Nanovettori multifunzionali per la salute

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1 anovettori multifunzionali per la salute E. Ranucci a, A. Manfredi a, F. Fenili a, P. Ferruti a, L. I. Cabrera b, C. Innocenti b, C. Sangregorio b,c, A. Lascialfari d a ISTM and Dip. di Chimica rganica ed Industriale,Univ. di Milano, b ISTM and Dip. di Chimica, Univ. di Firenze, c ISTM-CR, Milano d ISTM and Dip. di Scienze Molecolari Applicate ai Biosistemi, Univ. di Milano Evento Regione Lombardia ISTM Milano 13 Luglio 2011

2 biettivi del progetto Lo scopo di questo progetto è di sintetizzare nanovettori polimerici multifunzionali per fini diagnostici e terapeutici. I vettori progettati presentano le seguenti caratteristiche: sono nanosistemi con dimensioni dell ordine di nm possiedono proprietà paramagnetiche hanno come costituenti caratterizzanti poli(ammidoammine) (PAA) purpose tailored sono facilmente funzionalizzabili al fine di un targeting cellulare specifico

3 P paramagnetiche ano capsule polimeriche il cui componente principale saranno PAA fatte su misura : recanti un alto numero di unità con gruppi -ossili, vale a dire radicali organici magnetici ciascuno con spin s=1/2, realizzandone così un alta concentrazione estremamente localizzata. Inglobanti particelle biocompatibili di maghemite ( -Fe 2 3 ) a singolo dominio (dimensioni inferiori a 15 nm) in modo da realizzare agenti di contrasto superparamagnetici (SP).

4 Attività previste A1.1 Sintesi di nuovi nanovettori multifunzionali nanoparticolati organici biocompatibili e biodegradabili A1.2 Funzionalizzazione dei nanovettori A1.3 Inserimento nelle nanoparticelle di alcuni farmaci B1.1 Misura delle proprietà magnetiche B1.2 Caratterizzazione e ottimizzazione dei prodotti per l'imaging a Risonanza Magnetica (MRI) B 1.3 Esperimenti di MRI in vitro e su fantocci B 1.4 Test MRI preclinico in-vivo su un modello di tumore

5 Introduction to PAAs Trafficking intracellulare della PAA ISA1 in vitro EEA1 ISA1-G 5 mm Co-localization of ISA1 with EEA1 5 mm In cellule B16F10 Co-localization of ISA1 with lysotracker red Richardson, S.C.W.; Pattrick,.G.; Lavignac,.; Ferruti, P.; Duncan, R. J. Contr. Rel. 2009, 142 (1),

6 PAA--ossili C 2 1: Li,r.t., 7 days, 2 2: Cl C n

7 PAA come leganti di P magnetiche BAC-EDDS C C C C C C C C PEG- 2 -PAA-EDDS BD PEG-2 C C p C m PEG-piperazine-PAA-EDDS BD15 C C C C m C n C n PEG-PIPERAZIA p Figure 1. Structure of BAC-EDDS and BD15 and BD08 polymers.

8 Coniugati PAA-peptide * * S S 2

9 PAA-b-CD/Paclitaxel Sospensione di P di PAA PACLITAXEL P di PAA-b-CD di diametro <300 nm possono essere caricate con Paclitaxel fino al 5% del proprio peso Sospensione di P di PAA caricate con paclitaxel 9

10 #Particle(%) Intensity Preparazione di P di -Fe Particlesize(nm) Sono state preparate P monodisperse di maghemite con diverse dimensioni (10.1±2 e 17.5±2.5 nm ) mediante decomposizione termica di soluzioni di Fe(oleato) 3 ed acido oleico in ottadecene. Queste sono state successivamente modificate con le PAA e risospese in acqua. Fe34

11 Caratterizzazione di P di maghemite modificate con PAA

12 r 1 (s -1 mm -1 ) r 2 (s -1 mm -1 ) Caratterizzazione magnetica rilassometrica di PAA--ossili omo ISA23-amminoTEMP copol ISA23-amminoTEMP G ISA23-amminoTEMP Endorem GdDTPA minscan Gd-DTPA-BMA Dotarem Gd-DTA BD omo ISA23-amminoTEMP Fast Relaxation omo ISA23-amminoTEMP Slow Relaxation copol ISA23-amminoTEMP Fast Relaxation copol ISA23-amminoTEMP Slow Relaxation G ISA23-amminoTEMP Fast Relaxation G ISA23-amminoTEMP Slow Relaxation Endorem mniscan Gd-DTPA-BMA Dotarem Gd-DTA BD27 0,1 0,01 0, Frequency (Mz) 0, Frequency (Mz) r 1 = relassività longitudinale r 2 = relassività trasversale Relassività inferiori rispetto a campioni commerciali a base di Gd

13 Esperimenti di imaging magnetico in vitro con PAA--ossili Spin Echo T1 weighted (TE = 18ms; TR = 240ms) Spin Echo T1 weighted (TE = 18ms; TR = 240ms) [magnetic center] = 0,35 mmol/l [magnetic center] = 8 mmol/l anovectors signals are darker than the one of Magnevist also at high concentration showing a lower performance as positive CAs at the imager operating frequency* * The recommended dosage of MAGEVIST Injection is 0.2 ml/kg corresponding to 0.5 mm local concentration of magnetic center

14 Magnetizzazione di P di maghemite modificate con PAA

15 r 1 (s -1 mm -1 ) r 2 (s -1 mm -1 ) Caratterizzazione magnetica rilassometrica di P di maghemite rivestite con PAA 10 BD08 BD15 Endorem 100 BD08 BD15 Endorem 0,01 0, Frequency (Mz) Frequency (Mz) Longitudinal r1 and transverse r2 relaxivities of the nanovectors studied Good relaxivities compared to commercial compound Endorem Promising for applications as negative MRI contrast agent

16 Attività ed obiettivi futuri Studio di complessi del Gd +3 Studio della stabilità delle P superparamagnetiche di - Fe 2 3 modificate con PAA Studio dell internalizzazione cellulare delle medesime

17 Ricadute sul territorio Brevetti Contatti con industrie del settore