Giuseppe Battaglia | Group Leader / ICREA Research Professor
Azzurra Apriceno | Postdoctoral Researcher
Ian Peter Williams | Postdoctoral Researcher
Claudia Di Guglielmo | Laboratory Technician
About
We are chemists, physicists, mathematicians, engineers, biologists who work alongside to design bionic units that mimic specific biological functions and/or introduce operations that do not exist in Nature. We apply a constructionist approach where we mimic biological complexity in the form of design principles to produce functional units from simple building blocks and their interactions. We called such an approach: Molecular Bionics.
We are engaged in several activities involving the synthesis and characterisation of novel hierarchal materials whose properties are the result of the holistic combination of its components:
Molecular engineering
We combine synthetic and supramolecular chemistry to tune inter/intramolecular interactions and self-assembly processes to form dynamic soft materials whose molecular, supramolecular and mesoscale structures are tuned and fit for the final application (pictured right: molecular engineering of nanoscopic structures starting from molecule passing to polymers and finally to supra molecular structures).
Physical biology

Figure 1 Giant polymersomes formed by 2D printing (Howse et al Nature Materials 2009)
Our materials are designed to interact with living systems and thus its biological activity is studied in high detail. We have developed and established new methodologies to study living systems and how synthetic materials interact with them combining holistically physical and life sciences (Physical Biology).
Synthetic biology

Figure 2; The brain vasculature (red) of a mouse surronded by astrocytes (cyan) and neurons (white) (Matias-Lorenço et al in preparation )
Both know-hows are applied to study biological organisation and complexity creating synthetic surrogates that act as models, as well as to engineer novel sophisticated ways to interact with living organisms.
Somanautics
In analogy to medical bionics, where engineering and physical science converge to the design of replacement and/or enhancement of malfunctioning body parts, we take inspiration from viruses, trafficking vesicles and exosomes to apply molecular engineering to create nanoscopic carriers that can navigate the human body (Somanautics) with the final aim to improve drug delivery or create new diagnostic tools.
Visit our external website to find out more.
Projects
Publications
Donnelly, Joanna L., Offenbartl-Stiegert, Daniel, Marín-Beloqui, José M., Rizzello, Loris, Battaglia, Guiseppe, Clarke, Tracey M., Howorka, Stefan, Wilden, Jonathan D., (2020). Exploring the relationship between BODIPY structure and spectroscopic properties to design fluorophores for bioimaging Chemistry - A European Journal 26, (4), 863-872
Tian, Xiaohe, Angioletti-Uberti, Stefano, Battaglia, Giuseppe, (2020). On the design of precision nanomedicines Science Advances 6, (4), eaat0919
Tian, Xiaohe, Leite, Diana M., Scarpa, Edoardo, Nyberg, Sophie, Fullstone, Gavin, Forth, Joe, Matias, Diana, Apriceno, Azzurra, Poma, Alessandro, Duro-Castano, Aroa, Vuyyuru, Manish, Harker-Kirschneck, Lena, Šarić, Zhang, Zhongping, Xiang, Pan, Fang, Bin, Tian, Yupeng, Luo, Lei, Rizzello, Loris, Battaglia, Giuseppe, (2020). On the shuttling across the blood-brain barrier via tubule formation: Mechanism and cargo avidity bias Science Advances 6, (48), eabc4397
Gouveia, Virgínia M., Rizzello, Loris, Nunes, Claudia, Poma, Alessandro, Ruiz-Perez, Lorena, Oliveira, António, Reis, Salette, Battaglia, Giuseppe, (2019). Macrophage targeting pH responsive polymersomes for glucocorticoid therapy Pharmaceutics 11, (11), 614
Equipment
- State-of-the-art facilities for cell culture including 5 class A cell cabinets: one dedicated for LPS and RNAse free cell culture and one dedicated for infected tissues
- Fluorescence Activated Cell Sorting (FACS)
- Confocal microscope to perform live cell 4D imaging
- Thermocycler
- Real-time PCR
- Automated Western Blot
- Gel Permeation Chromatography
- High-Performance Liquid Chromatography
- Ultra Performance Liquid Chromatography equipped with fluorescence, UV/Vis and Infrared and light scattering detectors
- Dynamic light scattering unit
- Nanoparticle tracking analysis
- UV and Fluorescence spectroscopy
- Automated liquid handling units
- Nanoparticle production units
Collaborations
- Xavier Salvatella
IRB Barcelona - Francesca Peiro
Physics-University of Barcelona - Kostas Kostarellos
