvreur P. Magnetic nanoparticles: design and characterization, toxicity and biocompatibility, pharmaceutical and biomedical applications. Chem Rev. 2012;112(11):5818-78. doi: 10.1021/cr300068p
• Couvreur P. Nanoparticles in drug delivery: past, present and future. Adv Drug Deliv Rev. 2013;65(1):21-3. doi: 10.1016/j.addr.2012.04.010
• Kang H, Mintri S, Menon AV, Lee HY, Choi HS, Kim J. Pharmacokinetics, pharmacodynamics and toxicology of theranostic nanoparticles. Nanoscale. 2015;7(45):18848-62. doi: 10.1039/c5nr05264e
• El-Hammadi MM, Arias JL. An update on liposomes in drug delivery: a patent review (2014-2018). Expert Opin Ther Pat. 2019;29(11):891-907. doi: 10.1080/13543776.2019.1679767
• Dasgupta A, Biancacci I, Kiessling F, Lammers T. Imaging-assisted anticancer nanotherapy. Theranostics. 2020;10(3):956-967. doi: 10.7150/thno.38288
• Zhi D, Yang T, Yang J, Fu S, Zhang S. Targeting strategies for superparamagnetic iron oxide nanoparticles in cancer therapy. Acta Biomater. 2020;102:13-34. doi: 10.1016/j.actbio.2019.11.027
• Chrishtop VV, Prilepskii AY, Nikonorova VG, Mironov VA. Nanosafety vs. nanotoxicology: adequate animal models for testing in vivo toxicity of nanoparticles. Toxicology. 2021;462:152952. doi: 10.1016/j.tox.2021.152952
• Fernández-Álvarez F, Caro C, García-García G, García-Martín ML, Arias JL. Engineering of stealth (maghemite/PLGA)/chitosan (core/shell)/shell nanocomposites with potential applications for combined MRI and hyperthermia against cancer. J Mater Chem B. 2021;9(24):4963-4980. doi: 10.1039/d1tb00354b
• Yang W, Wang L, Mettenbrink EM, DeAngelis PL, Wilhelm S. Nanoparticle Toxicology. Annu Rev Pharmacol Toxicol. 2021;61:269-289. doi: 10.1146/annurev-pharmtox-032320-110338
• Cheng TM, Chu HY, Huang HM, Li ZL, Chen CY, Shih YJ, Whang-Peng J, Cheng RH, Mo JK, Lin HY, Wang K. Toxicologic Concerns with Current Medical Nanoparticles. Int J Mol Sci. 2022;23(14):7597. doi: 10.3390/ijms23147597
• El-Hammadi MM, Arias JL. Recent Advances in the Surface Functionalization of PLGA-Based Nanomedicines. Nanomaterials (Basel). 2022;12(3):354. doi: 10.3390/nano12030354
• Hashida M. Advocation and advancements of EPR effect theory in drug delivery science: A commentary. J Control Release. 2022;346:355-357. doi: 10.1016/j.jconrel.2022.04.031
• Khan N, Ruchika, Dhritlahre RK, Saneja A. Recent advances in dual-ligand targeted nanocarriers for cancer therapy. Drug Discov Today. 2022;27(8):2288-2299. doi: 10.1016/j.drudis.2022.04.011
• García-García G, Caro C, Fernández-Álvarez F, García-Martín ML, Arias JL. Multi-stimuli-responsive chitosan-functionalized magnetite/poly(ε-caprolactone) nanoparticles as theranostic platforms for combined tumor magnetic resonance imaging and chemotherapy. Nanomedicine. 2023;52:102695. doi: 10.1016/j.nano.2023.102695
• Li Z, Xie HY, Nie W. Nano-Engineering Strategies for Tumor-Specific Therapy. ChemMedChem. 2024;19(10):e202300647. doi: 10.1002/cmdc.202300647
• Liu Y, Lin Z, Wang Y, Chen L, Wang Y, Luo C. Nanotechnology in inflammation: cutting-edge advances in diagnostics, therapeutics and theranostics. Theranostics. 2024;14(6):2490-2525. doi: 10.7150/thno.91394
• Singh D, Sharma Y, Dheer D, Shankar R. Stimuli responsiveness of recent biomacromolecular systems (concept to market): A review. Int J Biol Macromol. 2024;261(Pt 2):129901. doi: 10.1016/j.ijbiomac.2024.129901
• Song Y, Zou J, Castellanos EA, Matsuura N, Ronald JA, Shuhendler A, Weber WA, Gilad AA, Müller C, Witney TH, Chen X. Theranostics - a sure cure for cancer after 100 years? Theranostics. 2024;14(6):2464-2488. doi: 10.7150/thno.96675

