Estrazione e microincapsulazione di metaboliti secondari isolati da organismi del genere Zoanthus

The marine natural products (MNPs) playing an important role in drug discovery with their particular scaffolds, they explicate biological activities by new molecular mechanisms of action with different pharmaceutical properties. In pharmaceutical chemistry, the great biodiversity of marine environment gives a huge quantity of original pharmacophores. With the development of combinatorial chemistry, genomics and molecular biology techniques, MNPs had the opportunity to produce copious biologically active compounds libraries. During the last decades until now, MNPs give us many approved and commercialized drugs with antitumoral and anti-infective activities, many others are in preclinical phases with other therapeutic profiles. MNPs are an important source to research new drugs because they utilizing new mechanisms of action, so they can overcome the problems of most used therapies due to decreasing side effects. Osteoporosis is a widespread disease and until now haven't a resolutive therapy without side effects. Norzoanthamine is a secondary metabolite that belong to zoanthamine's class, isolated by colonial Zoanthus sp. with a promising use to treat osteoporosis. The mechanism of action is already unclear, but it shows an activity against platelets aggregation and inhibition to the production of Interleukin 6 (IC50 =13 μg/ml), brought important data to treat osteoporotic conditions1. Studies in vivo and in vitro were conducted and show how administration of NZ does not provoke estrogen-like side effects. In vivo administration of NZ chloride (0.08–2.0 mg/kg*day) revealed a suppression in bone's matrix loses and showed no presence of estrogen-like side effects on reproductive organs; there are no hypothesis for a similar mechanism of action2,3,4. The problems releated about the supply of this molecule and a consistent first pass metabolism showed by the oral administration, the thesis work's endpoint is to choose a modified realease formulation for NZ. Modified realease strategies allow to decrease number of administrations or lower dose for the treatment's efficacy avoiding drug interactions. The choose of polylactic acid (PLA-S) and Precirol 5ATO as ingredients in the pharmaceutical formulations, mixed in different proportion, lead to achieve different modified releases. The profiling experiments for controlled release has been performed by coupling UHPLC with HRMS.

I prodotti naturali di origine marina (MNPs), per mezzo di particolari strutture molecolari, producono un ampio ventaglio di attività biologiche con meccanismi d'azione innovativi. La grande biodiversità dell'ambiente marino apporta un vasto numero di farmacofori inediti nella chimica farmaceutica. Con lo sviluppo della chimica combinatoriale, della genomica e delle tecniche di biologia molecolare è stato possibile generare numerose librerie di composti biologicamente attivi. Fino ad oggi i MNPs hanno giocato un importante ruolo nell'approvazione ed immissione in commercio di farmaci ad azione antibatterica ed antitumorale; molti altri sono in fase di sperimentazione clinica per altre terapie farmacologiche. I MNPs sono una delle principali fonti per la ricerca di nuovi farmaci perché impiegando nuovi meccanismi d'azione possono superare le problematiche di molte terapie convenzionali in uso, per riduzione degli effetti collaterali e per maggiore sicurezza. L'osteoporosi è una patologia molto diffusa nel mondo odierno ed ancora oggi non presenta terapie risolutive e prive di effetti collaterali. La Norzoantamina (NZ) è un metabolita secondario, appartenente alla classe delle Zoantamine, isolato da colonie di specie Zoanthus sp., con una futura prospettiva di impiego nel trattamento dell'osteoporosi. Il meccanismo d'azione non è ancora stato completamente delucidato, un effetto inibitorio sull'aggregazione piastrinica e sull'inibizione di produzione di interleuchina-6 (IC50 =13 μg/ml) hanno portato a risultati promettenti per il trattamento dell'osteoporosi1. Sono stati condotti studi in vivo e in vitro che dimostrano come la somministrazione di NZ sia priva di quegli effetti collaterali riscontrabili in terapia antiosteoporotica estrogenica. La somministrazione della forma cloridrata di NZ in uno studio in vivo (0.08–2.0 mg/kg*giorno) ha portato ad una soppressione della perdita della matrice ossea e mostrato come in topi ovariectomizzati non si sia riscontrato alcun effetto estrogeno simile sugli organi riproduttivi; eliminando così l'ipotesi di un meccanismo d'azione simile2,3,4. Vista l'attuale difficoltà di approvigionamento di grandi quantitativi di questa molecola e un modesto effetto di primo passaggio nella somministrazione orale nello studio in vivo, questa ricerca per tesi ha come fine eleggere una formulazione capace di donare un profilo di rilascio controllato nel tempo di NZ. Strategie di rilascio controllato possono portare ad una riduzione del numero delle somministrazioni, alla riduzione della dose richiesta per l'efficacia del trattamento ed evitare interazioni tra farmaci. Si scelsero l'acido polilattico (PLA-S) e il Precirol 5ATO come componenti principali delle formulazioni, in diverso rapporto, ottenendo così diversi profili di rilascio controllato. L'analisi del profilo di rilascio è stata condotta tramite accoppiamento di Cromatografia liquida ad Ultra alta prestazione (UHPLC) con spettrometria di massa ad alta risoluzione (HRMS).