Modulazione e caratterizzazione della risposta gliale dopo un trattamento anti-infiammatorio ottenuto mediante nanovettori selettivi per la componente astrocitaria

La lesione del midollo spinale (LMS) è definita come un danno al midollo spinale (MS) ad eziologia traumatica o non traumatica che causa, temporaneamente o permanentemente, cambiamenti nella sua funzionalità. Attualmente i trattamenti per il recupero neurologico a lungo termine sono ancora estremamente limitati. La LMS ha un’evoluzione fisiopatologica caratterizzata da una lesione primaria innescata dall’iniziale danno meccanico, a cui fa seguito una cascata di eventi neuropatologici in grado di determinare ulteriore danno tissutale (la lesione secondaria). Uno degli eventi chiave nella progressione del danno secondario è la neuroinfiammazione, ed in particolare, l’attivazione della componente astrocitaria pro-infiammatoria. In seguito a LMS, infatti, gli astrociti diventano reattivi e possono assumere, semplificando, due fenotipi: il fenotipo “A1” pro-infiammatorio che ha effetti neurotossici, o il fenotipo “A2” con effetti anti-infiammatori e neuroprotettivi. Il lavoro proposto in questa tesi è stato svolto presso l’Istituto di Ricerche Farmacologiche “Mario Negri” – Unità di “Trauma Spinale Acuto e Neurorigenerazione” e ha avuto come scopo la modulazione della risposta gliale in seguito ad un trattamento farmacologico anti-infiammatorio selettivo a rilascio controllato, ottenuto mediante NPs polimeriche strutturate da polimero PEG (polietilenglicole) e PEI (polietilenimmina). Nello specifico, sono state valutate quattro tipologie di NPs definite Nanogel (NG), funzionalizzate con il gruppo -RhB, -NH2-RhB, -Cy5 o -NH2-Cy5, e ne sono state valutate l’internalizzazione, in vitro e in vivo, al fine di individuare quale tra queste potesse essere la più promettente in termini di selettività per la componente astrocitaria del MS. Questa caratterizzazione ha portato ad individuare nella funzionalizzazione -NH2-Cy5 il NG più selettivo per le cellule astrocitarie. Il nanovettore funzionalizzato con -NH2-Cy5 è stato ulteriormente caratterizzato per le sue capacità di rilascio farmacologico, dopo caricamento con il farmaco anti-infiammatorio Rolipram, confermando la capacità di questo NG di veicolare molecole terapeutiche selettivamente all’interno degli astrociti e ridurne lo stato infiammatorio, dimostrato mediante la riduzione di iNOS e Lcn2, (fattori coinvolti nella risposta pro-infiammatoria astrocitaria). I risultati ottenuti in vitro sono stati ulteriormente investigati in vivo, dimostrando la capacita del trattamento con Rolipram, iniettato mediante il nanovettore funzionalizzato -NH2-Cy5 nel MS, di migliorare il recupero funzionale motorio e ridurre l’astrogliosi reattiva in un modello preclinico murino di LMS. Questo studio pone le basi per lo sviluppo di un trattamento mirato alla modulazione della risposta astrocitaria pro-infiammatoria a seguito della LMS, ma altre neuropatologie che presentano astrocitosi reattiva potrebbero beneficiarne.