Sintesi di sistemi polimerici nanostrutturati finalizzati alla quantificazione in vivo di biomarcatori tumorali circolanti

Le patologie tumorali sono strettamente connesse a trasformazioni nel metabolismo cellulare ed a cambiamenti morfologici o biochimici nell’organismo. Queste alterazioni possono essere rilevate misurando la concentrazione in fluidi biologici dei cosiddetti biomarcatori tumorali: ormoni, proteine o altre biomolecole prodotte e rilasciate dal tessuto canceroso o dall'organismo in risposta ad alcuni tipi di neoplasia. La variazione o la comparsa di questi marcatori nel sangue, nell'urina e nei tessuti può indicare la comparsa o la recidiva dello stato tumorale, o fungere da indicatore precoce nel monitoraggio dei trattamenti. La quantificazione di un biomarcatore di esclusiva derivazione tumorale potrebbe segnalare la comparsa o recrudescenza della patologia tumorale nei suoi stadi più precoci, migliorando in ultima analisi la prognosi. Uno degli ostacoli principali che limitano al momento l’applicazione di questo approccio all’ambito clinico e preclinico è rappresentato dalla difficoltà di quantificare queste biomolecole. Le comuni tecniche bioanalitiche, infatti, sono generalmente basate su reazioni all’equilibrio con anticorpi, ed hanno sensibilità dell’ordine del pico-nanomolare. In questo ambito, le nanotecnologie possono offrire importanti vantaggi rispetto alle tecniche convenzionali. È infatti possibile sviluppare nanostrutture in grado di interagire irreversibilmente e selettivamente con uno specifico biomarcatore in fluidi biologici, consentendo quindi di effettuare una quantificazione anche per concentrazioni di analita estremamente basse. La possibilità di utilizzare sistemi a base polimerica garantisce, inoltre, una buona biocompatibilità e adattabilità al corpo umano, mantenendo allo stesso tempo una elevata flessibilità per quanto riguarda la funzionalizzazione e la caratterizzazione. Questo lavoro di tesi è focalizzato sulla sintesi di una nanostruttura a base polimerica/oligonucleotidica finalizzato al riconoscimento e quantificazione del Prostate Serum Antigen (PSA) in vivo. Il sistema studiato si basa sull’impiego di nanoparticelle polimeriche di PVA (alcool polivinilico). Il lavoro sperimentale ha previsto la messa a punto di protocolli di funzionalizzazione del polimero con sequenze oligomeriche tramite l’utilizzo di un linker di tricloro triazina. Con questo protocollo sono stati ottenuti polimeri derivatizzati con due sequenze oligonucleotidiche diverse (linker A e linker B), disegnate in modo da fungere da reverse complement nei confronti di una terza sequenza oligonucleotidica (aptamero). I polimeri funzionalizzati sono stati quindi reticolati sfruttando l’ibridazione delle sequenze oligomeriche A e B con l’aptamero per il riconoscimento della proteina. Tutti i sistemi sono stati caratterizzati con le appropriate tecniche analitiche per valutare i parametri chiave quali grado di funzionalizzazione, dimensione, polidispersità e concentrazione dei componenti. Le nanostrutture così ottenute sono state valutate preliminarmente in vivo per determinarne la biodistribuzione e stabilità in vivo, usando zebrafish come organismo modello