Chronic inflammatory bowel diseases (IBD), including ulcerative colitis (UC) and Crohn’s disease (CD), represent an increasingly significant clinical challenge that requires the development of alternative and complementary therapeutic approaches to traditional drugs. In this context, flavonoids, natural compounds with antioxidant and anti-inflammatory properties, have emerged as promising molecules. This study investigated the efficacy of a flavonoid-based mixture (FM) through an integrated approach that included in vitro, in silico, and in vivo studies, with the aim of assessing its potential role in the treatment of IBD. In vitro tests showed marked antioxidant activity and effective selective inhibition of COX-2 by the flavonoids, as well as a significant reduction in prostaglandin E₂ (PGE₂) production in intestinal cells stimulated with arachidonic acid. Molecular docking studies confirmed their ability to bind stably to the active sites of the COX-2 enzyme. Treatment with the FM mixture also demonstrated the preservation of its gastrointestinal stability, ensuring bioavailability and local activity at the intestinal level. In the murine model of DSS-induced colitis, FM administration led to significant improvements in clinical, histological, and molecular parameters. In particular, at the dose of 100 mg/kg, FM reduced levels of pro-oxidant markers (MDA, NO, MPO) and pro-inflammatory cytokines (TNF-α, IL-1β, IL-6), while restoring IL-10, an anti-inflammatory cytokine. The effect observed was comparable to or greater than that of the reference drug sulfasalazine. Finally, a patent landscape analysis highlighted the absence of formulations specifically targeting the use of flavonoids in IBD, reinforcing the scientific and applicative originality of the FM mixture. The prospect of a valorization model based on licensing and industrial co-development was proposed as an effective strategy for the introduction of the mixture into the nutraceutical market, with advantages in terms of economic and operational sustainability.

Le malattie infiammatorie croniche intestinali (MICI), tra cui la colite ulcerosa (CU) e il morbo di Chron (CD) rappresentano una sfida clinica sempre più rilevante, per le quali si rende necessario sviluppare approcci terapeutici alternativi e complementari ai farmaci tradizionali. In questo contesto, i flavonoidi, composti naturali dotati di proprietà antiossidanti e antinfiammatorie, si sono rivelati molecole promettenti. Il presente lavoro ha analizzato l’efficacia di una miscela a base di flavonoidi (FM), attraverso un approccio integrato che ha previsto studi in vitro, in silico e in vivo, al fine di valutarne il potenziale ruolo nel trattamento delle MICI. Nei test in vitro, i flavonoidi hanno mostrato una marcata attività antiossidante e un’efficace inibizione selettiva di COX-2, oltre a ridurre significativamente la produzione di PGE₂ in cellule intestinali stimolate con acido arachidonico. Gli studi di docking molecolare hanno confermato la loro capacità di legarsi in modo stabile ai siti attivi dell’enzima COX-2. Il trattamento con la miscela FM ha dimostrato inoltre di conservare la propria stabilità gastrointestinale, garantendo biodisponibilità e attività locale a livello intestinale. Nel modello murino di colite indotta da DSS, la somministrazione della miscela ha determinato un miglioramento significativo dei parametri clinici, istologici e molecolari. In particolare, alla dose di 100 mg/kg, FM ha ridotto i livelli di marker pro-ossidanti (MDA, NO, MPO) e citochine pro-infiammatorie (TNF-α, IL-1β, IL-6), favorendo al contempo il ripristino dell’IL-10, citochina antinfiammatoria. L’effetto osservato è risultato pari o superiore a quello del farmaco di riferimento sulfasalazina. Infine, un’analisi del panorama brevettuale ha evidenziato l’assenza di formulazioni specificamente orientate all’uso dei flavonoidi nelle MICI, rafforzando l’originalità scientifica e applicativa della miscela FM. La prospettiva di un modello di valorizzazione tramite licensing e co-sviluppo industriale è stata proposta come strategia efficace per l’introduzione della miscela nel mercato nutraceutico, con vantaggi in termini di sostenibilità economica e operativa.

