Drug delivery di doxorubicina mediante nanoparticelle di oro funzionalizzate per targeting e imaging

Abstract, in Italiano: Il lavoro di tesi oggetto del presente elaborato, svolto nel periodo tra settembre 2010 e luglio 2011, vuole focalizzarsi sulla ricerca di sistemi nanostrutturati adatti al trasporto di farmaci per chemioterapie antitumorali, che mostrino selettività per le cellule malate rispetto a quelle sane e che presentino caratteristiche tali da favorire l’analisi diagnostica e/o la tracciabilità delle nanostrutture in matrici biologiche. Gli agenti chemioterapeutici utilizzati nella cura del cancro, hanno spesso la caratteristica di essere molto efficaci, ma altresì ricchi di effetti collaterali. La Doxorubicina è un farmaco con proprietà intercalanti tra le basi della doppia elica del DNA ed è attualmente utilizzato e studiato per le sue proprietà antitumorali. Uno tra i suoi più rilevanti effetti collaterali è la cardiotossicità, dovuta principalmente alle capacità leganti verso il Ferro e i metalli alcalini. Utilizzando nanoparticelle di Oro funzionalizzate con un anticorpo monoclonale come mezzo per il trasporto della doxorubicina, si cerca di limitarne gli effetti collaterali indirizzandola specificatamente verso le cellule tumorali. L’anticorpo (D2B) utilizzato in questo lavoro di tesi, mostra specificità per un antigene situato sulla membrana cellulare delle cellule tumorali della prostata, il PSMA. Per la sintesi dei nanosistemi di Oro si sfrutta la tecnica di produzione di particelle per Laser Ablation Synthesis in Solution (LASiS). Questa tecnica è relativamente recente e si propone come semplice strumento di produzione di nanoparticelle di Oro (AuNPs) che sono stabili in soluzione acquosa senza l’utilizzo di surfattanti, essendo prodotte con una carica superficiale. Le soluzioni colloidali prodotte si dimostrano però molto reattive a causa della superficie libera delle particelle che risultano essere perciò facilmente funzionalizzabili. La tecnica spettroscopica scelta per gli l’imaging è la Surface Enhanced Resonance Raman Spectroscopy (SERRS). Essa si basa sulla presenza di un colorante posto a stretto contatto con la superficie metallica delle particelle. Il segnale rilevato è caratteristico del colorante e corrisponde ad uno spettro Stokes di scattering Raman. Si presentano, infine, le prime prove di citotossicità dei campioni sintetizzati e dei test che confermano l’attività di targeting dell’anticorpo legato alle nanoparticelle. Abstract, in Inglese: The subject of this thesis, carried out in the period between September 2010 and July 2011, focuses on the research of nanostructured systems, suitable for the transport of drugs for cancer chemotherapy, wich also show more selectivity for cancer cells and with characteristics that allow the diagnostic analysis and/or traceability of the nanostructures in biological matrices. The chemotherapeutic agents used in cancer treatments, often have the caracteristic of being efficient, but also full of side effects. Doxorubicin is a drug that works by intercalating between the bases of the DNA double helix and is currently used and studied for its anticancer properties. One of its most important side effect is cardiotoxicity, mainly due to its binding properties towards alkali metals and iron. Using gold nanoparticles functionalized with a monoclonal antibody as a bus for doxorubicine, we try to limit its side effects, by targeting the tumor cells specifically. The antibody (D2B) used in present thesis, shows specificity for an antigen located on the cell membrane of prostate tumor cells, PSMA. The synthesis of gold nanoparticles is obteined by the technique of Laser Ablation Synthesis in Solution (LASiS). This technique is relatively recent and provides an easy way of synthesizing gold nanoparticles (AuNPs) which are stable in aqueous solutions without the need of surfactants, since the nanoparticles are charged. The colloidal solutions shows however, high reactivity because of the free surface of the nanoparticles which can be easily functionalized. The spectroscopic technique for imaging purposes is the Surface Enhanced Resonance Raman is the Spectroscopy (SERRS). It is based on the presence of a dye placed in close contact with the metal surface of the particles. The detected signal is characteristic of the dye spectrum and corresponds to a Stokes Raman scattering. We have, finally, the first evidence of cytotoxicity of the synthesized samples and tests that confirm the activity of targeted nanoparticles bound to the antibody.