• fimbrolidi
• L-PLGA
• nanoparticelle polimeriche
• quorum sensing

Il presente lavoro di tesi è stato svolto presso l’AOSL (Advanced Organic Synthesis Lab) e il BIOlab Research Group del Dipartimento di Chimica e Chimica Industriale dell’Università di Pisa.
Negli ultimi anni, il fenomeno della resistenza agli antibiotici ha raggiunto proporzioni tali da configurarsi come uno dei principali problemi di salute pubblica a livello globale, al punto che lo sviluppo di nuove molecole ad attività antimicrobica, che presentino meccanismi d’azione alternativi a quelli convenzionali e che non contribuiscano a generare meccanismi di resistenza, rappresenta un’impellente necessità nella ricerca biomedica oltre che una sfida dal punto di vista scientifico.
Ad oggi un valido target per il disegno di nuovi farmaci ad attività antimicrobica è rappresentato dal quorum sensing, un complesso processo utilizzato dai batteri per regolare comportamenti cellulari a livello di comunità.
Tale sistema infatti, regola l’espressione di numerosi fattori di virulenza e di tossine, ma soprattutto regola il passaggio dalla vita planctonica dei batteri e quella in biofilm, cioè comunità microbiche complesse e spesso multi-specie, aderenti ad un substrato ed immerse in una matrice extracellulare di natura polimerica, protettiva ed autoprodotta. Si stima che oggi fino all’80% delle infezioni dell’uomo sia sostenuta da biofilm, i quali presentano una preoccupante ridotta suscettibilità (fino a 1000 volte) ai comuni antibiotici rispetto alle corrispondenti cellule in forma planctonica.
In questo quadro generale diventa quindi fondamentale lo sviluppo di sistemi capaci di inibire in modo efficiente e prolungato la formazione di biofilm e garantire quindi ai comuni antibiotici di svolgere il loro compito terapeutico.
Per tale scopo oltre allo sviluppo di nuove molecole atte ad inibire il quorum sensing risulta molto importante anche lo sviluppo di sistemi capaci di trasportare tali molecole nelle zone dove l’infezione è in atto.
A tale scopo, l’obbiettivo generale di questo lavoro di tesi è stato lo sviluppo di sistemi nanoparticellari per il rilascio controllato di principi attivi ad attività anti quorum sensing, da utilizzare nel trattamento di infezioni sostenute da specie batteriche antibiotico-resistenti.
L’utilizzo di sistemi nanoparticellari per il rilascio controllato e mirato di farmaci permette di ovviare ai maggiori inconvenienti associati alla somministrazione sistemica convenzionale. Tali sistemi, se opportunamente progettati, possono aumentare la stabilità del principio attivo caricato, proteggendolo da una eventuale degradazione precoce in ambiente fisiologico. Inoltre contribuiscono al mantenimento della sua concentrazione plasmatica all’interno dell’intervallo terapeutico per il tempo necessario a svolgere la sua azione terapeutica limitando l’eventuale tossicità sistemica.
In particolare, lo studio ha previsto:
-sintesi organica di (Z)-5-(bromometilene)-2(5H)-furanone (BF) e (Z)-4-bromo-5-(bromometilene)-2(5H)-furanone (BBF), due composti con nota attività anti quorum sensing ed analoghi sintetici dei fimbrolidi di origine naturale isolati da Delisea pulchra, una comune alga rossa australiana;
-preparazione mediante la tecnica della nanoprecipitazione di nanoparticelle polimeriche biodegradabili a base poli(D,L acido lattico-co-glicolico) 50:50 (D,L-PLGA) caricate con i principi attivi (BF e BBF) precedentemente sintetizzati;
-caratterizzazione delle formulazioni ottenute in termini di dimensione, morfologia e carica superficiale tramite, rispettivamente, misure di dynamic light scattering (DLS), scanning electron microscopy (SEM) e potenziale zeta;
-valutazione delle efficienze di caricamento e della cinetica di rilascio degli attivi caricati.