Riassunto analitico
Tra i numerosi nano-carriers proposti per la veicolazione ed il direzionamento di molecole farmacologicamente attive a specifici target, le nanoparticelle polimeriche (NPs), oggetto di questo elaborato di tesi, svolgono da anni il ruolo di protagoniste, grazie alla loro versatilità formulativa ed applicativa, alla disponibilità di polimeri sempre più sicuri e di tecniche preparative riproducibili. Tuttavia, soprattutto la somministrazione endovenosa, può modificare l’identità delle NPs che nel torrente circolatorio possono interagire con le diverse componenti, in particolare con le proteine plasmatiche: è nota la modifica della superficie dopo adsorbimento proteico, definita protein-corona (PC). Questa corona di proteine, in virtù della sua stabilità, condiziona inevitabilmente il destino nell’organismo delle NPs, in particolare l’interazione del carrier con il sistema biologico ospitante, influenzando tossicità, risposta immunitaria, biodistribuzione, up-take cellulare, direzionamento e rilascio del farmaco stesso. Pertanto, sulla base di queste conoscenze, il presente lavoro di ricerca ha focalizzato l’attenzione sulla caratterizzazione qualitativa e semi-quantitativa della PC (sia soft corona, SC, che hard corona, HC) di NPs allestite mantenendo costanti i parametri formulativi (metodo di preparazione, quantità e tipo di tensioattivo impiegato e residuo) e le caratteristiche di dimensione e polidispersione (notevolmente incidenti sulla PC), valutando come unica variabile la composizione particellare. A tale proposito sono state formulate tre tipologie diverse di NPs prive di ligandi superficiali (NPs di PLGA, NPs ibride PLGA/colesterolo, NPs di colesterolo) e ne sono state valutate le differenze in termini di PC. Successivamente, per ogni tipo di matrice sono state effettuate una o più funzionalizzazioni superficiali con direzionanti rivolti verso specifici recettori cellulari, e sono stati valutati i cambiamenti, in termini di PC, rispetto alle corrispondenti NPs (aventi stessa matrice ma prive di funzionalizzazione).
Operativamente le diverse tipologie di NPs sono state formulate, e caratterizzate dal punto di visto chimico-fisico, morfologico e tecnologico. In seguito, sono stati allestiti test in modelli biologici rilevanti (plasma), mantenendo costanti tutte le variabili (concentrazione delle NPs, tempo e temperatura di incubazione, quantità di tensioattivo, volume totale e rapporto plasma-NPs). I complessi (PC-NPs) così ottenuti sono stati, quindi, isolati e purificati con metodologie differenti per identificare sia la parte di PC più saldamente adsorbita alle NPs (HC) che la parte di PC più esterna e meno saldamente adsorbita (SC) ed infine esaminate attraverso tecniche avanzate di spettrometria di massa combinate con l’utilizzo di moderni software di analisi statistica.
I risultati hanno sottolineato come la composizione della matrice particellare influenzi fortemente sia la tipologia che la quantità delle proteine adsorbite, con una notevole presenza di apolipoproteine in tutti i campioni, ma anche con significative differenze (fattori del complemento e immunoglobuline) nel caso si utilizzino, in particolare, un mix di PLGA e colesterolo come materiali costituenti la matrice delle NPs. Inoltre, al contrario, non sono state osservate differenze quali-quantitative significative per quanto riguarda la PC delle NPs aventi funzionalizzazione superficiale in confronto alle rispettive particelle prive di direzionante.
In conclusione, il nostro studio da un lato conferma l’efficacia del nostro metodo di analisi della PC fornendo risultati chiari e riproducibili per ogni tipologia di NPs, dall’altro pone le basi per poter svelare i “segreti” della PC e per approfondire in futuro la correlazione con il comportamento in vivo delle particelle.
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