Descrizione del modulo "Modifiche catalitiche per nanovettori (PM.P02.014.002)"

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  • Descrizione del modulo "Modifiche catalitiche per nanovettori (PM.P02.014.002)" (literal)
Potenziale impiego per bisogni individuali e collettivi
  • Sviluppo di nuove strategie di veicolazione di farmaci in vivo o di monitoraggio di peculiari patologie, attraverso l'impiego di nano-particelle sulla cui superficie siano ancorati co-polimeri di PEG a carica positiva con potenziali e peculiari ruoli biologici. (literal)
Tematiche di ricerca
  • L'attività di ricerca proposta in questo modulo prevede la messa a punto di metodiche sintetiche per l'ancoraggio sulla superficie di nano-particelle di strutture polimeriche, che per dimensione e natura chimica, possano essere facilmente veicolabili in fluidi e tessuti biologici, per lo svolgimento di peculiari attività farmacologiche e/o biologiche. Esse saranno rappresentate da macromolecole in cui proteine, peptidi, frammenti glicoproteici, ecc, ..con peculiari proprietà e potenzialità farmacologica, saranno covalentemente inglobati nelle matrici polimeriche, opportunamente scelte, secondo precisi rapporti percentuali. (literal)
Competenze
  • Competenze possedute dai partecipanti al modulo rilevanti ai fini dello svolgimento dell'attività scientifica. I ricercatori che prendono parte a questo modulo appartenenti all'Istituto di Chimica Biomolecolare hanno un'esperienza scientifica tale da renderli competenti nella messa a punto, il monitoraggio e la realizzazione di sintesi organiche e metodologie sintetiche enzimatiche attraverso l'impiego di enzimi da fonte microbica termofila o da macro-organismi marini per modificazioni di matrici polimeriche. (literal)
Potenziale impiego per processi produttivi
  • Sviluppo di \"bio\"-metodologie efficienti per la preparazione di singoli composti. (literal)
Tecnologie
  • La \"PEGylation\" è quella tipologia reazioni che consente la polimerizzazione con PEG di composti di differente natura; ciò favorisce un trasferimento delle proprietà chimico-fisiche del PEG ai composti a cui si lega ed una modifica anche della loro la bio-distribuzione e solubilità. Questi processi hanno permesso lo sviluppo di nuove tecniche in biocatalisi, nel caso ad esempio della polimerizzazione di enzimi, e di nuove strategie di veicolazione di farmaci in vivo o di monitoraggio di peculiari patologie, tenendo conto che l'aumento delle dimensioni molecolari può ridurre o impedire l'attacco di anticorpi, oppure ridurre la degradazione proteolitica. (literal)
Obiettivi
  • L'attività di ricerca proposta in questo modulo prevede la sintesi di nano-particelle sulla cui superficie siano ancorate strutture polimerica (polielettroliti a carica positiva) per lo svolgimento di peculiari attività farmacologiche e/o biologiche. PEG-modificati, commercialmente disponibili, saranno il materiale di partenza in processi sintetici chemo-enzimatici, in cui accanto alle metodiche di sintesi chimica saranno impiegate transglutamminasi, glicosidasi e glicosil-transferasi ed eventualmente proteasi per legare alla matrice polimerica e/o modificare opportune molecole, scelte sulla base della capacità di interagire con i recettori presenti sulle cellule bersaglio selezionate in base alla problematica biologica o medica da affrontare. (literal)
Stato dell'arte
  • Biomateriali polimerici costituiti da PEG (polietilen glicole) sono diffusamente studiati per le loro applicazioni in campo medico e biotecnologico, come ad esempio nei processi di risanamento delle ferite dopo interventi chirurgici, nelle metodiche di rigenerazione dei tessuti e nei processi di rilascio di farmaci e vettori genici nei siti di utilizzo. Le proprietà intrinseche del PEG, la sua buona idrosolubilità, la resistenza all'adsorbimento di proteine, la bassa immunogenicità, la sua tendenza a rallentare l'immuno-espulsione di sostanze impegnate in una determinata terapia farmacologia, l'assenza di tossicità, il basso costo, rendono questo polimero l'ideale punto di partenza per la costruzione di sistemi polimerici in cui proteine, peptidi, frammenti glicoproteici o nucleotidici poli- o oligo-saccaridi con peculiari proprietà biologiche, siano covalentemente inglobati nella matrice polimerica. Si ottengono così matrici polimeriche \"funzionalizzate\" in grado d'inibire o promuovere interazioni tra le superfici dei tessuti su cui sono depositate (come idrogel) oppure tra le cellule e le proteine della matrice extracellulare (EMC) in cui sono immerse (come nano-particelle). (literal)
Tecniche di indagine
  • Competenze sia di tipo chimico che biochimico sono richieste per valutare l'andamento delle reazioni e per isolare (per via cromatografica) specie chimiche polimerizzate sintetizzate, con potenziali attività biologiche e per caratterizzarne la struttura e/o la purezza (NMR, IR, UV, MS); per la messa a punto, il monitoraggio e la caratterizzazione dei processi di co-polimerizzazione con PEG mediante procedure chimiche o impiegando enzimi le tecniche d'indagine previste risultano essere: la spettroscopia FT-IR, la spettroscopia fotoelettronica a raggi X, la spettroscopia di fluorescenza,la spettroscopia UV-visibile e tecniche per la valutazione delle proprietà reologiche dei polimeri sintetizzati. (literal)
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