Abstract
PHOCA mira a sviluppare e testare nuove strategie per il rilascio localizzato di farmaci e fotosensibilizzanti (PSs) mediante stimoli luminosi, per applicazioni in terapia fotodinamica (PDT) del cancro della testa e del collo. PHOCA progetterà e realizzerà nanotrasportatori aventi un’attività di rilascio controllato dalla luce. Saranno impiegate delle componenti molecolari fotoisomerizzabili per consentire la somministrazione di farmaci su richiesta. I nanotrasportatori saranno decorati chimicamente per colpire selettivamente le cellule tumorali. L'efficacia della PDT è fortemente influenzata dal microambiente tissutale: PHOCA affronterà con precisione questa caratteristica fondamentale impiegando una tecnologia innovativa che consente la coltura cellulare in microambienti controllati. Il rilascio di PS e la citotossicità indotti dalla luce saranno studiati in funzione del microambiente cellulare. La differenziazione e la stimolazione delle cellule immunitarie contro le cellule tumorali saranno studiate in seguito al rilascio di PS attivato dalla luce. PHOCA impiega una triplice strategia di targeting per aumentare la selettività della terapia e minimizzare gli effetti collaterali tossici: i) rilascio di molecole attivato dalla luce; ii) attivazione luminosa della PDT; iii) targeting specifico dei nanotrasportatori verso le cellule tumorali.
Risultati raggiunti
Il progetto PHOCA ha avuto come obiettivo lo sviluppo e la validazione di nuove strategie per il rilascio localizzato, fotoindotto e controllato di farmaci e fotosensibilizzatori destinati alla terapia fotodinamica (Photodynamic Therapy, PDT) del carcinoma del distretto testa-collo. Nel corso del progetto sono stati sviluppati sistemi innovativi per migliorare l'efficacia della PDT attraverso il controllo spaziale e temporale del rilascio dei fotosensibilizzatori e la riproduzione di condizioni sperimentali più rappresentative del microambiente tumorale. Le attività di ricerca hanno riguardato innanzitutto la progettazione, sintesi e caratterizzazione di nuovi materiali fotoresponsivi, successivamente integrati in nanovescicole liposomiali. È stata ottimizzata la formulazione di sistemi nanostrutturati capaci di rilasciare il proprio contenuto in seguito a stimolazione luminosa, sfruttando la presenza di composti fotoattivi in grado di indurre una destabilizzazione controllata della membrana liposomiale. Le formulazioni sviluppate sono state validate per l'incapsulamento sia di un fotosensibilizzatore sia di un inibitore della risposta cellulare all’ipossia, due molecole di particolare interesse per il trattamento dei tumori solidi comunemente caratterizzati da condizioni di ipossia. Parallelamente sono stati sviluppati e ottimizzati modelli cellulari di tumore testa-collo coltivati in condizioni di microambiente controllato, riproducendo concentrazioni di ossigeno maggiormente rappresentative del microambiente tumorale rispetto alle tradizionali colture cellulari. Tale approccio ha consentito di caratterizzare il comportamento delle cellule tumorali lungo un ampio intervallo di concentrazioni di ossigeno, definendo protocolli sperimentali idonei alla valutazione dell'efficacia della terapia fotodinamica e dell'azione farmacologica dell’ inibitore della risposta cellulare all’ipossia in condizioni fisiopatologiche rilevanti. Il progetto ha inoltre previsto lo studio della risposta biologica delle cellule tumorali trattate con le formulazioni di liposomi, valutandone l'attività sia in condizioni di illuminazione sia al buio e a differenti concentrazioni di ossigeno. Le analisi hanno incluso la caratterizzazione della risposta trascrizionale all'ipossia, la valutazione degli effetti biologici indotti dai trattamenti e l'analisi preliminare di marcatori correlati all'attivazione della risposta immunitaria, con l'obiettivo di ottenere una visione più completa dei meccanismi coinvolti nella risposta terapeutica. Nel complesso, il progetto ha dimostrato la fattibilità dell'approccio proposto, sviluppando piattaforme nanostrutturate fotoattivabili in grado di veicolare efficacemente molecole terapeutiche e definendo protocolli sperimentali innovativi per la loro valutazione in condizioni di ossigeno controllato. I risultati ottenuti hanno confermato l'importanza di riprodurre in vitro il microambiente ipossico caratteristico dei tumori solidi, evidenziando come tali condizioni influenzino significativamente la risposta cellulare ai trattamenti farmacologici e fotodinamici. Le attività svolte hanno inoltre fornito nuove conoscenze sulla progettazione di sistemi di drug delivery fotoresponsivi e sulle loro potenziali applicazioni nel trattamento del carcinoma testa-collo. Dal punto di vista della disseminazione scientifica, il progetto ha prodotto una pubblicazione su rivista internazionale peer-reviewed, mentre due ulteriori manoscritti sono attualmente in fase di preparazione. I risultati sono stati presentati alla comunità scientifica nel corso di sei congressi nazionali e internazionali, attraverso quattro comunicazioni orali e due poster, contribuendo alla diffusione delle conoscenze sviluppate nell'ambito del progetto e favorendo il confronto con la comunità scientifica internazionale.Dettagli del progetto
Strutture Unibo coinvolte:
Dipartimento di Chimica "Giacomo Ciamician"
Coordinatore:
Consiglio Nazionale Delle Ricerche(Italy)
Contributo totale di progetto: Euro (EUR) 190.069,00
Contributo totale Unibo: Euro (EUR) 76.160,00
Durata del progetto in mesi: 24
Data di inizio
28/09/2023
Data di fine:
28/02/2026
