Tipo di tesi
Tesi di dottorato di ricerca
Titolo
Microalgae biomass for sustainable extraction of high-value bioactive compounds for pharmaceutical and nutraceutical fields
Settore scientifico disciplinare
CHIM/08 - CHIMICA FARMACEUTICA
Corso di studi
SCIENZA DEL FARMACO E DELLE SOSTANZE BIOATTIVE
Parole chiave
- Microalage
- nutraceutical
- pharmaceutical
Data inizio appello
16/04/2026
Riassunto (Inglese)
Microalgae are a sustainable source of bioactive compounds with applications in pharmaceutical and nutraceutical fields. Their metabolic flexibility enables the production of polysaccharides, fatty acids, pigments and polyphenols with antioxidant, antimicrobial and anticancer properties. This project focuses on Arthrospira platensis and Chlorella sorokiniana, aiming to understand how cultivation conditions and extraction methods affect chemical composition and biological activity.
Biomasses obtained under autotrophic and mixotrophic conditions are compared. Mixotrophic growth includes the use of organic substrates derived from food industry waste, in line with circular bioeconomy principles. The goal is not to optimize cultivation, but to evaluate its impact on metabolite profiles and bioactivity.
Different extraction protocols using solvents of varying polarity are applied to obtain hydrophilic and lipophilic fractions enriched in specific metabolites. Chemical characterization is performed by LC-MS/MS to correlate metabolite profiles with biological effects.
Biological activity is assessed through in vitro assays. Antioxidant capacity is measured by ABTS assay, antibacterial activity against ATCC strains, and antiproliferative effects on cancer models including A549 and Marginal Zone Lymphoma cell lines, also considering drug-resistant clones.
The project aims to link cultivation, extraction, chemistry and bioactivity, identifying promising compounds for natural-based therapeutics.
Riassunto (Italiano)
Le microalghe rappresentano una fonte sostenibile di composti bioattivi con applicazioni in ambito farmaceutico e nutraceutico. La loro flessibilità metabolica consente la produzione di polisaccaridi, acidi grassi, pigmenti e polifenoli con attività antiossidante, antimicrobica e antitumorale. Questo progetto si concentra su Arthrospira platensis e Chlorella sorokiniana, con l’obiettivo di valutare come le condizioni di coltivazione e i metodi estrattivi influenzino composizione chimica e attività biologica.
Vengono confrontate biomasse ottenute in condizioni autotrofe e mixotrofe. La crescita mixotrofa include l’uso di substrati organici derivati da scarti dell’industria alimentare, in linea con i principi della bioeconomia circolare. L’obiettivo non è ottimizzare la coltivazione, ma analizzarne l’impatto sul profilo metabolico e sulle proprietà biologiche.
Sono applicati protocolli estrattivi con solventi a diversa polarità per ottenere frazioni idrofile e lipofile arricchite in specifiche classi di metaboliti. La caratterizzazione chimica è eseguita tramite LC-MS/MS per correlare i profili metabolici con gli effetti biologici.
L’attività biologica è valutata con saggi in vitro: attività antiossidante (ABTS), attività antibatterica su ceppi ATCC e attività antiproliferativa su modelli tumorali, tra cui cellule A549 e linee di linfoma della zona marginale, incluse varianti resistenti ai farmaci.
Il progetto mira a correlare coltivazione, estrazione, composizione chimica e bioattività, identificando composti promettenti per applicazioni terapeutiche.
