Sviluppo di nanocarriers per il “drug release” controllato di biomolecole nella terapia antitumorale

Una nuova generazione di nanogels (NGs) in poly(N-vinyl pyrrolidone) (PVP) è stata ottenuta mediante beta–irraggiamento (e-beam) ad alta energia mediante elettroni accelerati, che permette in tempi brevi la reticolazione di polimeri in soluzione acquosa, utilizzando acceleratori di particelle lineari. Oltre al controllo dimensionale, l’aspetto innovativo di tale tecnica è la possibilità di ottenere nanogels sterili, la cui funzionalizzazione di superficie avviene in un unico step. Inizialmente, è stata provata la loro biocompatibilità e non genotossicità in sistemi biologici, caratteristiche fondamentali per la loro applicazione in campo biomedico. Inoltre, sono stati messi a punto dei protocolli per la bioconiugazione delle nanoparticelle con diverse molecole, grazie alla presenza dei gruppi amminici e carbossilici reattivi presenti sulla loro superficie. Dopo aver coniugato i nanogels con delle sonde fluorescenti (isotiocianato di fluoresceina e ammino-fluoresceina), è stata valutata l’affinità dei nanogels per i sistemi biologici in vitro, verificando la loro capacità di oltrepassare le membrane biologiche. La famiglia di nanogels funzionalizzati con gruppi amminici è stata bioconiugata con un anticorpo monoclonale fluorescente, in grado di riconoscere e legare la glicoproteina di membrana CD44. Per riuscire ad avere un’attività di “addressing” sito-specifico, tali nanoparticelle sono state coniugate con l’anticorpo monoclonale fluorescente anti-beta3, che riconosce l’integrina alpha v-beta3. Tramite wound-healing assay su cellule endoteliali ECV304 è stato dimostrato il targeting attivo mediato da tali nanoparticelle. Inoltre, è stato dimostrato che il meccanismo di internalizzazione dei nanogels preferenziale sfrutta la macropinocitosi. Per quanto riguarda la famiglia di nanogels funzionalizzati con gruppi carbossilici, questi sono stati ingegnerizzati per il rilascio controllato di un farmaco chemioterapico, ossia la Doxorubicina. Il meccanismo d’azione pensato, sfrutta l’aumento dei livelli di glutatione presente nel citoplasma delle cellule tumorali, che risulta essere superiore rispetto a quello presente nelle cellule normali. L’efficenza del sistema proposto è stata studiata su cellule MC3T3-E1 non tumorali e su cellule Hela tumorali. Infine, sono stati fatti esperimenti preliminari di coniugazione dei nanogels con acidi nucleici, seguiti da studi di riconoscimento enzimatico, per un futura applicazione dei nanogels in terapie basate sul silenziamento genico.