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DIREZIONAMENTO DEI FARMACI AI TUMORI Dott.ssa Rosa Pireddu Corso di Tecnologia farmaceutica applicata a.a. 2016-2017 Con il termine generico di cancro o tumore maligno si indica qualsiasi tipo di tumore maligno caratterizzato non solo dalla proliferazione incontrollata e progressiva di cellule anomale, ma anche dalla capacità di invadere i tessuti adiacenti e di colonizzare sedi distanti dando origine alle metastasi. Rappresenta una delle principali cause di morte in tutto il mondo. Secondo i dati dell’OMS, il numero dei nuovi casi diagnosticati ogni anno supera i 10 milioni, mentre nel mondo muoiono ogni anno di cancro circa 6 milioni di persone. Gli agenti chemioterapici tradizionali hanno una elevata tossicità sistemica Si distribuiscono in modo non specifico nel corpo colpendo sia le cellule normali che quelle tumorali. La dose di farmaco che raggiunge il tumore è molto limitata COME È POSSIBILE RIDURRE GLI EFFETTI COLLATERALI? COME È POSSIBILE RIDURRE GLI EFFETTI COLLATERALI? TARGETED THERAPY o farmaci a bersaglio molecolare COME È POSSIBILE RIDURRE GLI EFFETTI COLLATERALI? TARGETED THERAPY o farmaci a bersaglio molecolare TARGETED DRUG DELIVERY uso di sistemi di direzionamento sito specifico: DDS TARGETED THERAPY Si basa sull’uso di molecole in grado di bloccare l’azione di un recettore specifico (target) ritenuto svolgere un ruolo critico nella crescita o nella progressione del tumore. Il bersaglio può essere un recettore presente sulla superficie o all’ interno della cellula neoplastica. È una terapia più efficace della terapia corrente e meno dannosa per le cellule normali. Il farmaco può agire con 3 meccanismi d’azione: b-1) Può legarsi al fattore di crescita b-2) Può legarsi nel dominio intracellulare del recettore detto tirosin-chinasi impedendo che questo venga attivato c) Può legarsi al dominio extracellulare del recettore impedendo che il fattore di crescita lo attivi TARGETED THERAPY Piccole Molecole Anticorpi Monoclonali Imitanib mesylate (Gleevec ®) Trastuzumab (Herceptin®) Gefitinib (Iressa ®) Cetuximab (C225, Erbitux®) Erlotinib Bevacizumab Tamoxifene Rituximab COME È POSSIBILE RIDURRE GLI EFFETTI COLLATERALI DEI FARMACI GIÀ ESISTENTI? COME È POSSIBILE RIDURRE GLI EFFETTI COLLATERALI DEI FARMACI GIÀ ESISTENTI? TARGETED DRUG DELIVERY uso di sistemi di direzionamento sito specifico: DDS TARGETED DRUG DELIVERY DRUG DELIVERY capacità di un farmaco di accumularsi selettivamente e quantitativamente in un tessuto o organo specifico indipendentemente dal sito e dal metodo di somministrazione La distribuzione di un farmaco può essere modificata attraverso la sua associazione ad un vettore o CARRIER DRUG DELIVERY SYSTEM sistemi complessi di dimensioni nanometriche, costituiti da almeno due componenti, il vettore e il principio attivo. TARGETED DRUG DELIVERY Obiettivi e specificità dei nanosistemi per il direzionamento sito specifico: Aumentare la concentrazione del farmaco nel tumore attraverso i meccanismi di: (a) targeting passivo (b) targeting attivo Diminuire la concentrazione di farmaco nei tessuti sani Migliorare i profili farmacocinetici e farmacodinamici Migliorare la solubilità del farmaco per consentire la somministrazione endovenosa Rilasciare la minor quantità di farmaco durante la circolazione Rilasciare la maggior quantità di farmaco nel sito bersaglio Aumentare la stabilità del