Riassunto analitico
Cancer is a disease caused by cells disfunction, which leads to their uncontrolled and excessive growth. Only in 2012, this heterogeneous disease caused 8.2 million deaths and 14.2 million new cases worldwide. According to the different genetic mutations that lead to the cancer cell formation, cancer could become extremely aggressive and destroy normal vital systems, causing diseases such as ulceration, organ hyper functionality and death. Cancer treatments are divided in three big categories: surgery , radiotherapy and chemotherapy. Most of the drugs in commerce nowadays present many side effects that could cause serious diseases to the patient, hitting in particular normal cells with low biological half-life. These drugs lead to destruction of cells at gastro-intestinal, follicle and bone marrow level, causing nausea, vomit, hair loss and immunodeficiency.
This thesis dissertation has the aim to improve the pharmacokinetic activity and target of an anticancer compound (E1) in order to decrease its toxicity and increase its response rate against cancer. E1 is a topoisomerase II inhibitor and a poorly soluble drug. Beside its intrinsic side effects, it has other side effects, due to the fact that the substance is employed with stabilizers and solubilizers for the i.v. formulation that are toxic.
The nano sizing approach could improve the pharmacokinetic profile and reduce drug toxicity. The synthesis of E1 nanocrystals (NCs) is the central work of this thesis: the results are described and discussed by using different techniques such as the dynamic light scattering (DLS), transmission electrical microscopy (TEM) and different scanning calorimetry (DSC) in order to find the best way to achieve the synthesis and the chemical-physical characterization. The synthesis process has been accomplished by means of precipitation technique and the use of polymer P407 as stabilizer was evaluated and also compared to other stabilizers. The following step has been that of encapsulating E1 in thermosensitive liposomes made with a mixture of DPPC DSPC and cholesterol. Thermosensitive liposomes are bilayered vesicle systems capable of releasing the drugs that they charge inside, when stimulated by a heat source. Liposomes have been engineered in order to disrupt the vesicle membrane at ~42°C. In vitro studies have been performed on CT-26 cells, in order to verify the new formulation efficacy.
It is possible to conclude, that this study manages to obtain E1 NCs that show a sort of retarded release in vitro. Nevertheless, the collected encapsulation data are not sufficient to say if there is E1 NCs or E1 encapsulated. Next steps will be that of improving the encapsulation and, after that, in vivo studies to check the drug release and efficacy of the novel formulation on mice.
|
Abstract
Il cancro è una malattia multifattoriale che presenta un malfunzionamento delle cellule, portando ad una loro incontrollata ed eccessiva crescita. E’ una malattia eterogenea che, solo nel 2012, ha causato 8,2 milioni di morti e 14,2 milioni di nuovi casi in tutto il mondo. A seconda delle diverse mutazioni genetiche che portano alla formazione di cellule tumorali, il cancro può diventare estremamente aggressivo e distruggere i normali sistemi vitali, creando, ad esempio ulcerazioni, iperfunzionalità degli organi colpiti e la morte. Il trattamento del cancro è diviso in tre grandi categorie: chirurgia, radioterapia e chemioterapia. La maggior parte dei farmaci in commercio oggi presenta molti effetti collaterali che potrebbero causare gravi malattie al paziente. In particolare, questi farmaci sono aggressivi nei confronti delle cellule sane con una bassa emivita. Questi farmaci portano alla distruzione di cellule a livello gastrointestinale, del follicolo e del midollo osseo causando nausea, vomito, perdita di capelli e immunodeficienza.
Questa tesi ha lo scopo di migliorare l’attività farmacocinetica e il targeting di un composto anticancro al fine di diminuire la sua tossicità. E1 è un inibitore della topoisomerasi II ed è un farmaco poco solubile in acqua. Ha effetti collaterali legati alle sostanze utilizzate come stabilizzanti e solubilizzanti per la formulazione parenterale, oltre ai suoi effetti collaterali intrinseci.
L'approccio della nanocristallizzazione potrebbe migliorare il profilo farmacocinetico e ridurre la tossicità.
La sintesi dei nanocristalli E1 (NC) costituisce la parte centrale di questa tesi, la procedura è stata analizzata usando tecniche differenti come la diffusione dinamica della luce (DLS), la microscopia elettrica di trasmissione (TEM) e la calorimetria differenziale a scansione (DSC) al fine di trovare un metodo migliore di sintesi e dare una caratterizzazione chimico-fisica al nuovo composto. Il processo di sintesi è stato realizzato con la tecnica della precipitazione e con l'uso del polimero P407 come stabilizzante. Il passo successivo è stato quello di incapsulare E1 in liposomi termosensibili realizzati con una miscela di DPPC DSPC e colesterolo. I liposomi termosensibili sono sistemi formati da un doppiostrato di fosfolipidi capaci di liberare il farmaco caricato all'interno quando vengono stimolati da una fonte di calore. I liposomi sono stati ingegnerizzati per perturbare la loro membrana a 42 ° C. Al fine di verificarne l'efficacia, sono stati condotti studi in vitro sui nanocristalli di E1 ottenuti.
E' possibile concludere che si è riusciti ad ottenere dei NC di E1 e che in vitro sembrano mostrare un effetto ritardato. I dati di incapsulamento raccolti non sono sufficienti per dire se esiste E1 NC o E1 incapsulato. I prossimi passi saranno quelli di migliorare l'incapsulamento e, successivamente, procedere con studi in vivo per controllare il rilascio del farmaco e l'efficacia della nuova formulazione sui topi
|