Coniugati lipidici di molecole di interesse biologico: progettazione, sintesi e caratterizzazione biofisica di potenziali agenti per la terapia e la diagnostica

Questo progetto si pone l’obiettivo di mettere a punto una piattaforma semplice e versatile per la sintesi di nuovi derivati lipidici di molecole bioattive, progettati allo scopo di consentirne facile veicolazione in cellula e rilascio controllato in condizioni selettivamente attivabili. Un set selezionato di acidi grassi biocompatibili, insaturi e poli-insaturi, capaci di generare aggregati stabili in soluzione acquosa e fornire degli utili nanocarrier, sarà coniugato a composti di interesse biologico, ed in particolare a: a) mono- ed oligosaccaridi o glicomimetici; b) nucleosidi e/o nucleotidi; c) strutture peptidiche; d) composti fenolici. Il design dei vari lipo-coniugati vedrà in tutti i casi l’impiego di linker fra la porzione lipidica ed il principio attivo basati su legami covalenti stabili in condizioni fisiologiche, ma facilmente scindibili in seguito a variazione “a comando” di definiti parametri ambientali. Tali stimoli perturbativi esterni – che possono essere indicativi di situazioni patologiche, come pH acido o temperature superiori ai 40 °C, o realizzarsi in trattamenti terapeutici, come irraggiamento con radiazioni di determinata lunghezza d’onda (UV, NIR, ecc.) - determineranno in modo controllato e selettivo il distacco dal nanocarrier e quindi l’attivazione del principio attivo. Una volta completata la fase di sintesi e caratterizzazione molecolare, i coniugati lipidici realizzati saranno poi oggetto di approfonditi studi di caratterizzazione chimico-fisica mirati a: i) definirne struttura e stabilità in condizioni fisiologiche; ii) studiare, da un punto di vista termodinamico e cinetico, il processo di rilascio del principio attivo. L’intero programma di ricerca vedrà l’uso integrato di competenze e tecniche diverse, fra cui: 1) calcoli teorici, per la scelta razionale dei sistemi di attivazione del profarmaco a farmaco, in particolare per gli aspetti relativi a reazioni di scissione di legami indotte da stimoli esterni; 2) studio sintetico, per la scelta ottimale delle decorazioni lipidiche e della loro efficiente coniugazione con i target prescelti; 3) studi NMR, per la caratterizzazione strutturale dei lipo-coniugati, mediante esperimenti NMR mono- e bidimensionali, e della loro mobilità in soluzione, mediante esperimenti DOSY-NMR; 4) analisi di massa MALDI-TOF, ESI-MS e massa tandem per lo studio della degradazione dei coniugati e del loro destino metabolico; 5) analisi DLS e SANS per la determinazione della morfologia e stabilità degli aggregati, e dei relativi parametri strutturali a livello nanometrico; 6) analisi calorimetrica (DSC) per lo studio della stabilità termodinamica degli aggregati e delle relative transizioni; 7) analisi spettroscopica UV, CD, Raman, IR, per la definizione delle principali proprietà ottiche e conformazionali dei lipo-coniugati, ed EPR, per lo studio delle loro interazioni con membrane cellulari.