RICERCA ITALIANA     

Impiego di nanoparticelle come vettori multifunzionali per la terapia fotodinamica dei tumori.

Università degli Studi di Napoli "Federico II"

Abstract

La scarsa capacità delle attuali molecole-farmaco di riconoscere selettivamente i tessuti malati, rappresenta uno degli aspetti che limitano l'efficienza della terapia farmacologica. Il problema della scarsa selettività e della non omogenea distribuzione dei farmaci vale anche per la Terapia fotodinamica (PDT), che richiede l’accumulo del fotosensibilizzante (PS) nel tumore. Questo problema nella PDT non è trascurabile poiché quando sono usati fotosensibilizzanti molti efficienti, la terapia provoca importanti danni anche nel tessuto sano.
Vengono qui proposte strategie per migliorare la biodistribuzione dei PS, sfruttando specifiche nanotecnologie, e aumentarne la selettività, utilizzando coniugazioni dei PS con molecole traghettatrici "intelligenti". Il programma prevede ancora lo studio degli effetti terapeutici e molecolari della PDT i PS modificati in cellle e tumori sperimentali (topi nudiP. I PS proposti per la sperimentazione sono: acido 5 amminolevulinico (5-ALA), Foscan, Ipericina.

Ist.Microelettronica e microsistemi CNR (IMM):L'attività di ricerca si articolerà in 3 fasi:
1) Produzione e caratterizzazione delle nano- e micro-particelle di silicio (vettori). In particolare si utilizzeranno sia nanoparticelle multifunzionali di silicio cristallino come nanovettori per l'indirizzamento specifico e selettivo di PS nelle cellule tumorali, sia particolato (di dimensioni micrometriche) di silicio poroso per il >>>

Coordinatore Scientifico del Programma di Ricerca

Giuseppe Palumbo Università degli Studi di NAPOLI "Federico II"

Obiettivo del Programma di Ricerca

Gli obiettivi finali consistono nella produzione di PS maneggevoli, solubili, che si distribuiscano nei tessuti in maniera omogenea, che si concentrino selettivamente nei tumori e che ritengano proprietà ottiche (fotoattivabilità) che ne consenta uso nella terapia fotodinamica. Parte integrante degli obiettivi del progetto è la conoscenza degli eventi cellulari e molecolari che si verificano nel corso della terapia con i PS modificati. Questi obiettivi, che vanno letti nel loro insieme saranno raggiunti attraverso una serie di obiettivi intermedi che vengono così riassunti:

IMM
1- PREPARAZIONE DELLE MICRO- E NANO-PARTICELLE DI SILICIO E CARATTERIZZAZIONE DELLE LORO PROPRIETÀ FISICO-CHIMICHE.
Saranno sperimentate tecniche di produzione di micro e nano particelle di silicio con caratteristiche tali da poter essere impiegate dalle UO come vettori di PS..
2- FUNZIONALIZZAZIONE DEI VETTORI DI SILICIO.
Metodi di passivazione e derivatizzazione chimica e biologica saranno sviluppati al fine di funzionalizzare propriamente i vettori di silicio cristallino.
3- SPERIMENTAZIONE E VALIDAZIONE DELLA PIATTAFORMA TECNOLOGICA SVILUPPATA.
Attività di supporto alla sperimentazione effettuata in vitro ed in vivo dalle altre unità.

UO - DBPCM
1 -DETERMINAZIONE e CARATTERIZZAZIONE cellulare e molecolare degli effetti della PDT utilizzando i singoli fotosensibilizzanti (5-ALA, Ipericina e Foscan) in formulazione >>>

Risultati parziali attesi

L'obiettivo generale del progetto consiste nell'identificare, definire e concretizzare una strategia che permetta di aumentare la biodisponibilità dei fotosensibilizzanti fra quelli scelti (di cui due già stabilmente in uso in terapia umana) e di incrementarne altamente la loro selettività nei riguardi dei tessuti cancerosi. Si intende raggiungere questo obiettivo utilizzando un approccio "nanotecnologico" e un approccio strettamente biologico fondato sull'uso di molecole "pathfinder" che conducano a bersaglio i PS selezionati.

La terapia fotodinamica di tumori è una terapia ancora poco diffusa, ed anche poco sfruttata. Essa è sicuramente ben accetta dal paziente perche non è particolarmente invasiva ed è somministrabile ripetutamente anche quando le condizioni generali del paziente sconsigliano o impediscono interventi più aggressivi (chirurgia, chemioterapia, radioterapia). Per questo motivo crediamo che ogni miglioramento dell'approccio fotodinamico corrisponda alla possibilità di incrementarne la diffusione e la utilità oltre che l'estensione della sua applicabilità. In conseguenza, riteniamo che l'interesse scietifico ed industriale per tale/i ritrovato/i debba essere molto elevato in quanto una positiva conclusione della sperimentazione dovrebbe condurre ad una serie di nuovi preparati per la PDT. Questi prodotti potrebbero essere presi in seria considerazione ai fini di un loro uso nella sperimentazione >>>

Durata

24 mesi

Base di partenza scientifica nazionale o internazionale

La strategia che è proposta in questo progetto, benché concettualmente piuttosto recente, è da ritenersi ora ben consolidata. Di converso, la sua applicazione nella collocazione a bersaglio di fotosensibilizzanti per la terapia fotodinamica di tumori deve essere considerata assolutamente nuova in quanto le scarne osservazioni a riguardo si interessano di casi specifici e limitati, e non prevedono l'ulteriore beneficio che può derivare dalla concomitante associazione dei derivati con nanovettori.

La terapia antineoplastica ideale colpisce esclusivamente la cellula trasformata e risparmia del tutto le cellule normali. Il successo di tale approccio dipende in massima parte, dalla conoscenza dettagliate delle proprietà e composizione differenziali della cellula trasformata rispetto a quella normale. Tra le osservazioni utilizzabili ai fini di aumentare la selettività verso una particolare cellula bersaglio, è stato considerato recentemente il recettore del folato la cui espressione risulta particolarmente abbondante in molti carcinomi epiteliali umani e limitata in tessuti sani. Non sorprende che questa molecola sia un attraente "target" per una terapia mirata e sia oggetto d'intensa attività di ricerca nel campo strettamente terapeutico e dell'imaging selettivo.
Lo stesso vale per il recettore dell'EGF, la cui espressione è molto aumentata (rispetto alle cellule parentali normali) in svariate forme di cancro epiteliale. Anche >>>