Magnetic resonance imaging (MRI) is one of the most widely used diagnostic techniques because of its noninvasive characteristics and, with the use of appropriate contrast agents, allows images to be obtained in which the contrast between healthy and pathological regions is optimized. The most widely used contrast agents are gadolinium-based contrast agents (GBCAs). Recently, it has been found that encapsulation of gadolinium-based contrast agents within nanostructures, such as nanogels or hydrogels, is useful in increasing relativism, especially through an increase in the molecular reorientation time of the paramagnetic complex (τR). The project of this thesis is aimed at generating self-assembled hydrogels containing the commercial compound Gd-HPDO3A (ProHance) functionalized with a portion of trisulfonated pyranin (HPTS); the work is concerned with testing two different complexes, Gd-L1 and Gd-L2, which differ from each other based on the length of the spacer arm that binds Gd-HPDO3A from HPTS. Regarding the peptides studied for making hydrogels, four different peptide sequences containing aromatic groups were considered: PEG8-F6, PEG8-(FY)3, PEG8-(FDopa)3 and PEG8-(NalY)3; these sequences were chosen because previous studies have shown that these PEGylated peptides have the ability to self-assemble into hydrogels. The first part of the work studies the interaction of the Gd-L1 and Gd-L2 complexes with the four peptides in the nonaggregated form, observing the change in relativity following the formation of supramolecular adducts. Second, the hydrogels were formed, which were characterized in vitro to evaluate their loading capacity, their stability, and to assess whether an increase in efficiency therefore an increase in relactivity was obtained. In addition, to investigate the mobility of water within the hydrogels, the relaxivity was checked as a function of the applied magnetic field (NMRD profiles).
L’imaging a risonanza magnetica (MRI) è una delle tecniche diagnostiche maggiormente utilizzata grazie alle sue caratteristiche non invasive e, con l’ausilio di opportuni agenti di contrasto, permette di ottenere immagini in cui il contrasto tra regioni sane e patologiche è ottimizzato. Gli agenti di contrasto più usati sono gli agenti di contrasto a base di gadolinio (GBCAs). Recentemente, si è scoperto che l’incapsulamento degli agenti di contrasto a base di gadolinio all’interno di nanostrutture, come nanogel o hydrogel, è utile ad aumentare la relassività, in particolar modo grazie ad un aumento del tempo di reorientazione molecolare del complesso paramagnetico (τR). Il progetto di questa tesi è volto a generare degli hydrogel autoassemblati che contengono il composto commerciale Gd-HPDO3A (ProHance) funzionalizzato con una porzione di piranina trisolfonata (HPTS); il lavoro si occupa di testare due differenti complessi, il Gd-L1 e il Gd-L2, che differiscono tra loro in base alla lunghezza del braccio spaziatore che lega il Gd-HPDO3A dall’HPTS. Per quanto riguarda i peptidi studiati per la realizzazione degli hydrogel, sono stati presi in considerazione quattro diverse sequenze peptidiche che contengono dei gruppi aromatici: il PEG8-F6, il PEG8-(FY)3, il PEG8-(FDopa)3 e il PEG8-(NalY)3; sono state scelte queste sequenze perché precedenti studi hanno evidenziato che questi peptidi PEGhilati hanno la capacità di auto-assemblarsi in hydrogel. La prima parte del lavoro studia l’interazione tra i complessi Gd-L1 e Gd-L2 con i quattro peptidi nella forma non aggregata, osservando la variazione della relassività in seguito alla formazione degli addotti supramolecolari. In secondo luogo, sono stati formati gli hydrogel, i quali sono stati caratterizzati in vitro per valutare la capacità di caricamento, la loro stabilità e per valutare se si è ottenuto un aumento dell’efficienza quindi un aumento della relassività. Inoltre, per indagare la mobilità dell’acqua all’interno degli hydrogel, si è controllato la relassività in funzione del campo magnetico applicato (profili NMRD).
Assemblaggi supramolecolari multicomponente per il miglioramento dell’efficienza del contrasto MRI a base di gadolinio
SORRENTINO, MARIANNA
2022/2023
Abstract
L’imaging a risonanza magnetica (MRI) è una delle tecniche diagnostiche maggiormente utilizzata grazie alle sue caratteristiche non invasive e, con l’ausilio di opportuni agenti di contrasto, permette di ottenere immagini in cui il contrasto tra regioni sane e patologiche è ottimizzato. Gli agenti di contrasto più usati sono gli agenti di contrasto a base di gadolinio (GBCAs). Recentemente, si è scoperto che l’incapsulamento degli agenti di contrasto a base di gadolinio all’interno di nanostrutture, come nanogel o hydrogel, è utile ad aumentare la relassività, in particolar modo grazie ad un aumento del tempo di reorientazione molecolare del complesso paramagnetico (τR). Il progetto di questa tesi è volto a generare degli hydrogel autoassemblati che contengono il composto commerciale Gd-HPDO3A (ProHance) funzionalizzato con una porzione di piranina trisolfonata (HPTS); il lavoro si occupa di testare due differenti complessi, il Gd-L1 e il Gd-L2, che differiscono tra loro in base alla lunghezza del braccio spaziatore che lega il Gd-HPDO3A dall’HPTS. Per quanto riguarda i peptidi studiati per la realizzazione degli hydrogel, sono stati presi in considerazione quattro diverse sequenze peptidiche che contengono dei gruppi aromatici: il PEG8-F6, il PEG8-(FY)3, il PEG8-(FDopa)3 e il PEG8-(NalY)3; sono state scelte queste sequenze perché precedenti studi hanno evidenziato che questi peptidi PEGhilati hanno la capacità di auto-assemblarsi in hydrogel. La prima parte del lavoro studia l’interazione tra i complessi Gd-L1 e Gd-L2 con i quattro peptidi nella forma non aggregata, osservando la variazione della relassività in seguito alla formazione degli addotti supramolecolari. In secondo luogo, sono stati formati gli hydrogel, i quali sono stati caratterizzati in vitro per valutare la capacità di caricamento, la loro stabilità e per valutare se si è ottenuto un aumento dell’efficienza quindi un aumento della relassività. Inoltre, per indagare la mobilità dell’acqua all’interno degli hydrogel, si è controllato la relassività in funzione del campo magnetico applicato (profili NMRD).I documenti in UNITESI sono protetti da copyright e tutti i diritti sono riservati, salvo diversa indicazione.
https://hdl.handle.net/20.500.14240/107219