Particelle polimeriche come sistemi innovativi per il “delivery” di antibiotici

Despite the wide use of antibiotics, bacterial infection is still one of the leading causes of hospitalization and mortality. The clinical failure of antibiotic therapy is due to low bioavailability, poor penetration into infection site, and side effects of antibiotics, as well as the antibiotic resistance of bacteria. Antibiotics encapsulated in polymeric nanoparticles or microparticles have shown a great potential as substitutes of antibiotics in their “free” form. Polymeric particles provide protection to antibiotics against environmental deactivation and can modify antibiotic pharmacokinetics and biodistribution. Polymeric particles are able to overcome tissue and cellular barriers and to deliver antibiotics into very dense tissues and inaccessible target cells. Polymeric particles can be modified to target particular tissues, cells, and even bacteria, thus increasing the concentration of the bioactive drugs at the site of infection and reducing the dosage and the dosing frequency. The final results are improved therapeutic effects as well as decreased side effects. The main objective of this thesis is to analyze recent advances and future perspectives in the use of polymeric antibiotic delivery systems for the treatment of bacterial infection.

Nonostante l'ampio uso di antibiotici, le infezioni batteriche rimangono ad oggi una delle principali cause di ospedalizzazione e mortalità. Il fallimento clinico della terapia antibiotica è connesso a una bassa biodisponibilità, a una scarsa penetrazione del farmaco nei siti dell'infezione batterica, ai suoi effetti collaterali e alle proprietà di resistenza batterica. Gli antibiotici incapsulati in nanoparticelle o microparticelle costituite da un polimero biodegradabile hanno mostrato un grande potenziale in sostituzione alla somministrazione di antibiotici nella loro forma "libera". Le particelle polimeriche forniscono protezione agli antibiotici contro la disattivazione ambientale e possono modificarne la biodistribuzione e la farmacocinetica. Le particelle polimeriche sono in grado di superare i tessuti, le barriere cellulari e rilasciare gli antibiotici nel sito d’azione. In particolare, le particelle polimeriche possono essere modificate per poi essere indirizzate a particolari tessuti, cellule, e anche a batteri, aumentando in questo modo la concentrazione del principio attivo al sito dell'infezione e riducendo di conseguenza il dosaggio e la frequenza delle somministrazioni. Il risultato finale è un miglioramento dell’effetto terapeutico, con diminuzione degli effetti collaterali. Il principale obiettivo di questa tesi è quello di analizzare i recenti progressi e le prospettive future nell’uso di sistemi particellari polimerici per il rilascio di antibiotici nel trattamento delle infezioni batteriche.