• antinflammatory drug
• drug delivery
• psoriasis
• solubility increase
• topical therapy

Oggi i prodotti cortisonici rappresentano la classe di farmaci più utilizzata per il trattamento delle patologie infiammatorie che colpiscono diversi distretti corporei. Pur esercitando una potente attività anti-infiammatoria, i farmaci cortisonici possono provocare molteplici effetti collaterali come emorragie, osteoporosi, difficoltà respiratorie, rush cutanei e, pertanto, il loro uso deve essere il più possibile limitato nel tempo. Nella ricerca di farmaci alternativi appare particolarmente promettente la palmitoiletanolamide (PEA), molecola lipidica endogena, studiata fin dagli anni ’90, dotata di importanti effetti anti-infiammatori, analgesici e neuro-protettivi. Queste caratteristiche conferiscono a PEA enormi potenzialità terapeutiche per il trattamento di patologie infiammatorie. Tuttavia, PEA non è ancora stata impiegata come farmaco a causa della sua estremamente bassa solubilità e conseguente difficoltà a superare le barriere biologiche dell’organismo. Sfruttando un processo di smart delivery basato sulle nanotecnologie è stata sviluppata una nuova forma di PEA, denominata Nano-PEA, maggiormente solubile e potenzialmente più efficace della forma grezza che, introdotta all’interno di una crema, può essere usata per il trattamento della psoriasi. La psoriasi è una patologia infiammatoria cronica che si manifesta sia a livello cutaneo mediante la formazione di placche di varia natura, sia a livello sistemico, compromettendo la funzionalità di vari organi e provocando così l’insorgenza di altre patologie. Il mio progetto di tesi ha come obiettivo quello di proseguire il processo di sviluppo e caratterizzazione della nuova forma di PEA ed esplorarne l’applicazione per via cutanea e inalatoria, aprendo così la possibilità di sfruttarla anche per il trattamento di patologie del tratto respiratorio. Nello specifico, il focus iniziale del progetto ha riguardato un’approfondita caratterizzazione chimico-fisica di Nano-PEA, necessaria per valutare la compatibilità dell’attivo con gli eccipienti attraverso studi dimensionali, morfologici e termogravimetrici, completati con studi di solubilità e rilascio in vitro. Inoltre, per quanto riguarda il prodotto topico contenente Nano-PEA, sono stati effettuati studi in vitro di assorbimento percutaneo con Franz Cells. Inoltre, per la possibile applicazione per via inalatoria, sono stati condotti test di respirabilità sulla polvere liofilizzata. Infine, sono stati realizzati test di citotossicità ed internalizzazione in cellule macrofagiche, dal momento che i macrofagi rappresentano le prime cellule dell’immunità ad intervenire nelle patologie infiammatorie.
I risultati ottenuti sono incoraggianti: gli studi dimensionali e morfologici hanno mostrato la formazione di nanoparticelle sferiche di circa 250 nm e Nano-PEA ha dimostrato essere circa 100 volte più solubile rispetto sia a PEA ultra-micronizzata che grezza. Inoltre, i due diversi campioni di Nano-PEA ottimizzati hanno mostrato sui macrofagi un elevato profilo di sicurezza addirittura determinando un aumento della proliferazione cellulare. Infine, gli studi preliminari su Nano-PEA in forma di polvere liofilizzata hanno mostrato promettenti risultati di respirabilità in funzione della presenza di crioprotettori. In conclusione, questo progetto di ricerca ha contribuito a completare la caratterizzazione in vitro di Nano-PEA, in vista di futuri studi preclinici in vivo che verranno intrapresi con l’intento di sviluppare Nano-PEA come farmaco per il trattamento di patologie infiammatorie.

Today corticosteroids represent the main strategy for the treatment of anti-inflammatory disorders, and they can be useful in several diseases involving different areas of the body. Despite their powerful activity, corticosteroids have many side effects such as haemorrhages, osteoporosis, respiratory distress, skin rush, etc. In an attempt to find alternative anti-inflammatory drugs, a potential anti-inflammatory natural compound known as Palmitoylethanolamide (PEA) has been deeply investigated. PEA is an endogenous lipid studied since the 90’s and characterized by an anti-inflammatory, analgesic and neuroprotective activity. According to this, PEA could have an important therapeutic role for the treatment of immune and/or inflammatory diseases. Unfortunately, since it is extremely poor water soluble, PEA can’t pass easily biological barriers in the body. To overcome this limit, a smart delivery based on nanotechnologies can be considered to increase PEA’s solubility and efficacy. This new nanoparticulate form of PEA (named Nano-PEA) is more soluble and potentially more effective than the raw PEA and can applied for the treatment of skin inflammatory disease as psoriasis. Psoriasis is a chronic, immune-mediated, inflammatory, polygenic skin disorder which clinically manifests as well-demarcated erythematous plaques covered by silvery-white scales. The aim of my research project is the optimization and characterization of Nano-PEA previously developed in the laboratory. In particular, the initial focus has been on conducting a preformulative analysis involving a physical-chemical characterization of the nanoparticulate form of PEA which is necessary to assess the compatibility of the active substance and the excipients. This analysis has been supplemented by solubility and release studies in vitro. In addition, as concerns the studies of percutaneous absorption, in vitro Franz Cells experiments have been carried out. Then, to investigate the possible application of Nano-PEA in the inhalation route, preliminary breathability studies have been made on the lyophilised powder. At last, since macrophages are the first immune cells involved in the inflammation process, cytotoxicity assays have been carried out using circulating macrophage cells. The results obtained are encouraging: dimensional and morphological studies have shown the formation of nanoparticles of almost 250 nm with a spherical shape. Nano-PEA has proven to be about 100 times more soluble than commercial ultra-micronized and raw PEA in different simulated fluids. Cytotoxicity data on macrophages showed that Nano-PEA samples are non-toxic even at high concentrations. At last, preparatory studies on the breathability of Nano-PEA showed good breathability of lyophilized powder when combined with cryoprotectants. In conclusion, this research project can contribute to the in vitro characterization of Nano-PEA, in view of further in vivo preclinical studies.