Le malattie cardiovascolari (CVD) rappresentano la causa principale di morte al mondo, responsabile del decesso di 17,9 milioni nel 2019, secondo la World Health Organization (WHO). In ambito farmacologico sono stati fatti numerosi progressi; nonostante ciò, questa categoria di patologie resta la responsabile del decesso del 32% della popolazione mondiale. Si pensi che ad oggi sono attive circa 47.000 sperimentazioni cliniche che riguardano le CVD, di cui circa 5.000 sono sull’insufficienza cardiaca. Attualmente, l’attenzione verte sempre più su terapie maggiormente efficaci rispetto a quelle classiche. La necessità di sperimentare nuovi approcci terapeutici per queste patologie deriva dai limiti degli attuali ad oggi in commercio, tra cui numerosi effetti avversi, emivita breve, bassa permeabilità e scarsa biodisponibilità. Lo studio che presento si sofferma sulle numerose difficoltà in ambito farmacologico e sulle possibili alternative impiegate nell’ambito della nanomedicina per il tessuto cardiaco, in modo particolare l’utilizzo di nanoparticelle con aptameri e siRNA in esse incapsulate. Gli aptameri sono acidi nucleici sintetici capaci di legare uno specifico target biologico, mentre i siRNA sono corti filamenti di RNA in grado di interferire con l’espressione di determinati geni. Entrambe le tipologie di molecole godono di un ampio interesse poiché sono altamente specifiche, causano scarsi effetti secondari, sono facilmente modificabili e non agiscono direttamente sulla sequenza di DNA, ma a livello epigenetico. L’obiettivo di questa tesi è determinare, con l’utilizzo di questo nuovo approccio terapeutico, variazioni della dimetiltransferasi 1 (DNMT1) e come la sua modificazione agisce sul fenotipo ipertrofico cardiaco. A questo scopo, siRNA ed aptamero agiscono riducendo l’espressione della DNMT1, enzima necessario per mantenere la metilazione durante la divisione cellulare, che si suppone essere modificato nell’ipertrofia cardiaca. Le molecole biologiche appena presentate verranno incapsulate all’interno di nanoparticelle biocompatibili e biodegradabili di calcio-fosfato, al fine di essere veicolate al cuore per il ripristino dell’espressione della DNMT1.

Nanoparticelle di calcio-fosfato caricate con biomolecole a RNA come pretrattamento contro la DNMT1 nell’ipertrofia cardiaca.

BUFI, SIMONA
2021/2022

Abstract

Le malattie cardiovascolari (CVD) rappresentano la causa principale di morte al mondo, responsabile del decesso di 17,9 milioni nel 2019, secondo la World Health Organization (WHO). In ambito farmacologico sono stati fatti numerosi progressi; nonostante ciò, questa categoria di patologie resta la responsabile del decesso del 32% della popolazione mondiale. Si pensi che ad oggi sono attive circa 47.000 sperimentazioni cliniche che riguardano le CVD, di cui circa 5.000 sono sull’insufficienza cardiaca. Attualmente, l’attenzione verte sempre più su terapie maggiormente efficaci rispetto a quelle classiche. La necessità di sperimentare nuovi approcci terapeutici per queste patologie deriva dai limiti degli attuali ad oggi in commercio, tra cui numerosi effetti avversi, emivita breve, bassa permeabilità e scarsa biodisponibilità. Lo studio che presento si sofferma sulle numerose difficoltà in ambito farmacologico e sulle possibili alternative impiegate nell’ambito della nanomedicina per il tessuto cardiaco, in modo particolare l’utilizzo di nanoparticelle con aptameri e siRNA in esse incapsulate. Gli aptameri sono acidi nucleici sintetici capaci di legare uno specifico target biologico, mentre i siRNA sono corti filamenti di RNA in grado di interferire con l’espressione di determinati geni. Entrambe le tipologie di molecole godono di un ampio interesse poiché sono altamente specifiche, causano scarsi effetti secondari, sono facilmente modificabili e non agiscono direttamente sulla sequenza di DNA, ma a livello epigenetico. L’obiettivo di questa tesi è determinare, con l’utilizzo di questo nuovo approccio terapeutico, variazioni della dimetiltransferasi 1 (DNMT1) e come la sua modificazione agisce sul fenotipo ipertrofico cardiaco. A questo scopo, siRNA ed aptamero agiscono riducendo l’espressione della DNMT1, enzima necessario per mantenere la metilazione durante la divisione cellulare, che si suppone essere modificato nell’ipertrofia cardiaca. Le molecole biologiche appena presentate verranno incapsulate all’interno di nanoparticelle biocompatibili e biodegradabili di calcio-fosfato, al fine di essere veicolate al cuore per il ripristino dell’espressione della DNMT1.
2021
Calcium-phosphate nanoparticles loaded with RNA biomolecules as a pretreatment against DNMT1 in cardiac hypertrophy.
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