Amphoteric polyamidoamines as innovative tools to selectively direct antimalarial drug towards plasmodium-infected red blood cells
Progetto Saranno sviluppate nuove formulazioni di farmaci antimalariali a base di due poliammidoammine anfotere, denominate ISA23 ed AGMA1, con intrinseca attivita' antimalariale, che sono internalizzate selettivamente in eritrociti infettati da plasmodio, e non in quelli sani, che fungono da vettori di farmaci antimalariali potenziandone al contempo l'efficacia. ISA23 e AGMA1 sono biocompatibli e biodegradabili e formano con primachina (PQ) e clorochina (CQ) derivati ionici. ISA23 con terminali reattivi e' innestabile su albumina dando prodotti che incapsulano farmaci antimalariali. Test in vitro mostrano che derivati ionici di ISA23 e AGMA1 con PQ e CQ e complessi ISA23-albumina/PQ e CQ riducono la parassitemia. Prove in vivo mostrano una riduzione della mortalita' in topi infetti rispetto sia a topi non trattati che a topi trattati con farmaci liberi. Saranno ideate nuove formulazioni di antimalariali a base di ISA23 ed AGMA1, verificandone l¿efficacia e studiandone il meccanismo di azione. L¿obiettivo di questo progetto è in primo luogo sintetizzare una libreria di polimeri costituita da AGMA1, ISA23, ed i coniugati di ISA23 eterobifunzionale con albumina con varia densita' di innesto. In secondo luogo studiarne le formulazioni con farmaci antimalariali di natura idrofila ed idrofoba. Saranno studiate varianti strutturali di tali composti, ad esempio modulando la lunghezza di AGMA1 ed ISA23 e, nei copolimeri ad innesto ISA23-albumina, la sua percentuale di innesto. Sarà inoltre studiata nel dettaglio la capacità di tali formulazioni di inibire in vitro la diffusione del parassita Plasmodium falciparum dai globuli rossi infetti a quelli sani, la selettività della colocalizzazione delle medesime nelle cellule infette, sara' valutata la capacita' di potenziamento dell'efficacia antimalariale delle nuove formulazioni e sara' studiato il loro meccanismo di azione. Saranno infine condotte prove in vivo di attività antimalariale delle migliori formulazioni ottenute. Saranno sintetizzate frazioni a diverso peso molecolare delle poliammidoammine AGMA1 e ISA23 e prodotti di innesto di ISA23 eterobifunzionale su albumina, partendo da un innovativo dimero eterobifunzionale di tipo ¿a-b¿, caratterizzato dalla presenza di due funzionali ortogonali. I campioni di ISA23 conterranno ad un estremo di catena un doppio legame capace di dare addizione di Michael con i gruppi SH ed NH2 di albumina. AGMA1, ISA23 e i suoi derivati con albumina saranno studiati per la capacità di formulare farmaci antimalariali sia in forma di coniugati ionici o di composti di binding con ISA23-albumina. Sarà valutata in vitro la citotossicità, l¿emocompatibilità, la biodegradabilità e l¿attività antimalariale delle formulazioni in raffronto ai farmaci nudi. Sarà studiato in vitro il meccanismo dell'attivita'. Le migliori formulazioni saranno sottoposte a prove di attività antimalariale in topi. Alla fine del progetto i proponenti ritengono di poter ottenere i seguenti risultati: uno o due campioni di formulazioni dei derivati di AGMA1 o ISA23 con uno dei farmaci antimalariali idrofili o idrofobi oggetto dello studio selezionati per l¿esecuzione di prove in vivo. Le proprietà di queste formulazioni saranno un¿elevata stabilità chimico-fisica, accanto a un¿attività antimalariale significativa, dovuta ad una spiccata selettività di internalizzazione all¿interno di eritrociti infettati da Plasmodium falciparum, di un¿insieme di buone caratteristiche quali: costo limitato; assenza di tossicità; facile formulazione; biodegradabilità controllata. I proponenti confidano di realizzare una piccola libreria di polimeri stabilendo chiare correlazioni fra struttura e attività biologica e di essere in grado di stabilire criteri per la sintesi mirata di polimeri attivi. L¿elevata innovatività dei polimeri sviluppati lascia intravedere la possibilità di generare almeno 1-2 nuovi brevetti.