farmaco proteggendolo dalla degradazione Aumentare l’internalizzazione e il rilascio intracellulare del farmaco Devono essere biocompatibili e biodegradabili TARGETED DRUG DELIVERY I SISTEMI CARRIER impiegati nel drug targeting sono diversi per composizione, struttura e modalità di trasporto OPSONIZZAZIONE Jiskoot et al, 2009 OPSONIZZAZIONE E SISTEMI STEALTH® Rivestendo la superficie dei nanovettori con dei polimeri flessibili e idrofili è possibile proteggerli dal RES e aumentare il loro tempo di circolazione nel sangue Il PEG (Poli-(etilenglicole)) è il polimero più utilizzato per proteggere le particelle in quanto è idrofilo, con un’alta flessibilità della catena polimerica, non tossico, non immunogenico, poco costoso Forze attrattive Forze repulsive tra il carrier peghilato e i componenti del sangue LIPOSOMI STEALTH® MICROAMBIENTE TUMORALE La conoscenza e la comprensione del microambiente tumorale permette di elaborare diverse strategie terapeutiche sfruttando le numerose differenze rispetto al tessuto normale ANGIOGENESI TUMORALE EFFETTO EPR pH ANGIOGENESI TUMORALE Piccolo tumore localizzato Tumore che cresce e si diffonde Angiogenesi Vaso sanguigno Dim tumore <2 mm3 Dim tumore >2 mm3 Molecole segnale (VEGF etc) LA CASCATA DEI SEGNALI NELL’ANGIOGENESI Cellula tumorale VEGF (o bFGF) Fattore di crescita endoteliale vascolare Recettori Trasduttori Cellula endoteliale Proteine che stimolano la crescita di nuove cellule endoteliali Geni attivati ATTIVAZIONE DELLE CELLULE ENDOTELIALI MMPs secrete che digeriscono la matrice circostante Matrice Cellule endoteliali migrano e si dividono Cellule endoteliali attivate l'integrina αvβ3 espressa interagisce con le proteine della matrice extracellulare e regola la migrazione delle cellule endoteliali durante la formazione dei vasi ANGIOGENESI TUMORALE TESSUTO NORMALE TESSUTO TUMORALE I vasi sanguigni tumorali che si formano risultano con una forma irregolare, dilatata e tortuosa e con ampie fenestrature Jain, Science; 307: 58-62, 2005 EFFETTO EPR “EFFETTO DI AUMENTATA PERMEABILITÀ E RITENZIONE” (EPR) è un fenomeno passivo scoperto da Matsumura e Maeda nel 1986 osservato in quasi tutti i tumori umani. I vasi sanguigni tumorali sono caratterizzati da una maggiore permeabilità vascolare con pori endoteliali di dimensioni da 10 a 1000 nm. I nanovettori (dim. 20-200 nm), possono extravasare e accumularsi all'interno dello spazio interstiziale. I vasi linfatici sono assenti o non funzionali nel tumore e questo contribuisce a un inefficiente drenaggio del tessuto tumorale. I nanovettori una volta raggiunto il tumore non vengono rimossi in modo efficiente e si accumulano nel tumore. EFFETTO EPR Ampia angiogenesi e ipervascolature La mancanza di uno strato di muscolatura liscia, periciti Difettosa architettura vascolare: fenestrature Nessun flusso sanguigno costante Drenaggio linfatico inefficiente che porta a una maggiore ritenzione nell'interstizio tumorale Ritorno venoso lento che porta all'accumulo negli interstizi della massa tumorale la pressione del microcircolo nei tumori è più alta e facilita lo stravaso dei nanovettori. pH TUMORALE Cellule tumorali Produzione di acido lattico pH dello spazio extracellulare tumorale (6 – 7) blocco uptake cellulare di basi deboli forma indissociata EFFETTO WARBURG difetto nella catena respiratoria mitocondriale che determina un elevato tasso di glicolisi l piruvato viene convertito