Applicazione biologica di nanoparticelle di silice mesoporosa per terapia oncologica

Abstract

Il progetto di tesi è stato incentrato sullo studio degli effetti che le nanoparticelle di silice mesoporosa da 30nm caricate con doxorubicina hanno su cellule tumorali. La sintesi di silice mesoporosa avviene tramite l’utilizzo di un surfattante. Tale classe di reagenti è citotossica perché capace di causare il riarrangiamento delle membrane biologiche e indurre il rilascio degli enzimi intracellulari. È necessario definire dapprima la tossicità del solo vettore in modo da definire il materiale neosintetizzato biocompatibile e delineare i soli effetti del farmaco coniugato al vettore. Pertanto, è stata definita dapprima la tossicità delle nanoparticelle sulle cellule. In seguito la citotossicità delle nanoparticelle intercalate con Doxorubicina è stata testata sulle seguenti linee cellulari tumorali: MDA-MB-231 (breast cancer cells), LOVO e DLD1 (colon cancer cells) di queste ultime due linee son state saggiate sia le linee sensibili che quelle resistenti al farmaco. Ad oggi, una delle difficoltà legata all'impiego di nanovettori riguarda il destino metabolico dopo la somministrazione. Il processo di opsonizzazione conduce alla rapida eliminazione del sistema dall'organismo, spesso ancor prima che riesca a liberare il principio attivo che incorpora a causa dell’interazione con delle diverse proteine presenti nel flusso ematico. Sono stati,dunque, eseguiti test in vitro per definire l’interazione tra le NPs e le proteine del siero. Per la terapia oncologica è essenziale, come accennato in precedenza, avere un rilascio controllato del farmaco nel liquido interstiziale, sulla superficie del tumore o direttamente nello spazio intracellulare. Quando, il rilascio dei farmaci deve avvenire direttamente nel citoplasma cellulare, è importante che avvenga un processo di endocitosi direttamente dalla membrana cellulare ai lisosomi, dove le particelle sono degradate e possono rilasciare il loro contenuto. Per comprendere la risposta delle cellule alle nanoparticelle, è cruciale comprendere i meccanismi di uptake cellulare e il traffico intracellulare. La membrana cellulare è un sistema molto complesso, e quindi il potenziale di superficie del vettore è rilevante nell’uptake cellulare. Inoltre, a seconda delle dimensioni delle particelle vi è un diverso meccanismo di internalizzazione. Al microscopio confocale è stato possibile definire se la silice mesoporosa veniva internalizzata, il tempo di internalizzazione e la distribuzione subcellulare Infine, il sistema caratterizzato in vitro è impiegato per la sperimentazione in vivo. Nel nostro caso è stato impiegato il modello murino al fine di definire la biodistribuzione e l’efficienza delle DoxoNPs sulla crescita tumorale rispetto alla doxo libera.