ETD

• Alzheimer
• barriera ematoencefalica
• drug delivery
• glicoproteina-p
• rivestimento con membrane cellulari

La barriera emato-encefalica (BEE) è un'interfaccia altamente selettiva tra il sangue e il tessuto cerebrale che svolge un ruolo essenziale nel mantenere un ambiente ottimale per la funzione e l'omeostasi del sistema nervoso centrale (SNC), proteggendo dunque il cervello contro una varietà di composti potenzialmente tossici. La funzione di barriera è assolta grazie alla presenza di diverse componenti tra cui le giunzioni strette tra le cellule endoteliali dei capillari cerebrali e l'elevata espressione di trasportatori attivi di efflusso, inclusa la P-glicoproteina (P-gp), sulla membrana apicale di queste cellule (Noack et al., 2018). La P-gp svolge dunque un ruolo principale nel limitare la penetrazione dei farmaci, incluso il donepezil, un inibitore dell’acetilcolinesterasi ampiamente utilizzato nel trattamento della malattia di Alzheimer (Spieler et al., 2020). Questo lavoro di tesi si inserisce nell’ambito di una ricerca di strategie per superare la BEE al fine di massimizzare la biodisponibilità di molecole attive, come il donepezil, all’interno del SNC. In particolare, questo studio è stato indirizzato verso due approcci: l’inibizione farmacologica della P-gp e la formulazione di liposomi per il targeting biomimetico. I saggi biologici sono stati eseguiti sulla linea cellulare cellule bEnd.3 utilizzata come modello di BEE. È stato pertanto definito un protocollo sperimentale per indurre la sovraespressione della P-gp nelle cellule bEnd.3, tramite utilizzo di desametasone, per evidenziare meglio i risultati degli studi successivi. È stato osservato, in seguito ad analisi immunicitochimica, un incremento dell’espressione della P-gp sulla membrana delle cellule trattate. Sono stati condotti esperimenti di permeazione attraverso un monostrato di cellule bEnd.3 per valutare se la somministrazione di SG44, un potente inibitore della P-gp di nuova sintesi (composto 10 in Nesi et al., 2014), potesse incrementare la permeabilità di donepezil. In seguito, sono state allestite due formulazioni liposomiali contenti miscele lipidiche diverse ed entrambe caricate dei due farmaci donepezil e SG44, usando il metodo dell’evaporazione del solvente e successiva idratazione del film lipidico. Le due formulazioni hanno mostrato buone proprietà dimensionali e di superfice, investigate tramite Dynamic Light Scattering (DLS). In una fase successiva è stata effettuata l’estrazione di membrane cellulari dalle cellule bEnd.3 e sono state allestite formulazioni di liposomi non caricati con farmaci ma rivestiti con le membrane cellulari. Le nanoparticelle rivestite di membrane cellulari consistono in un nucleo interno di nanoparticelle coperto da una membrana cellulare che può essere impiegata in approcci di somministrazione mirata di farmaci, terapia fototermica, diagnosi o imaging, rendendola uno strumento terapeutico e diagnostico potente (Dash et al., 2020). Sono stati effettuati saggi di permeazione attraverso il monostrato cellulare di bEnd.3 per valutare il miglioramento della biocompatibilità attraverso questi sistemi in rapporto a particelle rivestire con polimeri come il PEG. Le formulazioni rivestite di membrane e PEGilate sono state addizionate di una sonda fluorescente, opportunamente sintetizzata, per la quantificazione della fluorescenza e dunque dell’uptake e della permeabilità. Studi futuri si rivolgeranno al miglioramento dei modelli di permeazione e ad una combinazione di entrambi gli approcci per valutare l'efficacia terapeutica dei liposomi camuffati caricati con donepezil e SG44.