Scuola dottorale per la formazione avanzata in discipline tecnologico farmaceutiche

Introduzione. L???acido zoledronico (ZOL), un aminobisfosfonato di terza generazione, è a tutt???oggi il più potente inibitore del riassorbimento osseo per la sua capacità di inibire l???attività degli osteoclasti a concentrazioni nanomolari. E??? impiegato per il trattamento delle metastasi ossee ed in patologie come l???osteoporosi ed il morbo di Paget. Numerosi studi hanno dimostrato un potente effetto pro-apoptotico di ZOL in numerose linee cellulari tumorali (Caraglia M. et al. 2006); ciò ne suggerisce un impiego, oltre che come agente anti-riassorbimento osseo, come farmaco antitumorali vero e proprio. Tuttavia, la breve emivita plasmatica ed il rapido accumulo di ZOL nel tessuto osseo, impediscono il raggiungimento di livelli di farmaco efficaci in tumori localizzati al di fuori del compartimento osseo (Caraglia M. et al. 2006). Scopo del lavoro. Lo scopo del lavoro è stato lo sviluppo di nanosistemi che consentano l???impiego di ZOL nel trattamento di differenti tumori extra-ossei, riducendo l???accumulo del farmaco nel tessuto osseo ed aumentandone la concentrazione in tessuti periferici, ad es. in siti tumorali. Metodi. Sono state sviluppate nanoparticelle (NP) auto-assemblanti PEGhilate (Salzano G. et al. 2011) composte da NP di calcio fosfato contenenti ZOL (CaPZ NP) ricoperte con liposomi. Brevemente, due soluzioni acquose, rispettivamente di CaCl2 e Na2HPO4, sono state mescolate sotto agitazione magnetica e la risultate dispersione è stata filtrata mediante filtri da 0,22 mm (CaP NP). La dispersione è stata poi mescolata con una soluzione acquosa di ZOL, ottenendo Ca2+/PO43- NP contenenti ZOL (CaPZ NP). In una seconda fase, CaPZ NP sono state mescolate con liposomi cationici PEGhilati per 10 min a temperatura ambiente, ottenendo NP denominate PLCaPZ NP. Le NP sono state caratterizzate e sono state valutate le dimensioni e la distribuzione dimensionale, la morfologia e l???efficienza di complessazione di ZOL. E??? stata poi valutata l???attività in vitro e la citotossicità delle NP contenenti ZOL in diverse linee cellulari tumorali. Studi di proliferazione cellulare in presenza di ZOL sono stati determinati mediante il saggio MTT. L???attività antitumorale delle PLCaPZ NP è stata infine valutata in modelli animali di cancro. Risultati. Sono state ottenute PLCaPZ NP con un diametro medio di 147 nm ed un indice di polidispersità di 0,1. Dall???analisi morfologica, effettuata mediante cFEG SEM, le particelle di PLCaPZ NP appaiono omogenee e di forma sferica. Il contenuto reale di ZOL, determinato mediante HPLC, è di 65 ???g di ZOL/mg lipidi, corrispondente ad un???efficienza di complessazione di circa il 70%. In tutte le linee cellulari tumorali studiate, l???impiego di PLCaPZ NP ha dimostrato un forte potenziamento (fino a 12 volte su cellule di carcinoma mammario) dell???inibizione della crescita cellulare rispetto a quella ottenuta con ZOL libero. Infine, in studi in vivo, in un modello di carcinoma prostatico, è stata osservata una significativa riduzione della crescita del tumore ed un aumento della sopravvivenza in seguito a somministrazione di PLCaPZ NP. Inoltre, è stata osservata una remissione completa del tumore in una percentuale significativa di animali. Nello stesso modello animale, non è stato rilevato alcun effetto significativo in seguito a trattamento con ZOL in soluzione. Conclusioni. In conclusione, è stata sviluppata una potenziale formulazione di nanoparticelle auto-assemblanti contenenti ZOL. Solo mediante l???impiego di tali NP, è stata dimostrato un potente effetto antitumorale di ZOL in un modello animale di carcinoma prostatico.