Riassunto analitico
Le specie reattive dell'ossigeno (ROS) sono molecole contenenti ossigeno ad alta reattività, gestite da una combinazione di sistemi antiossidanti enzimatici e non enzimatici. Nel cuore, i ROS sono fondamentali per regolare l'omeostasi cellulare, influenzando la proliferazione cellulare, la differenziazione e l'accoppiamento eccitazione-contrazione. Tuttavia, quando i livelli di ROS superano la capacità di difesa antiossidante, può verificarsi uno stress ossidativo. Questo eccesso di ROS può causare danni cellulari e molecolari, che alla fine portano a una disfunzione cardiaca. In questo lavoro, abbiamo sviluppato una nanomedicazione antiossidante basata su nanoparticelle (NPs) modificate in superficie da N-acetilcisteina (NAC) per affrontare il problema relativo allo stress ossidativo nel cuore. La NAC è una molecola antiossidante endogena significativa che può essere utilizzata per prevenire localmente la formazione di ROS e quindi proteggere le cellule endoteliali e staminali umane dallo stress ossidativo. Questa tesi si concentra sullo studio della superficie delle NPs innestata da NAC tramite una reazione chimica "photo-click", sulle prestazioni in vitro di nuove formulazioni ibride con elevata capacità di legame di NAC e stabilità a lungo termine, sulla valutazione della loro capacità di fornire un'attività antiossidante intracellulare e sul miglioramento delle loro proprietà di cattura dei ROS.
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Abstract
Reactive oxygen species (ROS) are oxygen-containing molecules with high reactivity, managed by a combination of enzymatic and non-enzymatic antioxidant systems. Within the heart, ROS are vital for regulating cellular homeostasis, affecting cell proliferation, differentiation, and the excitation-contraction coupling. However, when ROS levels exceed the antioxidant defence capacity, oxidative stress can occur. This excessive ROS can cause cellular and molecular damage, eventually leading to cardiac dysfunction. In this work, we have developed antioxidant nanomedication based on nanoparticles (NPs) surface modified by N-acetylcysteine (NAC) to address the issue related to oxidative stress in heart. NAC is a significant endogenous antioxidant molecule that can be used to prevent ROS formation locally and thus can protect human endothelial and stem cells from oxidative stress. This thesis focuses on the study of the surface grafting of NAC on NPs via photo-click chemistry, in vitro performance of new hybrid formulations with high NAC loading capability and long-term stability, the evaluation of their ability to provide an intracellular antioxidant activity and the improvement of their ROS trapping properties.
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