lucia bondioli
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Nanoparticelle polimeriche per il direzionamento cerebrale: Rilascio di Zinco e studi preliminari in vitro su cellule neuronali Lucia Bondioli Dipartimento di Scienze farmaceutiche Università di Modena e Reggio Emilia Sindrome di PhelanPhelan-McDermid (Delezione 22q13) Sindrome da microdelezione cromosomica Zinco Shank chiave per modulare Cromosoma 22 Proteine strutturali post-sinaptiche sinapsi eccitatorie Amyloid beta protein-induced zinc sequestration leads to synaptic loss via dysregulation of the ProSAP2/Shank3 scaffold Grabrucker A. et al, Accepted for pubblication 2011 velocemente la plasticità sinaptica in una situazione di alterazione morfologica dei Disfunzione della proteina contatti sinaptici causa ritardi dello sviluppo mentale e fisico Presenza di Shank a livello post-sinaptico può essere modulata dalla presenza di Zinco Standford and ULM_Project • Sindrome di Phelan-McDermid – Carenza di Zn2+ a livello delle sinapsi • Veicolazione di Zn2+ in neuroni mediante NPs – Incapsulazione di Zn2+ – Test in vitro su 3 tipologie cellulari •HEK293 •Neuroni Ippocampali di Ratto •Cellule Gliali SISTEMI NANOPARTICELLARI P-NPs Nps vuote e non modificate, usate come controllo Size: 190±3 nm Zp: -13,8±0,3 mV Nanoparticelle targetizzate con il peptide g7 e non targetizzate BBB-NPs Nps vuote modificate con il g7 Size: 217±3 nm Zp: -14,9±0,5 mV PLGA____acido polilattico-co-glicolico Zn-P-NPs Nps caricate con ZnSO3 e non modificate Size: 231 ±4 nm Zp: -4,4±0,1 mV Contenuto Zn2+: 2,6 mg/100 mg Nps Nanoparticelle targetizzate con il peptide g7 e non targetizzate, caricate con Zn2+ Zn-BBB-NPs Nps caricate con ZnSO3 e modificate con il g7 Size: 215 ± ±5 nm Zp: -5,6±0,6 ± mV Contenuto Zn2+: 2,8 mg/100 mg Nps 5% PLGA-Rodamina CD44-NPs Nps vuote modificate con l’anticorpo CD44 Size: 217±3 nm Zp: -14,9±0,5 mV Nanoparticelle targetizzate con gli anticorpi NCAM1 e CD44 NCAM1-NPs Nps vuote modificate Size: 217±3 nm con l’anticorpo Zp: -14,9±0,5 mV NCAM1 Neuroni Glia Vitalità cellulare P-NPs [Nps]= 625 µg/ml ; [ZN2+]= 250 µM BBB-NPs ZnP-NPs ZnBBB-NPs Cellule trattate MAP2: marker neuronale Numero Cellule Cellule Non trattate DAPI DAPI DAPI DAPI MAP2 CTRL MAP2 P-NPs MAP2 BBB-NPs DAPI MAP2 Zn-P-NPs MAP2 Zn-BBB-NPs Vitalità cellulare P-NPs BBB-NPs Numero Cellule P-NPs BBB-NPs Neuroni Glia [Nps]= 625 µg/ml ZnP-NPs ZnBBB-NPs Neuroni [NPs]= 625 µg/ml pari a [ZN2+]= 250 µM CONC. INTRACELLULARE DI ZN2+ CONC. INTRACELLULARE DI ZN2+ HEK293 Valutazione della [Zn2+] CTRL Zn-P-NPs Zn-BBB-NPs Zn-P-NPs Zn-BBB-NPs 3d 3d 1d 1d Zn-PNPs 1d Zn-BBBNPs 1d Zn-PNPs 8d Zn-BBBNPs 8d Colocalizzazione di NPs e HEK293 2+ Zn [Nps ZN]= 625 µg/ml ; [ZN2+]= 250 µM BBB-NPs ZnBBB-NPs Strutture vescicolari Neuroni Meccanismo di Internalizzazione • Neuroni trattati con P-NPs fluorescenti (Rodamina) • Incubazione con FM1-43 (Marker di endocitosi) • NPs e FM1-43 colocalizzano. • NPs entrano nella cellula attraverso un meccanismo endocitotico P-NPs P-NPs Tosi et al, Nanomedicine (2011) 6(3), 423-436 Meccanismo di Internalizzazione BBB-NPs Glia BBB-NPs BBB-NPs BBB-NPs BBB-NPs Neuroni ippocampali BBB-NPs BBB-NPs Presenza del g7 sulla superficie NPs aumenta l’interazione con le cellule neuronali P-NPs P-NPs Neuroni ippocampali BBB-NPs P-NPs Anticorpi come DIREZIONANTI CD44 per direzionare verso le cellule gliali NCAM1 per direzionare verso i neuroni CD44NPs NCAM1NPs Selective Targeting Neuroni Glia Perfetta colocalizzazione di NCAM1 e MAP2 MAP2 come marcatore per i neuroni GFAP come marcatore per le cellule gliali (astrociti) Anticorpi come MARCATORI CD44NPs P-NPs NPs modificate con Anticorpi specifici NCAM1NPs NCAM: Ab specifico per Neuroni CD44: Ab specifico per cellule gliali P-NPs P-NPs MAP2: marker neuronale; GFAP: marker gliale (astrociti) Conclusione No significativa tossicità alla concentrazione utilizzata sono in grado di veicolare Zn2+ in differenti tipi cellulari NPs Endocitosi: possibile meccanismo di internalizzazione Glicopeptide g7: aumenta interazione con le cellule Presenza Ab specifici: targeting selettivo Prof. Forni Prof. Vandelli Dr. Tosi Dr. Ruozi Dr. Badiali Dr. Belletti Prof. Rivasi Dr. De Vita University of Standford and Ulm Dr. Grabrucker Dr. Garner Dr. Boeckers Grazie per l’attenzione
