• nanoparticelle
• marcatura con radioisotopi

Il presente lavoro di tesi costituisce l’inizio di uno studio volto all’ottenimento di un prodotto a base di nanoparticelle (NPs) polimeriche per la marcatura di leucociti autologhi con il radioisotopo attivo Gallio-68 (68Ga). Lo studio è stato compiuto in collaborazione con il gruppo di ricerca di Medicina Nucleare della Professoressa Paola Erba, presso l’Ospedale Santa Chiara di Pisa. La marcatura di leucociti costituisce un utile mezzo diagnostico per la discriminazione dei processi infiammatori dai processi infettivi tipicamente a carico degli impianti protesici. Questa indagine diagnostica è attualmente compiuta mediante SPECT (Single Photon Emission Computed Tomography) utilizzando l’isotopo radiattivo metastabile del tecnezio (99mTc) nella forma 99mTc-esametilpropilenamminossima (99mTc-HMPAO). L’impiego di 68Ga permetterebbe invece l’uso della tomografia PET (Positron Emission Tomography), di maggiore interesse perché con migliore risoluzione spaziale e sensibilità. Avendo il Gallio un tempo di emivita di 68 minuti che costringe quindi a lavorare con tempi ristretti, lo studio compiuto potrà essere successivamente adattato per la marcatura con scandio-44 (44Sc), avente un periodo fisico più lungo ed ottenuto anche questo per eluizione con soluzioni di acido cloridrico dal radioisotopo genitore.
Il lavoro sperimentale si è articolato in diverse fasi: formulazione di NPs e marcatura con ioni 68Ga3+, caratterizzazione chimico fisica del formulato e studi di internalizzazione da parte di leucociti primari. In dettaglio, sono stati studiati due protocolli di marcatura delle nanoparticelle:
1. Il primo prevede la preparazione mediante gelificazione ionotropica di NPs a base di Carbossimetilcellulosa (CMC), direttamente in presenza del radioisotopo attivo 68Ga3+.
2. Il secondo sfrutta invece il processo di ricostituzione della sospensione di NPs a base di CMC a partire da un prodotto liofilizzato, utilizzando la soluzione acida di 68GaCl3 ottenuta dal generatore del radioisotopo.
Le formulazioni sono state messe a punto usando come riferimento parametri di distribuzione dimensionale, resa, potenziale zeta e radioattività specifica. Inoltre, le condizioni di preparazione e la composizione del mezzo di sospensione delle NPs sono stati studiati in funzione dell’applicazione diretta del prodotto su cellule isolate dal sangue. Gli studi di internalizzazione da parte di leucociti primari sono stati compiuti simulando i protocolli attualmente in clinica per la marcatura di leucociti mediante 99mTc-HMPAO. La procedura ha previsto l’impiego del “leucokit”, un dispositivo medico atto ad isolare e marcare le cellule leucocitarie ottenute dal sangue periferico, prima della loro re-infusione nel paziente.
Delle due strategie utilizzate è risultata migliore quella in cui il prodotto liofilizzato viene ricostituito. Infatti con questa tecnica sono state ottenute delle NPs con diametro medio di 220 nm; il caricamento del radioattivo nelle particelle è risultato compreso fra il 75 e l’80 per cento; l’internalizzazione nei leucociti è avvenuta con successo e l’efflusso che si ha dopo 50 minuti è pari al 20%.