in lattato per generare il NAD +, un fattore richiesto da diversi enzimi glicolitici. Il lattato eliminato dalla cellula tramite trasportatore monocarbossilato che esporterà un protone con una molecola lattato Doxorubicina STRATEGIE PER IL DIREZIONAMENTO SPECIFICO TARGETING ATTIVO FARMACO LIBERO TARGETING PASSIVO TARGETING ATTIVO STIMOLI INTERNI/ESTERNI TARGETING PASSIVO Estravasione di PEG-Liposomi (dim 126 nm) dai vasi tumorali Nessuna estravasione di PEG-Liposomi (dim 126 nm) dai tessuti normali Il targeting passivo consiste nel trasporto di nanovettori attraverso le ampie fenestrature dei capillari tumorali nello spazio interstiziale tumorale e nelle cellule tumorali per semplice diffusione passiva (grazie all’effetto EPR). TARGETING PASSIVO Nanovettori grandi e a lunga circolazione (100 nm) sono mantenuti maggiormente nel tumore, mentre le molecole più piccole vengono facilmente diffuse TARGETING PASSIVO Proprietà dei nanovettori per raggiungere il tumore con meccanismo passivo: eludere la sorveglianza immunitaria e circolare per un lungo periodo dimensione ideale tra i 10 e 100 nm per una efficiente extravasione dalle fenestrature dei vasi tumorali dim << 400nm per evitare la filtrazione attraverso i reni dim > 10 nm per evitare la cattura specifica da parte del fegato dim < 150 nm. TARGETING PASSIVO Limitazioni per raggiungere il tumore con meccanismo passivo: il targeting passivo dipende dal grado di vascolarizzazione del tumore e dall'angiogenesi l’extravasione dei nanovettori varierà con il tipo di tumore e con la localizzazione anatomica l'alta pressione del fluido interstiziale nei tumori solidi impedisce un assorbimento efficace e distribuzione omogenea dei farmaci nel tumore (interessa di più le piccole molecole rispetto ai grandi nanovettori) INTERAZIONE CARRIER- CELLULA …O anche Rilascio del farmaco nello spazio extracellulare Myocet: Liposomi di Doxorubicina Emivita da 0,2 h a 2,5 h cardiotox DOXIL, Caelix: Liposomi pegylati di Doxorubicina Emivita da 0,2 h a 55 h cardiotox TARGETING ATTIVO Il modello di distribuzione del carrier è modificato utilizzando un “homing device” che porta il dispositivo su un sito specifico TARGETING CELLULE TUMORALI TARGETING ENDOTELIO TUMORALE TARGETING ATTIVO ENDOCITOSI RECETTORE-MEDIATA TARGETING ALLE CELLULE TUMORALI Con questa strategia di targeting attivo viene sfruttata l’iperespressione sulla superficie delle cellule tumorali di particolari recettori inclini all’endocitosi RECETTORE DELLA TRANSFERRINA RECETTORE PER IL FOLATO GLICOPROTEINE ESPRESSE SULLA SUPERFICIE DELLE CELLULE RECETTORE DEL FATTORE DI CRESCITA EPIDERMICO (EGFR) RECETTORE DELLA TRANSFERRINA RECETTORE DELLA TRANSFERRINA RECETTORE DEL FOLATO RECETTORE DEL FOLATO Es. Yoo HS et al hanno prodotto dei nano coniugati di doxorubicina-PEG-folato e hanno dimostrato come questi coniugati hanno un maggiore effetto citotossico sulle cellule KB rispetto alla doxorubicina libera DOX DOX- nano aggregati DOX/FOL- nano aggregati TARGETING ALL’ENDOTELIO VASCOLARE I nanovettori targati da ligandi specifici si legano e uccidono i vasi sanguigni angiogenici e, indirettamente, le cellule tumorali che questi nuovi vasi supportano, soprattutto nel centro del tumore. I vantaggi del targeting all'endotelio tumorale sono: non è necessario lo stravaso di nanovettori per arrivare al loro bersaglio il legame ai loro recettori è direttamente possibile dopo iniezione