Riassunto analitico
I “Drug Nanocarriers” sono dei sistemi che possono essere essenzialmente di natura lipidica o polimerica, sviluppati per migliorare la biodisponibilità del farmaco, la sua emivita, per modificare il suo rilascio e per indirizzarlo al suo target biologico in modo più preciso e di conseguenza diminuire gli effetti collaterali. In particolare le nanoparticelle solide lipidiche (SLN) sono sistemi monofasici costituiti da lipidi e tensioattivi idrofili. L’obiettivo di questo progetto di tesi è stato di sviluppare SLN in grado di veicolare un composto con attività antitumorale denominato “1G”. 1G [1-(4-amino-3,5-dimetilfenil) 3,5-diidro-7,8-etilendiossi-4h-2,3 benzodiazepin-4-one] è un derivato 2,3 benzodiazepinico che ha manifestato spiccata azione citotossica nei confronti di una linea cellulare di glioblastoma umano (U87MG), il più frequente tumore maligno cerebrale nell’uomo per il quale i trattamenti disponibili hanno un successo limitato. Il composto 1G è attualmente un candidato farmaco valido per il trattamento di neoplasie cerebrali come il glioblastoma, grazie alla sua attività citotossica selettiva nei confronti delle cellule tumorali e grazie alla sua capacità di oltrepassare le barriera ematoencefalica. Nonostante ciò, questo composto ha una solubilità acquosa estremamente critica (< 0,1mg/mL) e non è solubile nella maggior parte dei solventi idrofili e organici. Pertanto, date queste caratteristiche di solubilità è razionale valutare la possibilità di incapsulare tale composto in SLN per migliorarne la veicolazione. Le formulazioni di SLN sono state ottenute con la tecnica dell’omogeneizzazione a caldo, utilizzando una bassissima concentrazione di tensioattivo e un lipide adatto, in modo da non risultare citotossiche sulla linea cellulare U87MG. Questi sistemi sono stati ottimizzati e caratterizzati per quanto riguarda le loro dimensioni e l’omogeneità dimensionale mediante l’uso della Photon Correlation Spettroscopy (PCS) e per quanto riguarda la morfologia con Microscopio a Forza Atomica (AFM). Inoltre sono stati determinati il caricamento (DL%) e l’efficienza di incapsulazione (EE%). Infine è stata analizzata la tossicità di SLN-1G sulla linea cellulare di glioblastoma umano U87MG, mediante saggio di vitalità cellulare con CCK8. Le SLN ottenute dimostravano una dimensione media paria a 400 nm e una capacità massima di caricamento del farmaco (DL) pari al 3% p/p. Il saggio di vitalità cellulare con CCK8 ha rilevato una citotossicità delle SLN-1G significativamente maggiore rispetto alle SLN-non caricate e pari a quella di una stessa dose di farmaco libero, dopo un periodo di incubazione di 48 ore. In conclusione, le SLN sembrano essere un sistema promettente per veicolare il composto 1G non modificando le sue caratteristiche citotossiche e consentendo una veicolazione idonea anche per eventuali futuri studi in vivo.
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Abstract
The "Drug Nanocarriers" are polymeric or lipidic systems developed to improve bioavailability of the drug, their half-life and targeting to a selected site, reducing , consequently, side effects. In particular, solid lipid nanoparticles (SLNs) are monophasic systems made up of lipids and hydrophilic surfactants.
The aim of this thesis project was to develop SLNs for the delivery of "1G", a compound with anticancer activity against glioblastoma, the most frequent malignant brain tumour in humans for which the available treatments have limited success.
1G ([1- (4-amino-3,5-dimethylphenyl) 3,5-dihydro-7,8-ethylenedioxy-4h-2,3 benzodiazepine-4-one]) is a 2,3 benzodiazepine derivative, which has shown a marked cytotoxic action against a human glioblastoma cell line (U87MG),
Therefore, 1G is considered a valid drug candidate for the treatment of brain tumours such as glioblastoma, thanks to its selective cytotoxicity against cancer cells and thanks to its ability to cross the blood brain barrier. Despite this, this compound has an extremely critical aqueous solubility (<0.1mg / mL) and is not soluble in most hydrophilic and organic solvents. Thus, in order to overcome its drawbacks, it is rationale to explore the possibility of encapsulating this compound in SLNs.
SLNs formulations were obtained with the hot homogenization technique, using a very low concentration of surfactant and a suitable lipid. These systems have been optimized and characterized with regard size and size homogeneity by Photon Correlation Spectroscopy (PCS) and as regards the morphology by Atomic Force Microscope (AFM). Furthermore, drug loading (DL%) and encapsulation efficiency (EE%) were provided. Finally, the toxicity of 1G-loaded SLNs on the human glioblastoma cell line (U87MG) was analyzed, using the cell viability assay with CCK8.
SLNs shows an average size of 400 nm and a maximum drug loading (DL) of 3% w / w. The CCK8 cell viability test demonstrates a cytotoxicity of the 1G-loaded SLNs higher than that of unloaded-SLNs and equal to that of the same dose of free drug, after an incubation period of 48 hours.
In conclusion, SLNs seem to be a promising tool for the delivery of 1G compound without changing its cytotoxic features and also by allowing a suitable delivery for any future in vivo studies.
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