Studio chimico-fisico e biologico di nuove molecole bioattive in soluzione

La tesi di Dottorato è rivolta allo studio chimico-fisico e biologico del comportamento in soluzione di molecole bioattive, in particolare di nuovi vettori non-virali per gene delivery e di leganti inibitori di HIV-1 integrasi. La terapia genica è una modalità terapeutica che prevede un intervento diretto sull’origine della malattia genetica attraverso il delivery nella cellula e la conseguente espressione di DNA esogeno che codifica per il prodotto del gene mancante o difettoso. Questa terapia viene indicata come una promettente alternativa alle terapie convenzionali per patologie come cancro, fibrosi cistica, disordini neurologici e cardiovascolari. Il delivery cellulare di DNA è principalmente effettuato con l’uso di vettori. Per evitare i risvolti tossici legati all’uso di vettori virali, negli ultimi anni si è sviluppato l’uso di vettori non-virali, polimeri o lipidi cationici che condensano il DNA carico negativamente in un complesso con carica netta positiva, necessaria per consentire al materiale genico l’ingresso attraverso le membrane cellulari, dotate di carica negativa. Con l’intento di chiarire il più possibile le relazioni tra la struttura e le caratteristiche chimico-fisiche dei lipidi cationici, sono state effettuate ricerche su tensioattivi glucocationici monomerici (acetilati e disacetilati) e tensioattivi gemini dipiridinici. Le misure condotte sono state di tipo chimico-fisico (entalpie molari, volumi molari, compressibilità adiabatiche, tensione superficiale, calorimetria differenziale a scansione) e biologico (elettroforesi, saggi di trasfezione transiente, microscopia a forza atomica). Queste misure hanno messo in evidenza come sia possibile correlare la conformazione che questi tensioattivi assumono in soluzione con la loro efficienza di trasfezione. È stato anche approfondito lo studio dei processi di idratazione idrofobica, chiamata in causa riguardo alla micellizzazione di questi tensioattivi, mediante il modello termodinamico-statistico messo a punto dal gruppo di ricerca dove ho svolto il Dottorato. Infine, per caratterizzare meglio l’abilità di complessazione dei beta-dicheto acidi (una classe di inibitori dell’enzima HIV-1 integrasi), è stata studiata, attraverso titolazioni potenziometriche, la distribuzione in soluzione dei complessi formati tra due beta-dicheto acidi e gli ioni Ca(II) e Mn(II).