Riassunti Nanomedicine

FLUORESCENZA

Infine, il polimero poiché ha un triplo legame e può reagire con un'azide attraverso una chimica click, abbiamo studiato la reazione che funziona in determinate condizioni, e usiamo queste condizioni per collegare il fluoroforo. Si tratta di fluoroforo, contenente un azide, legato al polimero. Così ora il nostro polimero è fluorescente e infatti abbiamo potuto studiare l'internalizzazione dei polimeri da parte dei DC al microscopia a fluorescenza. Potremmo misurare la percentuale di assorbimento. Si vede una specie di colorazione del citoplasma di queste cellule e questa è un'indicazione della formazione di endosomi e l'endocitosi era responsabile di questa internalizzazione.

DESIGN NP

Torniamo al problema della progettazione di nanoparticelle stealth: particelle funzionalizzate alla loro superficie con polimeri repellenti alle proteine che evitano l'opsonizzazione (come il PEG). L'acido ialuronico è ottimo.

ètroppo alta si ha un effetto tossico ma se è troppo bassa non si ha alcun effetto. Quindi, è necessario rimanere entro un certo intervallo di efficacia, e questo può essere raggiunto se si progetta una corretta curva cinetica di rilascio. Questo rilascio può essere controllato dalla degradazione (quindi il rilascio dipenderà dal tasso di degradazione/idrolisi del polimero). Mentre se il polimero non si degrada affatto c'è un meccanismo di diffusione e questo rilascio sarà controllato dalla diffusione. Anche la degradazione del polimero è complicata per la modellazione, perché alcuni polimeri degradano dalla superficie. Se avete un poliestere in cui l'acqua ha difficoltà a entrare nella matrice, la degradazione inizierà sulla superficie di queste particelle. Non appena la superficie è degradata, il raggio della particella diminuisce lentamente, e quindi questa è la superficie che

seconda della concentrazione. Quindi, apparentemente, queste equazioni sono semplici, ma quando le si applica a un sistema per modellare la consegna, le soluzioni di queste equazioni sono relativamente complicate.

Nanomedicina per la consegna di acido nucleico

DNA e RNA sono macromolecole sono caricate negativamente e la differenza principale tra le due è che il DNA è una macromolecola a doppio filamento, mentre l'RNA è a singolo filamento. Sono composti da unità ripetute chiamate "nucleotidi", costituiti da tre unità: lo zucchero, il gruppo fosfato e la base azotata (nel caso del DNA le basi sono C, G, A, T; nel caso dell'RNA le basi sono C, G, A, U).

Sappiamo che nelle cellule il DNA contiene la sequenza genica che è necessaria per esprimere certe proteine; dal DNA viene polimerizzato l'RNA messaggero che uscirà dal nucleo, raggiungendo il citosol e là avrà luogo la sintesi proteica. L'RNA messaggero

si forma grazie ai ribosomi; il ribosoma permette l'autoassemblaggio dell'RNA di trasferimento che contiene i singoli amminoacidi che devono essere legati insieme per formare il giusto peptide. Questo meccanismo è utile dal punto di vista della terapia genica e quindi del gene delivery.

GENE THERAPY: applicazione dei principi genetici nel trattamento delle malattie umane. Gli acidi nucleici sono introdotti nelle cellule per contrastare l'effetto di un gene malato o introdurre una nuova funzione.

Tipi di terapia genica:

• Terapia genica monogenica: fornisce geni per codificare la produzione di una specifica proteina.
• Terapia genica suicida: fornisce geni suicidi per colpire le cellule tumorali per la distruzione.
• Terapia genica antisenso: fornisce un gene a singolo filamento con orientamento antisenso (all'indietro) per bloccare la produzione di proteine dannose.

L'approccio alternativo è: prendiamo alcune cellule dal paziente, per esempio

cellule da un tessuto che vogliamo trattare; coltiviamo le cellule e poi le trasfettiamo con un vettore. Queste cellule sono geneticamente modificate e poi possiamo reimpiantare queste cellule dove sono necessarie. C'è un grande vantaggio usando questo approccio perché i virus sono patogeni, in generale è molto difficile non avere una risposta immunitaria contro i vettori di questo tipo. Quindi, non appena iniettiamo il virus nel corpo, ci aspettiamo di avere una risposta immunitaria. Abbiamo diversi modi di consegnare gli acidi nucleici nelle cellule. Una delle parti più complicate riguarda il fatto che il virus si riproduce a livello cellulare, quindi se il virus consegna il suo codice, nuove proteine del virus saranno sintetizzate e si ha l'auto-assemblaggio di nuovi virus. Perché non disattiviamo questa capacità di proliferare così velocemente? Prendiamo la sequenza di DNA del virus, tagliamo alcuni geni responsabili della replicazione.

così facendo questo virus non è più potente come prima e quindi ci si aspetta una risposta immunitaria molto più limitata. Ma se si vuole usare il virus come vettore per il trattamento di un tumore, il virus ucciderà le cellule alla base ma poi siccome non si replicano, non riescono a trasfettare tutte le altre cellule del tumore quindi non si riesce a curare la malattia. L'altro problema dei virus è la selettività, quindi a volte i virus infettano cellule specifiche, ma non sempre. Molto spesso se si inietta il virus nel sangue può posarsi sul tumore, ma può consegnare i geni anche altrove. Si decide comunque di usare i virus perché sono i vettori più efficienti. Scegliendo i vettori virali, abbiamo una varietà di possibilità diverse. Abbiamo i retrovirus, i lentivirus, gli adenovirus, gli herpes semplice e gli adeno-associati.

Processo: sulla pelle il virus cerca di legare alcuni recettori;

Abbiamo l'endocitosi e, non appena il virus raggiunge l'endosoma, è programmato per rompere l'endosoma consegnando il codice genetico nel citoplasma. Il nucleo è una ulteriore barriera biologica da attraversare. La dimensione dei pori è molto limitata, e sappiamo che non si tratta di una semplice diffusione, ci sono processi attivi. Questa è la principale differenza tra il virus altamente efficiente, rispetto all'efficienza molto più bassa del vettore non virale.

Alcune limitazioni:

• Tropismo (=selettività dei virus contro specifici tipi di cellule) limitato dei vettori virali
• Dipendenza dalla cellula da parte di alcuni vettori virali alcuni hanno bisogno che la cellula si divida
• Durata dell'attività genica
• La consegna non integrante sarà transitoria
• Ipersensibilità immunitaria diretta contro i componenti virali o contro il transgene espresso nelle cellule

trattate- L'integrazione non è controllata: gli oncogeni possono essere coinvolti nel punto d'inserimento nel nostro corpo non si dividono così

ESEMPIO: un vaccino vettoriale virale è un vaccino che utilizza un vettore virale per fornire materiale genetico che codifica per un antigene desiderato nelle cellule ospiti del destinatario. Il virus modificato consegna ad una cellula un acido nucleico che codifica per un antigene per un altro agente infettivo. I vaccini virali vettoriali non causano infezioni né con il virus usato come vettore, né con la fonte degli antigeni. Il materiale genetico consegnato non si integra nel genoma di una persona. I vaccini vettoriali virali permettono l'espressione dell'antigene all'interno delle cellule e inducono una robusta risposta citotossica delle cellule T, a differenza dei vaccini a subunità che conferiscono solo immunità umorale. Sono stati condotti studi clinici umani per vaccini