Biocompatible nanoparticles for the delivery of theranostics in solid tumors

Theranostics is an emerging approach in personalized medicine that combines diagnostic and therapeutic agents into a single delivery system for more precise and effective management of tumors. In this context, soft tissue sarcomas represent a significant clinical challenge because of their low incidence, wide histologic diversity, and resistance to conventional therapies. Nanoparticles serve as ideal carriers for targeted delivery of theranostic agents because of their ability to selectively accumulate in tumor tissues via molecular targeting. This thesis focuses on the application of biocompatible nanoparticles as diagnostic biomarkers and tools for targeted delivery of therapeutic and theranostic agents. The main types of biocompatible nanoparticles are described, with a focus on recent applications of extracellular vesicles in cancer biopsy and therapy, based on preclinical and clinical studies. The goal of this research is to demonstrate how nanotechnology can improve selectivity, reduce systemic side effects, and enable monitoring of therapeutic response, thereby enhancing treatment efficacy.

La teranostica rappresenta un approccio emergente nella medicina personalizzata, che integra agenti diagnostici e terapeutici in un unico sistema di somministrazione per una gestione più precisa ed efficace dei tumori. Tra questi, i sarcomi dei tessuti molli rappresentano una sfida clinica significativa per la loro bassa incidenza, ampia diversità istologica e resistenza alle terapie convenzionali. In questo contesto, le nanoparticelle possono fungere da sistemi ideali per la somministrazione mirata di agenti teranostici, grazie alla loro capacità di accumulo selettivo nei tessuti tumorali tramite meccanismi di targeting molecolare. Questa tesi si concentra sull’uso di nanoparticelle biocompatibili come biomarker diagnostici e strumenti per la somministrazione mirata di agenti terapeutici e teranostici. Vengono descritte le principali nanoparticelle biocompatibili, con particolare attenzione alle recenti applicazioni delle vescicole extracellulari nella biopsia e nella terapia oncologica, basate su studi preclinici e clinici. L’obiettivo è mostrare come la nanotecnologia possa migliorare la selettività, ridurre gli effetti collaterali sistemici e permettere il monitoraggio della risposta terapeutica, potenziando così l’efficacia del trattamento.