SISTEMI NANOPARTICELLARI A BASE DI CHITOSANO E ACIDO IALURONICO CONTENENTI EVEROLIMUS: STUDI PRELIMINARI DI CITOTOSSICITA' ED UPTAKE CELLULARE

My thesis describes the hyaluronic acid molecule and its main cellular receptor CD44. After that there is a discussion of the various uses of hyaluronic acid, drug conjugation and as a component of nanoparticles; both used as the only polymer and in association with the chitosan molecule. The description moves to the cellular destination of nanoparticles, and in particular on their uptake. A short discussion of the obliterative bronchiolitis pathology is following, which is a chronic lung transplant disorder. Then there is a description of the anti-proliferative therapy with a particular reference to Everolimus. As regards my laboratory experience, I describe the preparation and characterization of nanoparticles made of hyaluronic acid and chitosan (both placebo and containing Everolimus). The nanoparticles are characterized on dimensional analysis and surface charge properties. After that the attention has been directed to biological studies that allow to investigate several aspects: cytotoxicity of polymeric nanoparticles in contact with model cells (adult human dermal fibroblasts), the effect of Everolimus on cell growth and proliferation and finally the effect of hyaluronic acid coating on nanoparticles internalization mechanism, both in model cells and in cells that overexpress the CD44 receptor, as primary mesenchymal cells isolated by bronchoalveolar wash.

Il mio lavoro di tesi descrive la molecola di acido ialuronico ed il suo principale recettore cellulare ovvero CD44. Segue una trattazione dei vari impieghi dell’acido ialuronico, nella coniugazione di farmaci e come componente di nanoparticelle, sia utilizzato come unico polimero, che in associazione con la molecola di chitosano. La descrizione si sposta sul destino cellulare delle nanoparticelle ed in particolar modo sul loro uptake. Segue una breve trattazione della patologia della bronchiolite obliterante, che risulta essere una disfunzione cronica del polmone trapiantato, descrivendo poi la terapia anti-proliferativa con particolare riferimento al farmaco Everolimus. Per quanto riguarda la mia esperienza di laboratorio descrivo la preparazione e la caratterizzazione, per analisi dimensionale e proprietà di carica superficiale, di nanoparticelle a base di acido ialuronico e chitosano sia placebo che contenenti Everolimus. L’attenzione è stata spostata in seguito, agli studi biologici che consentono di indagare aspetti quali la citotossicità delle nanoparticelle polimeriche a contatto con cellule modello come i fibroblasti adulti umani del derma; l’effetto di Everolimus sulla crescita e la proliferazione cellulare ed infine l’ effetto del rivestimento dell’acido ialuronico sul meccanismo di internalizzazione delle nanoparticelle, sia in cellule modello ovvero fibroblasti, che in cellule che sovraesprimono il recettore CD44 ovvero nelle cellule mesenchimali primarie isolate da lavaggio broncoalveolare.