ETD

• 3D model
• Dry eye
• In vitro reconstructed tissues

Dry eye is a multifactorial disease characterized by reduced film layer and hyperosmotic environment, leading to a chronic inflammatory state that causes severe corneal compromission. In this project, we evaluated the efficacy of topical formulations for the treatment of dry eye, mainly medical devices containing hyaluronic acid and tamarind seed polysaccharide. At first, we tried to set-up in vitro models of dry eye disease using three-dimensional reconstructed human corneal tissues to understand the mechanisms underlying the pathology, assessing tissue viability and the release of pro-inflammatory cytokines. Then, these models were used to evaluate the protective effect of the formulations, monitored by tissue viability and cytokines release, but also by the ability of creating a barrier over the cornea, indicated as the capacity of reducing caffeine permeability through the tissue. Research on topical formulations for dry eye treatment included also a period in a pharmaceutical company to optimize their industrial development. Two studies were conducted: the increase of hyaluronic acid dissolution temperature to decrease process duration, and the addition of a phospholipidic polymer as a viscosity-enhancer agent, instead of polysaccharide. Lastly, a collateral study was conducted in a phytochemistry research group to assess the mechanisms underlying compound extraction from plants and increase knowledge on natural extracts characterization by chromatographic analyses.

L'occhio secco è una patologia multifattoriale caratterizzata da una riduzione dello strato lacrimale e da un ambiente iperosmotico, che porta a uno stato infiammatorio cronico responsabile di gravi compromissioni corneali. In questo progetto abbiamo valutato l'efficacia di formulazioni topiche per il trattamento dell'occhio secco, principalmente dispositivi medici contenenti acido ialuronico e polisaccaride dei semi di tamarindo. Inizialmente, abbiamo provato a ricreare modelli in vitro di occhio secco utilizzando tessuti corneali umani ricostruiti tridimensionalmente per comprendere i meccanismi alla base della patologia, valutando la vitalità dei tessuti e il rilascio di citochine pro-infiammatorie. Successivamente, questi modelli sono stati utilizzati per valutare l'effetto protettivo delle formulazioni, monitorato in base alla vitalità dei tessuti e al rilascio di citochine, ma anche in base alla capacità di creare una barriera sulla cornea, indicata come l'abilità di ridurre la permeabilità della caffeina attraverso il tessuto. La ricerca sulle formulazioni topiche per il trattamento dell'occhio secco ha incluso anche un periodo di lavoro presso un'azienda farmaceutica. Sono stati condotti due studi: il primo, riguardo all'aumento della temperatura di dissoluzione dell'acido ialuronico per ridurre la durata del processo di produzione, il secondo, valutando l'aggiunta di un polimero fosfolipidico come agente viscosizzante, invece che un polisaccaride. Infine, è stato condotto uno studio di ricerca all'estero presso un gruppo di fitochimica, in cui sono stati valutati i meccanismi alla base dell'estrazione dei composti dalle piante, approfondendo le conoscenze sulla caratterizzazione degli estratti naturali mediante analisi cromatografiche.