Sintesi di derivati squalenici di antiossidanti naturali e formulazione di nanoparticelle per la somministrazione orale

Resveratrol and quercetin, natural polyphenolic compounds, play a prominent role in the prevention of neurodegenerative diseases, because these molecules possess antioxidant and free radical scavenger activities. Nevertheless, they have unfavourable physico-chemical characteristics including poor water solubility and low intestinal absorption that reduce their bioavailability after oral administration. To overcome these drawbacks, the aim of this work was the synthesis of squalenoyl derivatives of these natural antioxidants by esterification of one or two of their phenolic groups with 1,1',2-tris-norsqualenic acid. Squalene is a triterpene widely distributed in nature that is an intermediate in the cholesterol biosynthesis pathway. Its conformation is greatly influenced by solvent polarity, so that in polar solvents, such as water, squalene and its derivatives spontaneously take a tightly-coiled conformation and self-organize as spherical nanoassemblies1. The squalenoyl derivatives of resveratrol and quercetin were characterized by NMR, differential scanning calorimetry (DSC) and solubility tests. The free radical scavenging (antioxidant) activity of the free polyphenolic compounds and the squalenoyl derivatives was evaluated by the 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH*) assay. Then, the synthetized compounds were used to formulate nanoparticles by the nanoprecipitation method2. The suspensions were characterized by cryogenic transmission electron microscopy (cryo-TEM) and dynamic light scattering: they showed a submicronic size (< 150 nm) and a low polydispersity index. Zeta potential measurements revealed that all the squalenoyl nanoassemblies held a global negative charge (< -30 mV) and appeared stable in water for several weeks, as determined by particle size measurement. Future steps will include tests to evaluate the stability of nanoparticles in plasma, simulated gastric and intestinal fluids, and to study the nanoparticles transport through a gut epithelium model. References 1. P. Couvreur, B. Stella, L.H. Reddy, H. Hillaireau, C. Dubernet, D. Desmaële, S. Lepetre-Mouelhi, F. Rocco, N. Dereuddre-Bosquet, P. Clayette, V. Rosilio, V. Marsaud, J.M. Renoir, L. Cattel. 2006. Squalenoyl nanomedicines as potential therapeutics. Nano Lett. 6:2544-2548 2. F. Ganachaud, J.L. Katz. 2005. Nanoparticles and nanocapsules created using the Ouzo effect: spontaneous emulsification as an alternative to ultrasonic and high-shear devices. Chem. Phys. Chem. 6:209-216

Il resveratrolo e la quercetina, composti polifenolici naturali, giocano un ruolo importante nella prevenzione di patologie neurodegenerative, poiché possiedono attività antiossidante e sono scavenger dei radicali liberi. Queste molecole, però, hanno caratteristiche chimico-fisiche sfavorevoli, tra cui una bassa solubilità acquosa e uno scarso assorbimento a livello intestinale, che ne riducono la biodisponibilità dopo somministrazione per via orale. Per migliorare le caratteristiche farmacocinetiche e farmacodinamiche di resveratrolo e quercetina, in questo lavoro di tesi sono stati sintetizzati dei coniugati squalenici attraverso la formazione di un legame estereo tra lo squalene acido e i gruppi fenolici di resveratrolo e quercetina. È stato utilizzato lo squalene, triterpene precursore del colesterolo, poiché esso in acqua si auto-organizza senza l'aggiunta di tensioattivi o co-formulanti formando delle nanoparticelle1. I derivati squalenici sintetizzati sono stati caratterizzati mediante NMR, prove di solubilità e calorimetria differenziale a scansione (DSC). Inoltre, è stato misurato il potere antiossidante sia dei composti liberi sia dei coniugati squalenici utilizzando il test del radicale 1,1-difenil-2-picrilidrazil (DPPH*). Successivamente, i composti sintetizzati sono stati utilizzati per la formulazione di nanoparticelle mediante la tecnica della nanoprecipitazione2. I nanosistemi ottenuti presentano dimensioni submicroniche (< 150 nm), un basso indice di polidispersione e un potenziale zeta negativo (< -30 mV). Infine, è stata valutata la stabilità fisica delle sospensioni di nanoparticelle mediante la misura di diametro medio, indice di polidispersione e potenziale zeta ogni sette giorni per un mese, mantenendo le preparazioni al riparo dalla luce e a 4 °C. Le sospensioni si sono dimostrate stabili, poiché nel tempo non si sono evidenziate variazioni del diametro medio e del potenziale zeta. Le fasi successive del lavoro prevedono l'esecuzione di test per valutare la stabilità dei derivati squalenici in plasma, nei fluidi gastrici e intestinali e per verificare il loro trasporto attraverso un modello di epitelio intestinale. Riferimenti bibliografici 1. P. Couvreur, B. Stella, L.H. Reddy, H. Hillaireau, C. Dubernet, D. Desmaële, S. Lepetre-Mouelhi, F. Rocco, N. Dereuddre-Bosquet, P. Clayette, V. Rosilio, V. Marsaud, J.M. Renoir, L. Cattel. 2006. Squalenoyl nanomedicines as potential therapeutics. Nano Lett. 6:2544-2548 2. F. Ganachaud, J.L. Katz. 2005. Nanoparticles and nanocapsules created using the Ouzo effect: spontaneous emulsification as an alternative to ultrasonic and high-shear devices. Chem. Phys. Chem. 6:209-216