Progettazione di un sistema di ancoraggio e movimentazione magnetica per il targeting di tumori cerebrali tramite globuli rossi ingegnerizzati

La bassa selettività del trattamento chemioterapico tradizionale e la presenza nel cervello della barriera emato-encefalica, che pemette il passaggio di sostanze necessarie al metabolismo cellulare ma blocca gran parte dei composti terapeutici usati per la cura dei tumori cerebrali, ha portato allo sviluppo di sistemi a rilascio controllato di farmaco sito-specifici per la cura di tumori al cervello. Presso l’istituto di Fisiologia Clinica di Siena è stato sviluppato un innovativo sistema a rilascio controllato di farmaco, basato su eritrociti ingegnerizzati. Il sistema, detto eritro-magneto-HA-virosoma è stato ottenuto legando una glicoproteina filamentosa di origine virale con proprietà fusogeniche, l’emoagglutinina, alla membrana di un eritrocita e incapsulando nanoparticelle superparamagnetiche e farmaco all’interno del globulo rosso. Attraverso la generazione di un campo magnetico esterno è possibile guidare in maniera controllata gli eritrociti ingegnerizzati al sito di danno, dove attraverso endocitosi, sono in grado di rilasciare il loro contenuto in maniera selettiva. Lo scopo del presente lavoro di tesi è la progettazione di un sistema magnetico wireless, per l’ancoraggio di eritrociti ingegnerizzati, da utilizzare per il trattamento di tumori gliali. Attraverso simulazioni agli elementi finiti magnetiche e fluidodinamiche è stato stimato il valore di campo magnetico necessario per bloccare gli eritrociti nel sito di danno. Tali simulazioni hanno portato allo sviluppo di un sistema costituito da un supporto semisferico su cui sono posizionati magneti permanenti cilindrici al Neodimio, magnetizzati lungo l’asse. Esso è in grado di generare campi magnetici che vincono la forza di trascinamento a cui sono sottoposti gli eritrociti ingegnerizzati quando sono immersi nel flusso sanguigno, in modo da bloccarli in corrispondenza del tessuto tumorale. Sono state realizzate mappe di campo magnetico e mappe di efficacia terapeutica, volte a valutare la cattura degli eritrociti ingegnerizzati, a seconda della zona del cervello in cui è localizzato il tumore cerebrale