• drug delivery oculare
• flavonoidi
• impianti intravitreali biodegradabili
• infiammazione
• microglia
• modulatori metabolici
• poli(idrossialcanoati)
• polimeri biodegradabili
• retinite pigmentosa

Il presente lavoro di tesi ha riguardato l’iniziale selezione di sostanze atte a promuovere un fenotipo anti-infiammatorio della microglia e il successivo sviluppo di sistemi polimerici atti a veicolare le stesse in modo controllato.
L’obiettivo finale del progetto generale nel cui contesto si inserisce questa tesi è veicolare a livello retinico, in modo controllato sia spazialmente che temporalmente, principi attivi ad attività anti-infiammatoria, al fine di fornire un utile trattamento per patologie retiniche a carattere infiammatorio.

La microglia, considerata come il principale meccanismo di difesa innato del Sistema Nervoso Centrale, ricopre un duplice ruolo nel contesto dell’infiammazione: da un lato è in grado di promuoverla per combattere patogeni o per eliminare cellule danneggiate, dall’altro può contrastarla e favorirne la risoluzione mediante il rilascio di fattori anti-infiammatori. La normale omeostasi infiammatoria della microglia prevede che vi sia un’alternanza tra queste due attivazioni. È infatti noto che il fenotipo pro-infiammatorio della microglia, se deregolato e cronicizzato, è attivamente coinvolto nel declino neurodegenerativo in svariate patologie di questa categoria, incluse quelle retiniche.
In questo lavoro di tesi sono stati condotti esperimenti in vitro su una linea cellulare di microglia murina (BV2), sulla quale è stata testata l’attività anti-infiammatoria del flavonoide naringenina e del modulatore metabolico ranolazina. Entrambe queste molecole si sono rivelate in grado di diminuire i livelli di espressione di alcuni geni considerati indicatori di uno stato infiammatorio (IL-1β, CCL2 e IL-6), stato che viene stimolato in vitro dal lipopolisaccaride. Questa attività anti-infiammatoria di naringenina e ranolazina è stata verificata anche analizzando i livelli proteici di IL-1β.

La successiva fase del progetto ha previsto la fabbricazione e caratterizzazione di dispositivi polimerici a geometria cilindrica, denominati rods, come potenziali impianti intravitreali atti a veicolare a livello retinico uno dei due principi attivi identificati: la naringenina.
I polimeri scelti a questo scopo sono stati due polimeri biodegradabili: uno di origine naturale, il poli(3-idrossibutirrato-co-3-idrossibutirrato) (PHBV), scelto in virtù del suo ottenimento da fonti rinnovabili; il secondo polimero, già autorizzato per l’utilizzo clinico in Europa e negli Stati Uniti, è stato il poli(lattide-co-glicolide) (PLGA), selezionato al fine di migliorare la lavorabilità del PHBV. In particolare, le tecniche di lavorazione adottate sono state due tecniche di filatura, wet spinning e melt spinning, per le quali sono stati ottimizzati protocolli di fabbricazione.
La morfologia dei rods fabbricati è stata analizzata mediante microscopia elettronica a scansione, che ha mostrato come i dispositivi prodotti mediante wet spinning siano caratterizzati da una microporosità diffusa, aspetto non riscontrato nei rods prodotti mediante melt spinning, i quali sono costituiti da matrice polimerica densa e continua.
Successivamente è stato sviluppato un protocollo sperimentale utile a determinare l’effettiva quantità di naringenina incapsulata all’interno delle matrici polimeriche, la quale è risultata variare significativamente fra le due tipologie di rods ottenute con tecniche di fabbricazione diverse.
Le analisi di caratterizzazione termica mediante tecnica termogravimetrica e di calorimetria a scansione differenziale hanno evidenziato che la presenza di naringenina influisce sul grado di cristallinità del PHBV, aspetto di potenziale interesse clinico in considerazione del noto effetto del grado di cristallinità di un polimero sulla cinetica di biodegradazione dello stesso e di rilascio del principio bioattivo incapsulato.
Infine, è stata condotta un’indagine preliminare sulla cinetica di rilascio del flavonoide in vitro, la quale ha evidenziato come i rods fabbricati mediante wet spinning siano caratterizzati da un rapido rilascio iniziale ed una successiva diminuzione graduale della velocità di rilascio; invece, i rods realizzati mediante melt spinning hanno mostrato una cinetica di rilascio più graduale e ritardata nel tempo.