Progettazione e caratterizzazione di sistemi liposomiali decorati con acido ialuronico per la veicolazione di curcumina

Curcumin is a natural molecule with anti-inflammatory, antioxidant, and antiproliferative properties and it is used as a model for lipophilic drugs. In this thesis, curcumin was encapsulated in different types of liposomes: modified with polyethylene glycol (PEG) or with hyaluronic acid (HA) with different molecular weights, in order to evaluate liposomes permeation through the esophagus. First of all, rhodamine labelled liposomes with and without PEG and formulations decorated with fluorescent HA-phospholipid conjugate were prepared in order to evaluate the permeation capacity conferred by the different molecule present on the surface. In addition, liposomal formulations containing increasing amounts of curcumin and with PEG or HA on the surface were developed. Then, liposomes were characterized in terms of mean diameter, polydispersion index (PDI), surface charge, concentration of encapsulated curcumin and stability. Liposomes have an average diameter of about 200 nm, and PDI less than 0.2. The Z-potential is approximately -28 mV for liposomes with PEG and approximately 40 mV when HA is present. Liposomes are stable at 4°C for 21 days. Under physiological conditions, the curcumin release is 20% in the first hour for liposomes containing PEG and 8% in 3 hours for liposomes with HA that have demonstrated to be more stable. Finally, in collaboration with the University of Milan, an ex vivo study was conducted on portions of porcine esophagus to compare the permeability of the different systems. Liposomes with or without PEG remain localized on the esophageal epithelium, while those decorated with HA permeate through esophageal tissue, probably due to specific interactions with epithelial tissue. Hereafter, liposomes containing curcumin and decorated with HA at different molecular weights will be tested ex vivo in order to quantify and localize curcumin in the various areas of the esophageal tissue.

La curcumina è una molecola naturale con proprietà antinfiammatorie, antiossidanti e antiproliferative e viene utilizzata come modello di farmaci lipofili. In questo lavoro di tesi, la curcumina è stata incapsulata in liposomi modificati con polietilenglicole (PEG) o con acido ialuronico (HA) a diverso peso molecolare, in modo da valutarne la permeazione attraverso l’esofago. Inizialmente sono stati preparati liposomi marcati con rodamina con e senza PEG e formulazioni decorate con un coniugato HA-fosfolipide fluorescente per valutarne la capacità di permeazione in base alla molecola presente in superficie. Sono poi state messe a punto formulazioni liposomiali contenenti quantità crescenti di curcumina e contenenti PEG o HA sulla superficie. I liposomi preparati sono stati successivamente caratterizzati in termini di diametro medio, indice di polidispersione (PDI), carica superficiale, concentrazione di curcumina incapsulata e stabilità. I liposomi presentano un diametro medio pari a circa 200 nm e PDI inferiore a 0,2. Il potenziale Z è pari a circa -28 mV per i liposomi con PEG e di -circa 40 mV quando è presente HA sulla superficie. I liposomi con PEG risultano stabili a 4°C per 21 giorni e in condizioni fisiologiche si osserva un rilascio di curcumina pari al 20% nella prima ora, mentre i liposomi con HA rilasciano la curcumina più lentamente (8% in tre ore). Infine, in collaborazione con l’università di Milano, è stato condotto uno studio ex vivo su porzioni di esofago di maiale per confrontare la capacità dei diversi sistemi di permeare attraverso il tessuto. I liposomi con o senza PEG rimangono localizzati sull’epitelio esofageo, mentre quelli decorati con HA permeano attraverso il tessuto esofageo, probabilmente grazie ad interazioni specifiche con il tessuto epiteliale. In seguito, verranno testati ex vivo i liposomi contenenti curcumina e decorati con HA a diversi pesi molecolari al fine di quantificare e localizzare nelle varie zone del tessuto esofageo la curcumina.