Nucleosidi, templanti riluttanti nello stampo molecolare: il caso dell'Adenosina.

Molecularly Imprinted Polymers (MIPs) are synthetic materials that simulates the activity of natural antibodies by selectively binding to target molecules, while offering higher resistance to the surrounding environment and a lower production cost. The introduction of nanoMIPs improved molecular recognition properties thanks to the high surface-to-volume ratio provided by the nanoscale dimensions. The following experimental study aims to synthesize and characterize nanoMIPs able to recognize adenosine, a purine nucleoside of fundamental biological importance for the structure of nucleotides that form nucleic acids, but also for its role as immunomodulator in pathological conditions and stress biomarker. In the first step, adenosine was immobilized on a solid support, allowing the polymerization process around the template, so that the nanopolymer could form. The polymerization mixture, traditionally composed of acrylic acid, TBAm, NIPAm, and bis-acrylamide, was then optimized by incorporating specific monomers to improve the interaction between the mixture and the template. The synthesized nanoMIPs have been characterized using equilibrium binding assays in a concentration range from 100 to 600 ppb, providing binding isotherms useful to evaluate affinity and recognition capacity toward adenosine. Among the various templates tested, the nanoMIP synthesized using adenosine-COOH showed positive results, confirming the formation of a functional nanopolymer. However, the overall results confirm that molecular imprinting for adenosine presents significant challenges.

I polimeri a stampo molecolare, MIP (Molecular Imprinted Polymers), sono materiali sintetici che imitano gli anticorpi naturali legandosi selettivamente alle molecole target, rispetto ai quali offrono però una maggiore restistenza all’ambiente circostante e costo contenuto di produzione. Con l’introduzione dei nanoMIP sono state inoltre migliorate le proprietà di riconoscimento molecolare grazie all’elevato rapporto superficie/volume che le nano dimensioni di queta variante offrono. Lo scopo di questo lavoro è quello di sintetizzare e caratterizzare nanoMIP, in grado di riconoscere l’adenosina, nucleoside purinico di fondamentale importanza biologica in quanto componente dei nucleotidi che formano gli acidi nucleici, ma anche per il suo ruolo come immunomodulatore di condizioni patologiche e biomarcatore di stress. Nella prima fase dello studio sperimentale svolto, l’adenosina è stata immobilizzata su un supporto solido, permettendo la polimerizzazione attorno al templante e ottenendo così il nanopolimero. Successivamente, la miscela di polimerizzazione, tradizionalmente composta da acido acrilico, TBAm, NIPAm e bis-acrilammide, è stata ottimizzata con l'inserimento di monomeri specifici per migliorare l'interazione tra la miscela e il templante. La caratterizzazione dei nanoMIP sintetizzati è stata condotta mediante prove di legame all’equilibrio, nel range di concentrazioni tra 100 ppb e 600 ppb, dalle quali sono state ricavate le isoterme di legame, utili per valutare affinità e capacità di riconoscimento nei confronti dell’adenosina. Tra i vari templanti testati, il nanoMIP sintetizzato utilizzando adenosina-COOH come templante ha mostrato risultati positivi, a conferma della formazione di un nanopolimero funzionale. Tuttavia, i risultati complessivi confermano che la stampa molecolare per l’adenosina presenta notevoli difficoltà.