Riassunto analitico
La sindrome di Hunter o Mucopolisaccaridosi II (MPS-II) è una patologia neurometabolica causata dal deficit dell’enzima lisosomiale iduronato-2-solfatasi (IDS), coinvolto nel catabolismo dei glicosaminoglicani (GAGs). La terapia enzimatica sostituiva (ERT) rappresenta, ad oggi, la terapia d’elezione per questa patologia, nonostante sia inefficace a livello del Sistema Nervoso Centrale (SNC) a causa del mancato attraversamento della Barriera Emato-Encefalica (BEE). Per tale ragione l’applicazione della nanotecnologia alla veicolazione dell’enzima terapeutico è considerata una valida strategia alternativa.
Il mio lavoro di tesi si è focalizzato appunto in questo ambito e in particolare sullo studio di nanosistemi polimerici da applicare alla MPS-II. Nello specifico il lavoro si è composto di due fasi: la prima in cui si è studiata, attraverso test in vitro ed un esperimento pilota in vivo, l’efficacia di determinati nano-sistemi polimerici (NPs-503H-IDS) di veicolare l’enzima IDS in modelli di MPS II; la seconda in cui si è valutata la possibilità di ottimizzare, dal un punto di vista tecnologico, i sistemi studiati in fase uno.
I risultati ottenuti nella prima fase si sono rivelati molto soddisfacenti sia per la parte in vitro sia per quella in vivo, che ha fornito informazioni utili per il miglioramento ulteriore dell’efficacia. Dai test in vitro, infatti, è emerso che le NPs-503H-IDS sono in grado di trasportare efficacemente l’enzima IDS alle cellule malate mantenendone l’attività. Nei test in vivo, l’efficacia terapeutica delle NPs si è riscontrata variabile a seconda del distretto anatomico. Al fine di produrre un passaggio della BEE si sono utilizzate NPs ingegnerizzate con il direzionante cerebrale g7 (g7-NPs-503H). La capacità delle g7-NPs-503H di trasportare molecole complesse al cervello era già stata dimostrata in precedenza con un accumulo nel SNC pari circa al 10% della dose somministrata. Tali NPs ingegnerizzate e caricate con IDS (NPs-503H-IDS) si sono rivelate efficaci nel ridurre il contenuto di GAGs a livello epatico, mentre a livello cerebrale si è notata solamente una leggera flessione del contenuto di GAGs.
Si è cercato, pertanto, nella seconda fase di questo lavoro di tesi di studiare e modulare le caratteristiche del nanosistema in modo tale da renderlo più efficace nel consegnare l’enzima al SNC rilasciando quantità utili per la riduzione dei GAGs in tempi non troppo lunghi e quindi compatibili con una eventuale terapia.
In particolare, abbiamo studiato, sperimentato e comparato NPs formulate con polimeri di differente peso molecolare (PM) ovvero: il polimero impiegato in fase I, PLGA 503 H (PM 24-38 kDa), il PLGA 502 H (PM 7-17 kDa) e il polimero di nuova generazione 50 DLG 1A (PM 2-6 kDa). Tali NPs sono state caricate con un enzima modello (β-glucosidasi) e sottoposte a diversi studi di caratterizzazione: chimico-fisica (dynamic light scattering, resa ponderale, determinazione PVA residuo), morfologica (atomic force microscopy), e tecnologica (calcolo contenuti e simulazioni di rilascio in vitro). I risultati ottenuti hanno messo in evidenza che, tra i polimeri impiegati in questa seconda fase di sperimentazione, quello a più basso PM, ovvero il 50 DLG 1A, si è mostrato il più idoneo per soddisfare tali esigenze. Le NPs-DLG1A mostrano infatti un migliore controllo nel rilascio dell’enzima incapsulato, rispetto alle altre due tipologie di NPs, che consiste in un minore “burst realease” iniziale (fase in cui si ha la dispersione del farmaco solo adsorbito sulle NPs) e una successiva fase di rilascio più consistente rispetto alle altre NPs in esame. Questa nuova tipologia di NPs potrebbe quindi rappresentare un valido candidato per la veicolazione dell’enzima terapeutico ai tessuti di interesse.
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