Utilizzo di nanobolle per il trattamento di processi neurodegenerativi indotti dalla ferroptosi

Increased iron levels in the body can promote a process of cell death called ferroptosis. This process is associated with the production of reactive oxygen species (ROS) that lead to lipid peroxidation responsible for cell damage. A correlation has been observed between ferroptosis and the neurodegeneration process resulting in the onset of Alzheimer's disease. In this thesis work, we suggest a possible treatment of the neurodegenerative process aimed at decreasing the development of ROS with the use of deferoxamine. More specifically, a delivery system for deferoxamine was developed by functionalising glycolchitosan nanobubbles. The aim of this thesis was to evaluate the effect of iron accumulation on the spontaneous electrical activity of hippocampal neurons. The results obtained show that, although iron alters the excitability of hippocampal network, the administration of nanobubbles together with deferroxamine reduces the extent of these alterations. The use of nanobubbles therefore represents a possible innovative treatment of the ferroptosis phenomena characteristic of Alzheimer's disease.

Un aumento dei livelli di ferro nell’organismo può favorire un processo di morte cellulare chiamato ferroptosi. Questo processo è associato alla produzione di specie reattive dell’ossigeno (ROS) che portano alla perossidazione lipidica responsabile del danno cellulare. È stata osservata una correlazione fra la ferroptosi e il processo di neurodegenerazione conseguente all’insorgere della malattia dell’Alzheimer. In questo lavoro di tesi si propone un possibile trattamento del processo neurodegenerativo volto a diminuire lo sviluppo di ROS che prevede l’uso di deferoxamina. Più precisamente si è sviluppato un sistema di veicolazione della deferoxamina tramite la funzionalizzazione di nanobolle di glicolchitosano. L’obiettivo di questa tesi è stato quello di valutare l’effetto di accumuli di ferro sull’attività elettrica spontanea di neuroni ippocampali. I risultati ottenuti dimostrano che, sebbene il ferro alteri l’eccitabilità della rete nervosa ippocampale, la somministrazione delle nanobolle associate alla deferroxamina consente di ridurre l’entità di tali alterazioni. L’utilizzo delle nanobolle rappresenta pertanto un possibile trattamento innovativo dei fenomeni di ferroptosi caratteristici della malattia dell’Alzheimer.