La valutazione della specificità del sistema è stata confermata tramite iniezioni

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L’uso delle nanoparticelle magnetiche come strumento teragnostico ha grosse potenzialità nel settore biomedico. La possibilità di poter funzionalizzare la superficie delle MNP con biomolecole e/o farmaci permette lo sviluppo di sistemi multi-task con capacità di rilascio controllato, mirato, monitorabile con tecniche di imaging diagnostico (MRI) e in combinazione con tecniche alternative quali l’ipertermia cellulare. Nel presente lavoro le MNP sono state studiate come strumento per l’indirizzamento di farmaci verso un target specifico non facilmente raggiungibile con trattamenti convenzionali ovvero il targeting del segmento posteriore dell’occhio. La rilevanza clinica di tale problematica risiede nel fatto che alterazioni dell’RPE/coroide risultano essere responsabili della maggior parte dei casi di cecità adulta e infantile.

Nel presente lavoro abbiamo quindi messo a punto un sistema specifico di trasporto di farmaco basato sull’uso di MNP funzionalizzate con il reporter VEGF, prodotto come proteina ricombinante (rVEGF), che sia in grado di raggiungere specificatamente la regione posteriore dell’occhio. Il sistema è stato testato in embrioni di zebrafish transgenici esprimenti la GFP nei vasi (tg(kdrl:EGFP)).

Il presente lavoro di tesi ha consentito il raggiungimento di alcuni fondamentali obbiettivi. Innanzitutto è stato messo a punto un protocollo per la funzionalizzazione delle MNP con la proteina ricombinante rVEGF, dimostrando in un modello di neo-angiogenesi in zebrafish, che il legame proteina -MNP non altera la biofunzionalità della proteina.

La valutazione della specificità del sistema è stata confermata tramite iniezioni

intraoculari nell’occhio di zebrafish delle MNP funzionalizzate e gli studi condotti

hanno confermato che le MNP-rVEGF prodotte localizzano specificatamente

nell’RPE e nella regione coroidale. È probabile che la localizzazione in

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quest’ultima regione sia dovuta proprio alla presenza del VEGF, come suggerito dall’osservazione che nanoparticelle non funzionalizzate o con diversa funzionalizzazione superficiale non abbiano questa capacità, rimanendo intrappolare a livello dell’RPE.

In conclusione, il presente lavoro propone un protocollo di sintesi di MNP con molecole bioattive e conferma che le particelle prodotte sono biocompatibili (assenza di effetti collaterali), biofunzionali (bioattività delle proteina preservata) e capaci di localizzare nel segmento posteriore dell’occhio (RPE/coroide). Il lavoro successivo sarà focalizzato sul completamento e l’approfondimento degli studi di localizzazione a seguito di iniezione IVT delle nanoparticelle (allo scopo di dimostrare i meccanismi coinvolti) e lo studio del rilascio di farmaco sia in termini di cinetica che di effetto putativo (induzione di neo-angiogenesi).

Le MNP, dunque, hanno enormi potenzialità per lo sviluppo di sistemi a rilascio

di farmaco in grado di localizzare in specifiche strutture retiniche della camera

posteriore dell’occhio e sostenere un rilascio controllato e mirato di farmaci di

vario tipo, inclusi fattori di crescita o farmaci ad azione anti-angiogenica. Inoltre,

tale sistema di trasporto basato su MNP fornirebbe una strategia di accesso alla

camera posteriore minimamente invasiva (numero di iniezioni ridotto rispetto ai

trattamenti convenzionali) e la possibilità di monitoraggio diagnostico tramite

MRI, ad esempio per lo studio di una varietà di malattie retiniche. In aggiunta, le

MNP potrebbero essere sfruttate anche come strumento per trattamenti di

ipertermia magnetica endogena di malattie iper-proliferative oculari. Infine, ci

sono altre applicazioni che potrebbero essere esaminate come la veicolazione

magnetica mirata nell’RPE nel trattamento del distacco di retina applicando forze

magnetiche esterne. La versatilità del modello animale proposto aprirebbe la

strada all’esplorazione sistematica di queste possibilità, con facile accesso agli

esperimenti in vivo evitando l'uso di roditori per studi iniziali di concetto.