endovenosa Minore rischio potenziale di sviluppare resistenza a causa della stabilità genetica delle cellule endoteliali rispetto alle cellule tumorali la maggior parte dei bersagli delle cellule endoteliali sono espressi qualunque sia il tipo di tumore, offrendo uno spettro di applicazione più ampio TARGETING ALL’ENDOTELIO VASCOLARE I bersagli principali dell'endotelio tumorale includono: I fattori di crescita endoteliale vascolare (VEGF) e i loro recettori, VEGFR-1 e VEGFR-2: bloccare il recettore per il VEGF-2 e diminuire il legame dirigersi verso il VEGF per inibire il legame del ligando al recettore VEGFR-2 Il recettore delle cellule endoteliali INTEGRINA αvβ3 : I derivati ciclici o lineari dell’oligopeptide RGD (Arg-Gly-Asp) sono in grado di legarsi a alle integrine αvβ3endoteliali Le metalloproteinasi della matrice (MMPs): Il peptide NGR (Asn-Gly-Arg) è in grado di legarsi al recettore di superficie Aminopeptidasi N/CD13 (MMP) TARGETING ATTIVO TARGETING ATTIVO Esempi di nanosistemi progettati per il direzionamento attivo utilizzati in studi pre-clinici e clinici TARGETING ATTIVO Esempi di nanosistemi progettati per il direzionamento attivo utilizzati in studi pre-clinici e clinici NANOCARRIER SENSIBILI AGLI STIMOLI STIMOLI ESTERNI STIMOLI INTERNI TEMPERATURA pH CAMPO MAGNETICO Potenziale REDOX RADIAZIONI UV, IR ULTRASUONI RILASCIO DEL FARMACO TEMPERATURA ENZIMI Il microambiente tumorale differisce da quello delle cellule normali Un ambiente extracellulare tumorale unico innesca la trasformazione dei nanovettori, permettendo un rapido rilascio del farmaco o l'interazione con un obiettivo specifico L'applicazione di stimoli esterni può consentire di controllare il rilascio o di dirigere i carrier selettivamente verso le cellule. NANOCARRIER pH-SENSIBILI DESTABILIZZAZIONE DELLE NANOPARTICELLE es. presenza di polimeri o lipidi ph-sensibili acido oleico, poli-L-istidina, polisulfonamide, poli-β-amminoesteri SCISSIONE DI UN LEGAME PH-SENSIBILE es. Idrazone NANOCARRIER pH-SENSIBILI Meccanismo di schermatura-esposizione pH 7.4 pH 7 TAT TAT: peptide che favorisce la penetrazione cellulare Poliy Sulfonamide dissociata Catene PEG Poliy Sulfonamide Sethuraman et al. TAT peptide-based micelle system for potential active targeting of anti-cancer agents to acidic solid tumors, J. Control. Release 118 (2007) 216–224 NANOCARRIER ATTIVATI DA ENZIMI β- GLUCURONIDASI è un enzima che si ritrova in grande quantità nelle zone necrotiche tumorali Scinde il legame β1-4 tra 2 molecole di glucosio o tra glucosio- altra molecola Questo coniugato è attivato dall’enzima β- glucuronidasi NANOCARRIER ATTIVATI DA ENZIMI PROTEASI (Metalloproteinasi della matrice) Lin Zhu et al. Matrix Metalloprotease 2-Responsive Multifunctional Liposomal Nanocarrier for Enhanced Tumor Targeting. ACS Nano. 2012 April 24; 6(4): 3491–3498 NANOCARRIER TERMO-SENSIBILI T. Ta, T.M. Porter, Thermosensitive liposomes for localized delivery and triggered release of chemotherapy, J. Control. Release (2013) NANOCARRIER TERMO-SENSIBILI LIPOSOMI TERMOSENSIBILI TRADIZIONALI DPPC TC= 41°C LIPOSOMI TERMOSENSIBILI CONTENENTI LYSOLIPID DPPC +MCCP TC= 39°C T. Ta, T.M. Porter, Thermosensitive liposomes for localized delivery and triggered release of chemotherapy, J. Control. Release (2013) NANOCARRIER TERMO-SENSIBILI LIPOSOMI MODIFICATI CON POLIMERI TERMOSENSIBILI T < LCST T > LCST NIPAM(poli-isopropilacrilamide) LCST