Trasferimento Tecnologico di una Formulazione Nutraceutica Innovativa per il Supporto alle Malattie Infiammatorie Croniche Intestinali

ARTALE, MARIALETIZIA
2024/2025

Abstract

Chronic inflammatory bowel diseases (IBD), including ulcerative colitis (UC) and Crohn’s disease (CD), represent an increasingly significant clinical challenge that requires the development of alternative and complementary therapeutic approaches to traditional drugs. In this context, flavonoids, natural compounds with antioxidant and anti-inflammatory properties, have emerged as promising molecules. This study investigated the efficacy of a flavonoid-based mixture (FM) through an integrated approach that included in vitro, in silico, and in vivo studies, with the aim of assessing its potential role in the treatment of IBD. In vitro tests showed marked antioxidant activity and effective selective inhibition of COX-2 by the flavonoids, as well as a significant reduction in prostaglandin E₂ (PGE₂) production in intestinal cells stimulated with arachidonic acid. Molecular docking studies confirmed their ability to bind stably to the active sites of the COX-2 enzyme. Treatment with the FM mixture also demonstrated the preservation of its gastrointestinal stability, ensuring bioavailability and local activity at the intestinal level. In the murine model of DSS-induced colitis, FM administration led to significant improvements in clinical, histological, and molecular parameters. In particular, at the dose of 100 mg/kg, FM reduced levels of pro-oxidant markers (MDA, NO, MPO) and pro-inflammatory cytokines (TNF-α, IL-1β, IL-6), while restoring IL-10, an anti-inflammatory cytokine. The effect observed was comparable to or greater than that of the reference drug sulfasalazine. Finally, a patent landscape analysis highlighted the absence of formulations specifically targeting the use of flavonoids in IBD, reinforcing the scientific and applicative originality of the FM mixture. The prospect of a valorization model based on licensing and industrial co-development was proposed as an effective strategy for the introduction of the mixture into the nutraceutical market, with advantages in terms of economic and operational sustainability.
2024
Technology transfer of an innovative nutraceutical formulation for the support of chronic inflammatory intestinal diseases
Le malattie infiammatorie croniche intestinali (MICI), tra cui la colite ulcerosa (CU) e il morbo di Chron (CD) rappresentano una sfida clinica sempre più rilevante, per le quali si rende necessario sviluppare approcci terapeutici alternativi e complementari ai farmaci tradizionali. In questo contesto, i flavonoidi, composti naturali dotati di proprietà antiossidanti e antinfiammatorie, si sono rivelati molecole promettenti. Il presente lavoro ha analizzato l’efficacia di una miscela a base di flavonoidi (FM), attraverso un approccio integrato che ha previsto studi in vitro, in silico e in vivo, al fine di valutarne il potenziale ruolo nel trattamento delle MICI. Nei test in vitro, i flavonoidi hanno mostrato una marcata attività antiossidante e un’efficace inibizione selettiva di COX-2, oltre a ridurre significativamente la produzione di PGE₂ in cellule intestinali stimolate con acido arachidonico. Gli studi di docking molecolare hanno confermato la loro capacità di legarsi in modo stabile ai siti attivi dell’enzima COX-2. Il trattamento con la miscela FM ha dimostrato inoltre di conservare la propria stabilità gastrointestinale, garantendo biodisponibilità e attività locale a livello intestinale. Nel modello murino di colite indotta da DSS, la somministrazione della miscela ha determinato un miglioramento significativo dei parametri clinici, istologici e molecolari. In particolare, alla dose di 100 mg/kg, FM ha ridotto i livelli di marker pro-ossidanti (MDA, NO, MPO) e citochine pro-infiammatorie (TNF-α, IL-1β, IL-6), favorendo al contempo il ripristino dell’IL-10, citochina antinfiammatoria. L’effetto osservato è risultato pari o superiore a quello del farmaco di riferimento sulfasalazina. Infine, un’analisi del panorama brevettuale ha evidenziato l’assenza di formulazioni specificamente orientate all’uso dei flavonoidi nelle MICI, rafforzando l’originalità scientifica e applicativa della miscela FM. La prospettiva di un modello di valorizzazione tramite licensing e co-sviluppo industriale è stata proposta come strategia efficace per l’introduzione della miscela nel mercato nutraceutico, con vantaggi in termini di sostenibilità economica e operativa.
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Utilizza questo identificativo per citare o creare un link a questo documento: https://hdl.handle.net/20.500.14239/29881