Programa de Investigación Intramuros
Contenido
Introducción
La misión del Instituto Nacional de Bioingeniería e Imágenes Biomédicas (NIBIB por sus siglas en inglés) es mejorar la salud, liderando el desarrollo y acelerando la aplicación de tecnologías biomédicas. El NIBIB fomenta la integración de las ciencias físicas y las ciencias de la vida, para el avance de la salud humana mediante el mejoramiento de la calidad de vida y la reducción de las enfermedades.
El Programa de Investigación Intramuros (IRP por sus siglas en inglés) del NIBIB, con sede en Bethesda, Maryland, tiene experiencia en una serie de tecnologías desde resolución casi-atómica hasta organismos intactos.
Investigación Actual
- Desarrollo de Sondas de Imágenes Moleculares – Desarrollar sondas de imágenes moleculares para imágenes in vivo de los procesos bioquímicos incluyendo: tomografía por emisión de positrones, imágenes ópticas (fluorescencia y Raman), imágenes por resonancia magnética, así como ultrasonido realzado por contraste, imágenes fotoacústicas y multimodales. Las imágenes moleculares en combinación con las imágenes anatómicas y funcionales pueden mejorar la comprensión de enfermedades, posibilitar la detección temprana, y mejorar el monitoreo de las respuestas terapéuticas y del descubrimiento y desarrollo de medicamentos. Los métodos incluyen la síntesis química, ingeniería de proteínas, bioconjugación, radio-etiquetado, análisis químico, estudios pre-clínicos y la traducción clínica usando varias técnicas in vitro e in vivo.
- Nano Teranósticos – El diseño racional de nanopartículas solubles en agua y biocompatibles para imágenes y terapia combinadas. Las nanopartículas (<100nm), sintetizadas a partir de materiales tales como polímeros, metales, cerámicas y lípidos, permiten las imágenes de diagnóstico simultáneas, el suministro de medicamentos, y el seguimiento de respuestas terapéuticas. Los métodos incluyen síntesis, caracterización fisicoquímica, modificación y bioconjugación de superficies, y evaluación farmacocinética y farmacodinámica en roedores para la traducción a la aplicación clínica.
- Imágenes Cardiovasculares – Desarrollar métodos basados en el paciente, para la detección y caracterización cuantitativa de enfermedades cardiovasculares subclínicas del miocardio y vasos sanguíneos, tanto en ensayos clínicos de fase temprana como en estudios multicéntricos. Áreas de estudio incluyen enfermedades genéticamente determinadas y enfermedades cardiovasculares adquiridas como resultado de factores de riesgo comunes. Los métodos incluyen técnicas avanzadas de resonancia magnética, tomografía computarizada cardiovascular, y sondas moleculares.
- Imágenes Ópticas de Alta Resolución – Desarrollar técnicas de imágenes ópticas de super-resolución, tales como la microscopía de localización foto-activada, y aplicarlas al estudio de células y tejidos mediante la combinación de técnicas de seccionamiento óptico de campo amplio, con enfoques existentes que utilizan el desenfoque o astigmatismo para mejorar la resolución axial. Desarrollar técnicas rápidas de seccionamiento óptico, tales como la microscopía selectiva de iluminación de plano y el enfoque multifotónico temporal, que permiten imágenes volumétricas de alta velocidad de las células y embriones.
- Biofotónica – Desarrollar sondas y técnicas para usarlas en imágenes fluorescentes de células y tejidos, limitadas por difracción y sub-difracción. Se da mayor énfasis en desarrollar nuevas proteínas fluorescentes codificadas genéticamente, y mejorar las ya existentes, para su uso como marcadores y sensores. Los métodos y tecnologías incluyen microscopía confocal, TIRF y de campo amplio, imágenes de una sola molécula, espectroscopía fluorescente, e ingeniería de proteínas.
- Estructura y Función Supramolecular – Determinar la organización y composición de ensamblajes supra-moleculares y pequeños organelos en un contexto celular; así como relacionar estructura con función a nivel subcelular y molecular. Los métodos incluyen microscopía electrónica cuantitativa de alta resolución, microscopía electrónica de transmisión por escaneo, tomografía electrónica, espectroscopía electrónica, imágenes por espectroscopía a nanoescala, y técnicas novedosas de etiquetado.
- Dinámica de Ensamblaje Macromolecular – Desarrollar métodos biofísicos para caracterizar macromoléculas y sus interacciones reversibles, incluyendo el dilucidar la relación entre la estructura y la función de la proteína, y el ensamblaje de complejos multi-proteína y máquinas moleculares. Los métodos incluyen ultra-centrifugación analítica, biosensores de resonancia de plasmón superficial, espectroscopía de correlación fotónica, titulación isotérmica y microcalorimetría de escaneo diferencial, y dicroísmo circular.
- Sistemas Biológicos Complejos – Desarrollar instrumentación y modelos matemáticos novedosos para una comprensión mejorada de sistemas biológicos complejos a nanoescala. Los métodos incluyen microscopía de fuerza atómica de alta resolución bajo condiciones fisiológicas con mediciones de fuerza sensibles y modelos matemáticos, tecnologías ópticas y de láser, espectroscopía óptica y fluorescente, y aplicaciones de moléculas reporteras novedosas.
- Análisis y Diagnósticos Inmunoquímicos a Nanoescala – Desarrollar nuevas tecnologías, incluyendo técnicas de microdiálisis lo menos invasivas de tiempo real e inmunoensayos de microfluidos “laboratorio en un chip” para la identificación de biomoléculas. Los métodos incluyen microfabricación, detección de fluorescencia inducida por láser, medición de analitos a niveles sub-femtogramo, espectrometría de masas, fluorescencia en tiempo resuelto, análisis cromatográfico de expresión de proteína, y secreción de células individuales.
- Imágenes Ópticas No-Invasivas – Desarrollar métodos no invasivos de tiempo real para evaluar y monitorizar tejidos y órganos, con aplicaciones para diagnosticar cáncer, obesidad, anemia falciforme, y monitorizar la viabilidad de riñones destinados a transplante. Los métodos incluyen imágenes ópticas subsuperficiales de fluorocromos, imágenes en base a moteado mediante láser funcional, caudalimetría láser Doppler, e imágenes infrarrojas sensitivas de gradientes térmicos en tejidos.
- Monitoreo Remoto – Desarrollar detectores inalámbricos para variables como el estado microvascular, la actividad motora, y el ritmo circadiano.
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Oportunidades de Capacitación
El programa IRP del NIBIB ofrece oportunidades de capacitación en diferentes niveles educativos:
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Contacto en el NIBIB
Dr. Richard Leapman
Director Científico
Programa de Investigación Intramuros
301-496-2599
LeapmanR@mail.nih.gov
Last Updated On 12/23/2011