bassa temp critica di soluzione T. Ta, T.M. Porter, Thermosensitive liposomes for localized delivery and triggered release of chemotherapy, J. Control. Release (2013) NANOCARRIER MAGNETO-SENSIBILI NANOPARTICELLE MAGNETICHE (SPIONs) : nanoparticelle di Ossido di Ferro chiamate maghemite (γ-Fe2O3) o magnetite(Fe3O4), con dimensioni comprese tra 4–10 nm e con proprietà superparamagnetiche Tumore Arteria Nanocarrier magneto-sensibili + farmaco Micelle PE-PEG caricate con le SPION NANOCARRIER MAGNETO-SENSIBILI La magnetite (MAG-C) è stata caricata in liposomi cationici insieme a etoposide e dacarbazine. Si è notato che a basse concentrazioni di MAG-C non si altera l’efficienza di incapsulazione, ma per alte concentrazioni (2.5 mg/ml), diminuisce l’incorporazione dei farmaci Accumulo nelle pareti dei vasi tumorali dei MAG-C PEG liposomi cationici Dandamudi et al. The drug loading, cytotoxicty and tumor vascular targeting characteristics of magnetite in magnetic drug targeting, Biomaterials 28 (2007) 4673–4683. NANOCARRIER MAGNETO-SENSIBILI Pradhan et al. Targeted temperature sensitive magnetic liposomes for thermo-chemotherapy, Journal of Controlled Release 142 (2010), 108-121 NANOCARRIER MAGNETO-SENSIBILI Gang et al. (2007) hanno dimostrato il direzionamento di nanoparticelle magnetiche di poly e-caprolactone caricate con gemcitabina in vivo su un modello xenografico di cancro al pancreas utilizzando un magnete esterno Alexiou et al.(2003) hanno utilizzato delle SPION contenenti mitoxantrone e sono state direzionate verso il carcinoma a cellule squamose VX2 nel coniglio utilizzando un magnete esterno ‘‘Ablazione termica magnetica” è un approccio alternativo indagato da Hilger et al.(2002)in vivo in un modello animale. Questo metodo si basa sull’accumulo nel tumore delle SPION e con l’applicazione di un campo magnetico alternato esterno sul tumore se ne ottiene l’eliminazione grazie al calore sviluppato dall’oscillazione delle SPION. NANOCARRIER FOTO-SENSIBILI MICELLE POLIMERICHE FOTO-SENSIBILI UV/NIR Il copolimero amfifilico è formato dal PEG (porzione idrofila) e dall’acido polimetacrilico (porzione idrofobica) in cui i carbossili sono mascherati da diversi gruppi protettivi che vengono rimossi dopo esposizione alla luce (switch idrofobico) Fomina et al. Photochemical mechanisms of light-triggered release from nanocarriers, Advanced Drug Delivery Reviews 64 (2012) 1005–1020 NANOCARRIER FOTO-SENSIBILI LIPOSOMI FOTO-SENSIBILI Nella forma trans le molecole di azobenzene sono strettamente impaccate nel doppio strato. La luce UV determina l’isomerizzazione trans-cis delle molecole e la destabilizzazione della struttura del doppio strato . Fomina et al. Photochemical mechanisms of light-triggered release from nanocarriers, Advanced Drug Delivery Reviews 64 (2012) 1005–1020 NANOCARRIER MULTIFUNZIONALI Il risultato della combinazione di diverse strategie (stabilità nel sangue (PEGylation), capacità direzionante (targeting passivo o attivo) e sensibilità agli stimoli (pH, temperatura, ultrasuoni, ecc) porta a nanovettori multifunzionali di nuova generazione. Hanno la capacità di “accendere” certe funzioni solo quando è necessario, ad esempio sotto l’azione di stimoli locali caratteristici della zona patologica (aumento della temperatura o diminuzione del pH nei tessuti tumorali). Una volta accumulati nel tumore, il polimero protettivo o l’anticorpo presente