Isabella Orienti

Prima linea: sviluppo vettori micellari da polimeri vinilici, saccaridici e peptidici per parziale sostituzione dei backbones polimerici con sostituenti idrofili e lipofili. Obiettivo: nanoincapsulazione di farmaci antitumorali e virus oncolitici per il direzionamento dell'azione terapeutica verso il target tumorale. Seconda linea basata su alta fluidità di membrana di cellule tumorali e conseguente affinità per sistemi macromolecolari autoassemblati termodinamicamente instabili ottenuti per coniugazione di macromolecole viniliche, peptidiche o saccaridiche con residui idrofobici quali alcoli grassi o vitamine liposolubili. Interazione cellula-aggregato supramolecolare produce modificazioni strutturali e funzionali di membrana e innesca meccanismi di morte cellulare selettivamente in cellule tumorali. Terza linea: sviluppo carriers policationici per trasporto derivati nucleici in compartimenti cellulari. Scopo: abolire espressione di geni responsabili di patologie tumorali.

Prima linea. Il direzionamento consiste nel veicolare farmaci attraverso specifici vettori in grado di trasportarli nei tessuti tumorali e rilasciarli solo in quelle sedi evitandone così la distribuzione in altri compatimenti biologici liberi da malattia. Questa specificità di rilascio consente di minimizzare gli effetti collaterali e incrementare le dosi tollerabili di chemioterapici allo scopo di raggiungere o quantomeno avvicinarsi alla cosiddetta sterilizzazione dell'organismo da cellule tumorali. Fra i sistemi utilizzati nel direzionamento di farmaci antitumorali grande attenzione viene attualmente posta sui vettori micellari in grado di incapsulare i farmaci nella porzione idrofobica interna dell'aggregato micellare. Tali vettori presentano migliori caratteristiche di caricamento, stabilità in circolo e flessibilità strutturale rispetto ai più noti liposomi e ai sistemi microparticellari solidi (micro-nanosfere, micro-nanocapsule). Il gruppo proponente lavora da anni nella preparazione e valutazione di sistemi polimerici per il controllo del rilascio e il direzionamento di farmaci antitumorali. Ha sviluppato vari sistemi per l'incapsulazione di doxorubicina, acido retinoico e fenretinide e ha messo a punto nuovi polimeri auto assemblanti ad attività antitumorale intrinseca. Attualmente sta sviluppando vettori micellari da polimeri vinilici, saccaridici e peptidici per parziale sostituzione dei backbones polimerici con sostituenti idrofili e lipofili. L' obiettivo è ottenere sistemi caratterizzati da: incrementata capacità di accumulo nei tessuti tumorali per regolazione delle dimensioni micellari (100-200 nm), elevata incapsulazione di farmaci antitumorali tradizionali (Doxorubicina, Paclitaxel, Etoposide, Acido retinoico) e innovativi (Fenretinide), efficienza di coniugazione con anticorpi monoclinali specifici. L'incapsulazione dei farmaci viene eseguita con tecniche di spray-drying o freeze-drying. I vettori micellari vengono utilizzati anche per l'incapsulazione di virus oncolitici allo scopo di modificarne le caratteristiche antigeniche di superficie e consentirne una  somministrazione sistemica direzionata. Le caratteristiche chimico-fisiche dei sistemi farmaco-polimero sono valutate con tecniche di light scattering dinamico e statico, microcalorimetria, fluorescenza, elettroforesi capillare, H-NMR, EPR etc. L'efficacia terapeutica viene valutata in vitro su colture di cellule tumorali di neuroblastoma e melanoma e in vivo su topi nudi atimici. Le valutazioni in vivo riguardano la biodistribuzione dei sistemi farmaco-vettore, l'efficacia terapeutica nei confronti dei farmaci non incapsulati e la capacità di accumulo nei tumori solidi. Seconda linea. Ottenere sistemi terapeutici dotati di incrementata selettività verso cellule tumorali rispetto alle formulazioni attualmente in uso clinico. La selettività d'azione verso cellule tumorali rappresenta attualmente l'obiettivo principale della ricerca oncologica e la soluzione al problema centrale della terapia antitumorale: mancata radicalità della cura iniziale, accompagnata dalla selezione di cloni cellulari pluriresistenti. La mancata radicalità della cura iniziale è riconducibile alla insufficiente selettività e quindi tossicità dei farmaci antitumorali che limita le dosi somministrabili impedendo una “sterilizzazione” di tutti i focolai neoplastici (primitivi e/o metastatici). Questa ricerca si basa sulla incrementata fluidità di membrana delle cellule tumorali che le rende più interattive, rispetto alle cellule non tumorali, verso sistemi macromolecolari autoassemblati termodinamicamente instabili. La interazione cellula-aggregato supramolecolare modificando struttura e funzionalità di membrana innesca meccanismi di morte cellulare selettivamente in cellule tumorali. I derivati autoassemblanti termodinamicamente instabili sono ottenuti per coniugazione di macromolecole peptidiche o saccaridiche con residui idrofobici quali alcoli grassi o vitamine liposolubili. Le caratteristiche chimico-fisiche e termodinamiche dei sistemi autoassemblanti sono valutate con tecniche EPR, microcalorimetria differenziale, spettroscopia di fluorescenza, light scattering statico e dinamico, elettroforesi capillare. I sistemi sono testati in vitro su cellule di neuroblastoma e melanoma e in vivo su topi nudi atimici. Terza linea. I carriers policationici sono attualmente utilizzati per il trasporto di derivati nucleici all'interno di compartimenti cellulari dove intervengono e controllano l' espressione di geni specifici. Lo scopo è correggere o abolire l'espressione di geni responsabili di patologie quali quelle tumorali. I derivati nucleici, ed in particolare gli oligonucleotidi, per raggiungere i compartimenti cellulari devono essere protetti dai fenomeni idrolitici che tendono ad inattivarli durante la loro permanenza nei fluidi biologici. La complessazione con polimeri cationici incrementa la loro stabilità e consente un efficace rilascio al target biologico. Questa linea di ricerca prevede la preparazione di derivati policationici da backbones polivinilici, polisaccaridici o polipeptidici e la loro valutazione in vitro e in vivo come carriers di oligonucleotidi.