Riassunto analitico
La Curcumina, un composto polifenolico ricavato dai rizomi della Curcuma longa L., negli ultimi anni è stata oggetto di diversi studi in virtù delle sue numerose proprietà fra le quali anti-infiammatorie, anti-tumorali e protettive del sistema nervoso.
Sebbene questa molecola presenti enormi potenzialità terapeutiche, il suo impiego ancora oggi risulta essere molto limitato a causa della sua scarsa biodisponibilità dovuta al poco assorbimento nel sangue e al metabolismo veloce. Molti studi per cercare di ovviare a questo problema si sono incentrati sull’utilizzo di carriers sia organici che inorganici per veicolare il principio attivo e migliorare la sua biodisponibilità.
In questo progetto di tesi si è deciso di progettare e studiare dei sistemi di drug delivery inorganici (IDDS Inorganic Drug Delivery Systems) capaci di inglobare, trasportare e rilasciare curcumina nel tratto gastro-intestinale basati su strutture zeolitiche, e valutarne l’efficacia in vivo rispetto alla curcumina non veicolata.
Le zeoliti sono alluminosilicati microporosi altamente cristallini contenenti ioni di metalli alcalini e/o alcalino-terrosi e molecole d’acqua. Grazie alla loro struttura interna formata da numerose cavità e canali si prestano bene al caricamento di molecole organiche quali per esempio la curcumina. In questo progetto di tesi ne sono state selezionate 2 differenti per dimensioni dei canali: una mordenite e una zeolite L. Il lavoro sperimentale è stato suddiviso in diverse parti:
1. Stabilità della curcumina in fluidi biologici e ottimizzazione delle condizioni di estrazione: in questa prima fase la reattività della curcumina è stata testata in diversi fluidi simulati: gastrico (pH 1.2), intestinale (pH 6.8) e plasma (pH 7.4). Data la difficoltà di quantificare la curcumina nel mezzo acquoso si è resa necessaria una procedura di estrazione liquido/liquido, che è stata opportunamente ottimizzata.
2. Caricamento delle zeoliti attivate: in questa fase si sono ottimizzati i parametri sperimentali di upload delle zeoliti, in particolare il solvente e rapporto curcumina/zeolite. Al termine di questa fase è stata selezionata la mordenite come sistema di delivery che consente il più elevato caricamento.
3. Trattamenti termici post-upload e caratterizzazione: i campioni ottenuti sono stati successivamente sottoposti a diversi trattamenti termici per eliminare il solvente usato per l’upload. Tutti i campioni sono stati caratterizzati mediante diverse analisi (analisi elementare, FT-IR, UV-Vis, TGA)
4. Studi di rilascio simulato: in questa fase finale è stata ipotizzata la somministrazione orale del sistema zeolite/curcumina, si è simulato il rilascio nello stomaco e nell’intestino. Si è poi quantificata la curcumina rilasciata nel tempo utilizzando la spettrofotometria UV-vis.
5. Sperimentazione su modello animale: la formulazione migliore e la curcumina sono state testata su un modello animale (Wistar rat).
6. Quantificazione nei campioni biologici mediante LC-MS/MS: sviluppo e validazione di un metodo LC-MS/MS per la determinazione e quantificazione della curcumina e dei suoi metaboliti dopo somministrazione orale del composto zeolite-Curcumina in vivo a diversi tempi.
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