sulla superficie del DDS si stacca sotto l’azione locale della condizione patologica e viene esposta la seconda funzione precedentemente nascosta consentendo il successivo rilascio del carrier e del suo contenuto all'interno delle cellule. NANOCARRIER MULTIFUNZIONALI Hillaireau et al. Nanocarriers’ entry into the cell: relevance to drug delivery, Cell. Mol. Life Sci. 66(2009), 2873–2896 NANOCARRIER MULTIFUNZIONALI pH pH 5.0–6.0 TAT- liposomi TAT- liposomi con PEG pH insensibile TAT- liposomi con PEG pH sensibile dopo 20 min di incubazione a basso pH V. Torchilin . European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics 71 (2009) 431–444 DIREZIONAMENTO DEI FARMACI AI TUMORI EPATICI: HCC DIREZIONAMENTODEI FARMACI AL FEGATO IL FEGATO Gli epatociti rappresentano le principali cellule del fegato (circa il 75% del parenchima epatico), hanno forma poliedrica con sei o più facce con le quali o delimitano lo spazio di Disse, o entrano in contatto con gli epatociti adiacenti delimitando i canalicoli biliari. IL FEGATO Le cellule endoteliali costituiscono la parete dei sinusoidi. La parete è discontinua per la presenza nell'endotelio di pori e fenestrature (100-175nm). Queste aperture permettono al plasma, ma non agli elementi figurati del sangue, di raggiungere la membrana plasmatica degli epatociti. IL FEGATO Le cellule di kupffer sono elementi di forma stellata, con spiccata attività fagocitaria presenti nei sinusoidi Il CARCINOMA EPATOCELLULARE (HCC) È uno dei tumori maligni più comuni del fegato È la sesta forma di tumore più comune (nel maschio) e la terza causa di morte associata al cancro al mondo, con più di un milione di morti ogni anno Può derivare da diverse malattie del fegato come le infezioni da epatite B e C, malattie epatiche metaboliche e malattie non alcoliche del fegato grasso La trasformazione maligna degli epatociti indotta da fattori virali e i diversi mediatori presenti nella zona cronicamente infiammata portano all'epatocarcinogenesi. Più del 80% dei pazienti si presenta con una malattia avanzata o non operabile Il trattamento con chemioterapici sistemici comporta una elevata tossicità sistemica e un accumulo limitato nel sito del tumore Il CARCINOMA EPATOCELLULARE (HCC) lo sviluppo di un efficace sistema di direzionamento specifico per il carcinoma epatocellulare è estremamente importante migliorare l'efficacia dei farmaci alle cellule tumorali epatiche ridurre gli effetti collaterali tossici sistemici CELLULA DI EPATOMA STRATEGIE PER IL DIREZIONAMENTO ALL’HCC TARGETING ATTIVO FARMACO LIBERO TARGETING PASSIVO TARGETING ATTIVO STIMOLI INTERNI/ESTERNI TARGETING PASSIVO Il trasporto dei nanovettori per semplice diffusione passiva al fegato sembrerebbe favorito Ha due fonti di irrorazione sanguigna I sinusoidi epatici presentano ampie fenestrature (100-170nm) Molti farmaci vengono assorbiti e sottratti dalla circolazione dalle cellule epatiche, senza alcun sistema di direzionamento TARGETING PASSIVO (B) Nanoparticles smaller than 3 nm in diameter could extravasate different tissues nonspecifically. (C) Nanoparticles with large negative surface charge or larger than 150 nm in diameter could be captured by Kupffer cells. (D) Nanoparticles less than 200 nm in diameter could pass through sinusoidal fenestrations after intravenous administration. (E) Nanoparticles with negative surface charge tend to be taken up by Kupffer cells and endothelial cells. (F) Nanoparticles with positive surface charge tend to be taken up by epatocytes. TARGETING PASSIVO Kupffer cells Endothelial cells Rune Kjeken et al.