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
La investigación del programa IRP abarca a menudo la colaboración con otros institutos del NIH, otras agencias gubernamentales, academia, e industria. Áreas del programa incluyen:
Estructura y Función Supramolecular – Determinar la forma, organización y estructura tridimensional de ensamblajes macromoleculares y la composición química de organelos celulares; así como relacionar estructura con función a nivel subcelular y molecular. Los métodos incluyen microscopía electrónica cuantitativa de alta resolución, tomografía electrónica, imágenes espectroscópicas a nanoescala, y técnicas novedosas de etiquetado.
Dinámica de Ensamblaje de Proteína – Desarrollar métodos biofísicos para caracterizar macromoléculas y sus interacciones reversibles, incluyendo la aclaración de 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, análisis volumétrico isotérmico y micro-calorimetría 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 láser, espectroscopía óptica y fluorescente, y aplicación de moléculas mensajeras novedosas.
Análisis y Diagnóstico Inmunoquímico a Nanoescala – Desarrollar nuevas tecnologías, incluyendo técnicas de microdiálisis en tiempo real lo menos invasivas, y ensayos inmunológicos de microfluídico “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 masa, fluorescencia resuelta en tiempo, análisis cromatográfico de expresión de proteína y secreción de células individuales.
Radioquímica de Tomografía por Emisión de Positrones (TEP) – Desarrollar radiofarmaceúticos para tomografía por emisión de positrones, la cual permite imágenes in vivo de procesos bioquímicos. El diseño de nuevos radioligandos para TEP puede mejorar la comprensión de las enfermedades y conducirnos al desarrollo de nuevos medicamentos terapéuticos. Los métodos incluyen radioetiquetación, síntesis química, análisis químico, y estudios pre-clínicos utilizando técnicas in vitro e in vivo.
Farmacocinética y Administración de Medicamentos – Modelar y mejorar la administración de medicamentos, incluyendo macromoléculas, hacia tejidos específicos en animales y en humanos; y modelar la distribución anatómica de metabolitos endógenos y contaminantes ambientales. Los métodos incluyen la estimación de respuesta a dosis, toxicidad, difusión, flujo de fluidos, convección, e interacciones con receptores celulares.
Imágenes Ópticas No-Invasivas – Desarrollar métodos no invasivos de tiempo real para evaluar y monitorizar tejidos y órganos, con aplicaciones para diagnóstico de cáncer y monitorizar la viabilidad de riñones destinados a transplante. Los métodos incluyen toma óptica subsuperficie de imágenes de fluorocromos, así como imágenes infrarrojas sensitivas de gradientes térmicos en tejidos.
El programa IRP del NIBIB ofrece oportunidades de entrenamiento en diferentes niveles educativos, incluyendo competencias nacionales por el Programa de Escuela Práctica de Verano en Ingeniería Biomédica (para estudiantes universitarios que están terminando su tercer año en un programa de bioingeniería, www.nibib.nih.gov/Training/UndergradGrad/besip/home) y el Programa de Investigación Asociada NRC (un programa conjunto del NIH/NIST para postdocs, www.training.nih.gov/postdoctoral/nist.asp).