Life Science- University of Manchester/ICN2 - Giorgio Volpe
Chemistry-UCL - Simona Parrinello
Cancer Institute -UCL - Finn Werner
Structural Biology -UCL - Nick Lane
Evolutionary Biology -UCL - Darren Hargraves
Pediatric Neuro-Oncology -UCL - Timothy McHugh
Clinical Microbiology =UCL - Sebastian Brander
Neurology -UCL - Joan Abbott
Physiology -King’s College London - Molly Stevens
Bioengineering -Imperial College London - Stefano Angioletti-Uberti
Materials Science -Imperial College London - Ricardo Sapienza
Physics -Imperial College London - Daan Frenkel
Chemisty-University of Cambridge - Charlotte Williams
Chemistry -University of Oxford - Francesco Gervasio
Pharmacology -University of Geneve/UCL, UK - Francesco Stellacci
Bionegineering -EPFL Switzerland - Tambet Tessalu
Cancer Biology -University of Tartu (Estonia)/ Sanford Burnham Prebys Medical Discovery Institute - Darrel Irvine
Bioengineering -MIT - Xiaohe Tian
Life Sciences University of Anhui - Yupeng Tian
Chemistry University of Anhui - Lei Luo
Pharmacy -Southwest University, China - Kai Luo
HuaXi hospital Sichuan University - Darren Hargrave
Great Ormond Street Hospital, UCLH London - Sebastian Brander
Queen Square National Centre for Neurology, UCLH London
News
Descubierto un mecanismo de entrada al cerebro
Giuseppe Battaglia, líder del grupo “Molecular Bionics” del IBEC y profesor de investigación ICREA aparece en varios medios por su reciente estudio que describe un mecanismo y las condiciones necesarias que permiten que moléculas atraviesen la barrera hematoencefálica, la capa protectora del cerebro.
Descubierto un mecanismo de entrada de fármacos al cerebro
Un estudio internacional dirigido por el investigador del IBEC Giuseppe Battaglia describe un mecanismo y las condiciones necesarias que permiten que moléculas atraviesen la barrera hematoencefálica, la capa protectora del cerebro. El estudio describe el papel de la proteína LRP1 en la estabilización de pasajes tubulares, abriendo una posible vía de administración más segura y eficiente de fármacos al cerebro.
Imaginenano Online 2020
Imaginenano2020 Online Imaginenano2020 organisers have been closely monitoring global developments of the COVID-19 virus since the start of the year. The health and safety of our speakers, exhibitors, participants and…
Selectividad de rango: un nuevo concepto para administrar de forma eficiente fármacos mediante nanopartículas.
En un nuevo estudio publicado en la revista científica Nature Communications, los investigadores describen un nuevo concepto llamado “selectividad de rango”, que explica por qué las nanopartículas biomiméticas solo se unen a los receptores cuando su densidad está dentro de un rango preciso.
El hallazgo podría allanar el camino para el desarrollo de terapias altamente dirigidas contra una serie de enfermedades.
Bioingeniería contra las infecciones bacterianas más resistentes y mortales
Un equipo internacional liderado por investigadores del Instituto de Bioingeniería de Cataluña (IBEC) lleva a cabo un estudio que abre la puerta a una nueva terapia capaz de eliminar de manera rápida, y eficaz, infecciones de bacterias intracelulares, las más resistentes a la maquinaria inmunológica.
Esta terapia, basada en vesículas sintéticas, reduciría considerablemente la dosis y duración de los tratamientos antimicrobianos, disminuyendo así el peligro a generar resistencia a los antibióticos de patógenos como los causantes de la tuberculosis.
Una nueva terapia “más rápida y segura” contra la tuberculosis
Un equipo de científicos internacionales liderado por el Instituto de Bioingeniería de Cataluña (IBEC) ha desarrollado una terapia “más rápida, eficaz y segura” para eliminar infecciones de bacterias intracelulares causantes de enfermedades como la tuberculosis. Entre los científicos que participan en el estudio se encuentran el investigador principal Giuseppe Battaglia y el investigador Loris Rizzello del IBEC.
Un investigador del IBEC desarrolla un modelo para la nanomedicina de precisión
Investigadores del Instituto de Bioingeniería de Cataluña (IBEC) han propuesto un modelo que ofrece información importante sobre cómo las nanopartículas interactúan con células, virus, bacterias o proteínas, entre otros.
El modelo tiene en cuenta los distintos factores que determinan la afinidad de las nanopartículas con células, virus, bacterias o proteínas, lo que es clave para elaborar fármacos a medida para cada paciente.
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