(2000).Biochemical Pharmacology Hepatocytes TARGETING PASSIVO Anche se i farmaci e i nanovettori si accumulano rapidamente nel fegato, non si accumulano nel corretto tipo cellulare intraepatico Nelle CELLULE DI KUPFFER si accumulano la maggior parte dei farmaci e dei nanocarrier convenzionali l’elevato assorbimento in queste cellule porta spesso alla completa degradazione dei farmaci UPTAKE DA PARTE DELLE CELLULE DI KUPFFER Carrier neutri o carichi negativamente L’uptake da parte delle cellule di Kupffer avviene per diretto riconoscimento (senza opsonizzazione) Carrier carichi positivamente Si ha l’opsonizzazione nel sangue con conseguente uptake da parte delle cellule di Kupffer degli aggregati TARGETING PASSIVO_NANOCARRIER STEALTH® Rivestire la superficie dei nanovettori con il PEG (idrofilo) l’opsonizzazione l’uptake da parte delle cellule di Kupffer il loro tempo di circolazione nel sangue l’effettivo trasporto di farmaco al sito del tumore (fegato) grazie all’effetto EPR l’interazione con le cellule target e il rilascio del farmaco all’interno della cellula TARGETING ATTIVO Glycyrrhetinic acid receptor Glypican-3 protein Transferrin receptor lysosomal associated protein transmembrane-4β Somatostatin receptor Cluster of differentiation 44 Homodimeric glycoprotein Modificando la superficie del nanoocarrier con un “homing device” è possibile dirigere il carrier in maniera specifica verso le cellule di epatoma Sulla superficie di queste cellule sono iperespressi dei particolari recettori inclini all’endocitosi Xue Zhang et al. Drug delivery system targeting advanced hepatocellular carcinoma: Current and future Nanomedicine: Nanotechnology, Biology and Medicine, 12, 2016, 853–869 TARGETING ATTIVO asialoglycoprotein receptor carbonic anhydrase IX Glypican-3 protein Glycyrrhetinic acid receptor Homodimeric glycoprotein Transferrin receptor lysosomal associated protein transmembrane-4β Somatostatin receptor Cluster of differentiation 44 LIPOSOMI MODIFICATI CON Tf Es. In uno studio di Li et al, la Doxorubicina è stata incapsulata in Tf-PEG-liposomi e PEG-liposomi. Studi in vitro di associazione cellulare e uptake cellulare su cellule HepG2 hanno dimostrato che l’associazione dei Tf-PEGliposomi con le cellule HepG2 porta a una maggiore internalizzazione e rilascio di DOX rispetto ai PEGliposomi non targati. In vivo diminuisce l’accumulo di Dox nei reni, nella milza, nell’intestino e soprattutto nel cuore DOX-Stealth lipo X. Li et al. / International Journal of Pharmaceutics 373 (2009) 116–123 Tf-DOX-Stealth lipo LIPOSOMI MODIFICATI CON Tf In Vivo: CONCENTRAZIONE PLASMATICA DELLA DOX NEL TEMPO LIPOSOMI MODIFICATI CON Tf In vivo: DISTRIBUZIONE NEL CUORE E NEL TUMORE In vivo diminuisce l’accumulo di Dox nei reni, nella milza, nell’intestino e soprattutto nel cuore LIPOSOMI MODIFICATI CON Tf In vivo: SOPPRESSIONE DELLA CRESCITA TUMORALE RECETTORE DELLE ASIALOGLICOPROTEINE Residui di Galattosio Lactoferrina GALATTOSIO-MICELLE POLIMERICHE D.-Q. Wu et al. / Biomaterials 30 (2009) 1363–1371 GALATTOSIO-MICELLE POLIMERICHE Gal-micella (HepG2 cells) micella (HepG2 cells) UPTAKE CELLULARE in vitro D.-Q. Wu et al. / Biomaterials 30 (2009) 1363–1371 Gal-micella (3T3 cells) GALATTOSIO-MICELLE POLIMERICHE UPTAKE in vivo nei diversi tessuti dopo 2h dall’iniezione ev. Le micelle senza Gal sono state usate come controllo D.