Se indicarán en cada uno de los temas los enlaces más recomendables, para facilitar el trabajo individual. Algunos ejemplos son:

• Nano-engineered devices for drug delivery – https://www.youtube.com/watch?v=4erWCSGe1tM
• FDA-approved nano-drug: lessons learned and mechanism of drug release in tumors – https://www.youtube.com/watch?v=JZLzQ893vOc
• Targeted delivery of drugs to brain tumors – https://www.youtube.com/watch?v=6_jhW5JStV8
• Nanotechnology for targeted cancer therapy – https://www.youtube.com/watch?v=RBjWwlnq3cA
• Nanomedicine drug delivery in cancer – https://www.youtube.com/watch?v=lwbg2PH47e8
• Understanding targeted therapies for cancer – https://www.youtube.com/watch?v=LsKRpUtmoPo
• Nanomedicamentos / TEDx / Sinestesia – https://www.youtube.com/watch?v=5cBJicG4UVQ
• Nanotecnologia – “Un viaje alucinante: microrobots médicos” – https://www.youtube.com/watch?v=vPDqtCkELt0

El artículo 17 de la Normativa de Evaluación y Calificación de los Estudiantes de la Universidad de Granada establece que la convocatoria ordinaria estará basada preferentemente en la evaluación continua del estudiante, excepto para quienes se les haya reconocido el derecho a la evaluación única final.

La evaluación será continua, con un seguimiento del esfuerzo del estudiante y sus progresos en el curso. Los criterios de evaluación se centrarán en: i) asistencia, actitud participativa, inquietud y madurez en el trabajo autónomo, responsabilidad y compromiso en el trabajo en grupo (10% sobre la calificación final); ii) entrega de un cuadernillo de trabajo teórico-práctico (30% sobre la calificación final), donde el estudiante debe demostrar un conocimiento homogéneo de la asignatura; y, iii) examen teórico consistente en una prueba objetiva (tipo test), junto con preguntas de desarrollo de distinta extensión (60% sobre la calificación final).

El artículo 19 de la Normativa de Evaluación y Calificación de los Estudiantes de la Universidad de Granada establece que los estudiantes que no hayan superado la asignatura en la convocatoria ordinaria dispondrán de una convocatoria extraordinaria. A ella podrán concurrir todos los estudiantes, con independencia de haber seguido o no un proceso de evaluación continua. De esta forma, el estudiante que no haya realizado la evaluación continua tendrá la posibilidad de obtener el 100% de la calificación mediante la realización de una prueba y/o trabajo.

Examen teórico consistente en una prueba objetiva (tipo test), junto con preguntas de desarrollo de distinta extensión (100% sobre la calificación final).

El artículo 8 de la Normativa de Evaluación y Calificación de los Estudiantes de la Universidad de Granada establece que podrán acogerse a la evaluación única final, el estudiante que no pueda cumplir con el método de evaluación continua por causas justificadas.

Para acogerse a la evaluación única final, el estudiante, en las dos primeras semanas de impartición de la asignatura o en las dos semanas siguientes a su matriculación si ésta se ha producido con posterioridad al inicio de las clases, lo solicitará, a través del procedimiento electrónico, a la Coordinación del Máster, quien dará traslado al profesorado correspondiente, alegando y acreditando las razones que le asisten para no poder seguir el sistema de evaluación continua.

La evaluación en tal caso consistirá en:

Examen teórico consistente en una prueba objetiva (tipo test), junto con preguntas de desarrollo de distinta extensión (100% sobre la calificación final).