Sviluppo formulativo di poliplessi per la veicolazione di RNA

The development of RNA-based therapeutics represents a rapidly growing field of research, driven by increasing knowledge of the therapeutic potential of nucleic acids. Nucleic acids as drugs require tailored formulations due to their susceptibility to nuclease activity, potential immunogenicity, and their inability to be internalized into cells due to their hydrophilicity and high molecular weight. Various polymers, both natural and synthetic, have been proposed for the delivery of nucleic acids. Polymers based on functionalized β-cyclodextrins (BCDI polymers) have been investigated as delivery systems for nucleic acids, with the aim to ensure high safety profiles and therapeutic efficacy. Preliminary studies have shown that water soluble polymers derived from β-cyclodextrins, functionalized with choline and alkyl chains represent a good option for RNA delivery. This study involved the preparation and characterization of polyplexes composed by small interfering RNA (siRNA) and β-cyclodextrin-based polymers functionalized with positively charged choline residues and alkyl chains. Specifically, the polyplexes were characterized with the determination of surface charge, size, encapsulation efficiency, cytotoxicity and transfection efficiency. The BCDI polymers demonstrated to be suitable to form polyplexes, exhibiting high encapsulation efficiency and good loading capacity. The prepared polyplexes resulted non-cytotoxic, however they did not achieve gene silencing. So, further optimization of this β-cyclodextrin-based polymers is required to enhance nucleic acid internalization and release, and avoid cytotoxic phenomena.

Lo sviluppo di medicinali a base di RNA rappresenta un campo di ricerca in forte crescita grazie all’aumento delle conoscenze sulle potenzialità terapeutiche degli acidi nucleici. Gli acidi nucleici necessitano di formulazioni ad hoc che considerino la loro suscettibilità all’azione enzimatica delle nucleasi, la potenziale immunogenicità e la loro incapacità di essere internalizzate nella cellula, data la loro idrofilia e il loro peso molecolare elevato. Per la veicolazione di acidi nucleici è stato proposto l’utilizzo di diversi polimeri di origine sia naturale, sia sintetica. I polimeri costituiti da β-ciclodestrine funzionalizzate sono stati studiati per ottenere sistemi di veicolazione di acidi nucleici a scopo terapeutico che possano garantire un profilo di sicurezza elevato e una buona efficacia terapeutica. Studi preliminari hanno dimostrato che polimeri solubili a base di β-ciclodestrine e funzionalizzati con colina e catene alchiliche di acidi grassi a lunghezza crescente sono in grado di veicolare l’RNA. È stata effettuata la preparazione e la caratterizzazione di poliplessi costituiti da small interfering RNA (siRNA) e da polimeri β-ciclodestrinici funzionalizzati con residui di colina carichi positivamente e catene alchiliche laterali di acidi grassi di lunghezza crescente pari rispettivamente a 10, 14, 16 e 18 atomi di carbonio. Nello specifico sono state studiate la carica superficiale l’analisi del potenziale zeta e delle dimensioni, valutandone la capacità di formare complessi con l’RNA e verificando l’internalizzazione dell’acido nucleico in linee cellulari Hep3B. I polimeri BCDI sono stati in grado di formare poliplessi e hanno mostrato elevata efficienza di incapsulazione e buona capacità di caricamento. I poliplessi preparati con polimeri BCDI non sono risultati citotossici ma non sono stati in grado di effettuare il silenziamento genico. Si necessita di rivedere la modulazione dei polimeri β-ciclodestrinici per ottenere capacità di internalizzazione e rilascio dell'acido nucleico nella cellula, evitando che si manifestino fenomeni di citotossicità.