-Q. Wu et al. / Biomaterials 30 (2009) 1363–1371 LACTOFERRINA È una glicoproteina legante il ferro che deriva dalla famiglia delle Tranferrine è in grado di legarsi a diversi recettori presenti negli epatociti consentendo l’internalizzazione Recettori per la Lactoferrina LfR Recettori per le lipoproteine a bassa densità LRP-R Recettori per le Asialoglicoproteine ASGP-R In modo galattosioindipendente LIPOSOMI MODIFICATI CON Lf Es. In uno studio di Wei et al, Sono stati preparati PEG-liposomi e per postinserzione è stata legata covalentemente la lattoferrina al lipide DSPE-PEG2000 – COOH. Nei liposomi è stata incapsulata come sostanza lipofila fluorescente la Coumarin-6 e la DiR (una indotricarbocianina). PEG-LIPO ALBUMINA-PEG-LIPO UPTAKE CELLULARE in vitro su HEPG2 M. Wei et al. / European Journal of Pharmaceutical Sciences 46 (2012) 131–141 LF-PEG-LIPO LIPOSOMI MODIFICATI CON Lf In Vivo: CONCENTRAZIONE PLASMATICA DELLA Coumarin-6 NEL TEMPO M. Wei et al. / European Journal of Pharmaceutical Sciences 46 (2012) 131–141 LIPOSOMI MODIFICATI CON Lf Tumore Biodistribuzione dei Peglipo e Lf-Peg-Lipo caricati con DiR M. Wei et al. / European Journal of Pharmaceutical Sciences 46 (2012) 131–141 LIPOSOMI TERMO-SENSIBILI: THERMODOX® http://celsion.com/docs/technology_thermodox THERMODOX® http://celsion.com/docs/technology_thermodox THERMODOX® http://celsion.com/docs/technology_thermodox LIPOSOMI DI TRIIODOTIRONINA PER IL TRATTAMENTO DELL’HCC LA TRIIODOTIRONINA è un ormone fisiologicamente prodotto dalla tiroide attraverso l’interazione con i suoi recettori intracellulari (TRs) svolge un importante ruolo nella crescita, sviluppo e metabolismo cellulare ma anche nella soppressione tumorale in particolare induce una rapida regressione dei noduli epatici e riduce l’incidenza del carcinoma epatocellulare e delle metastasi polmonari la somministrazione causa degli importanti effetti collaterali sia centrali che periferici dovuti all’aumento dell’attività simpatica LIPOSOMI DI T3 POPC-DDAB LIPOSOMI PEG-POPC-DDAB LIPOSOMI POPC=1-Palmitoyl-2-oleylphosphatydilcholine DDAB= Dimethyldioctadecylammonium Lf-PEG-POPC-DDAB LIPOSOMI LIPOSOMI PREPARAZIONE Ltf-LIPOSOMI PREPARAZIONE LIPOSOMI ANALISI TEM STUDI DI UPTAKE CELLULARE L’uptake cellulare è stato valutato mediante Microscopio ottico confocale (FluoView, FV10i, Olympus). Compartimento acquoso Probe idrofilo : 5(6)-CARBOXYFLUORESCEIN Doppio strato lipidico Probe lipofilo : LISS-RHODAMINE B STUDI DI UPTAKE CELLULARE SULLE FaO Controllo Rho-Lipo1 CF-Lipo1 STUDI DI UPTAKE CELLULARE SULLE SKHep Controllo Rho-Lipo1 CF-Lipo1 Riferimenti utili Bertrand, Nicolas et al. “Cancer Nanotechnology: The Impact of Passive and Active Targeting in the Era of Modern Cancer Biology.” Advanced Drug Delivery Reviews 66 (2014): 2–25. Danhier, F. “To Exploit the Tumor Microenvironment: Since the EPR Effect Fails in the Clinic, What Is the Future of Nanomedicine?” Journal of Controlled Release 244 (2016): 108–121. Danhier, Fabienne, Olivier Feron, and Véronique Préat. “To Exploit the Tumor Microenvironment: Passive and Active Tumor Targeting of Nanocarriers for AntiCancer Drug Delivery.” Journal of Controlled Release 148.2 (2010): 135–146. Malam, Yogeshkumar, Marilena Loizidou, and Alexander M. 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