Preformulazione e Sviluppo di Nanosistemi Farmaceutici

Macroarea: Tecnologia Farmaceutica

Settori ERC: PE5 Synthetic Chemistry and Materials; LS1_1 Macromolecular complexes including interactions involving nucleic acids, proteins, lipids and carbohydrates; LS7 Prevention, Diagnosis and Treatment of Human Diseases

Referenti: Maria Cristina Bonferoni (PO), Milena Sorrenti (PA), Laura Catenacci (PA), Sara Perteghella (RTDB)

Junior Staff: Fahad Khan Tareen (Dottorando), Rachele Rossi (Dottoranda), Randi Luca (Assegnista), Giada Ghiozzi (Borsista)

Caratterizzazione chimico-fisica dello stato solito di farmaci, eccipienti e materiali polimerici. Ottenimento di solidi cristallini attraverso diverse tecniche quali evaporazione del solvente, macinazione in presenza di solvente, diffusione di vapore, co-cristallizzazione. Studi strutturali e di raffinamento su cristallo singolo in collaborazione con il laboratorio di Supramolecular Chemistry, diretto dal Prof. Mino R. Caira dell’Università di Cape Town (Sud Africa).

Caratterizzazione chimico-fisica di farmaci e loro complessi con ciclodestrine naturali e derivate al fine di ottimizzare le proprietà chimico-fisiche e biofarmaceutiche dei farmaci.

Sviluppo, caratterizzazione chimico-fisica e applicazioni farmaceutiche di nanoparticelle a base di polisaccaridi idrofobici ottenuti per interazione ionica di polisaccaridi bioattivi quali chitosano e glicosaminoglicani con porzioni idrofobiche per la somministrazione di farmaci poco solubili. Sviluppo di micelle polimeriche e nanoparticelle biodegradabili/lipidiche rivestite di polisaccaridi per il rilascio di antiossidanti e antinfiammatori, antinfettivi, polifenoli, farmaci di classe IV. Funzionalizzazione di nanoparticelle per il miglioramento dell'interazione con cellule e substrati biologici.

Sviluppo e caratterizzazione chimico-fisica di nanoemulsioni a base di tensioattivi polimerici per la somministrazione di farmaci e oli essenziali per la riparazione e la cura di malattie cutanee.

Possibili applicazioni nel targeting nose-to-brain per il trattamento di malattie neurodegenerative.

Sviluppo e caratterizzazione di nanoparticelle per applicazione teragnostica. Associazione di nanoparticelle con sonde fluorescenti per migliorare il rilevamento e il trattamento delle lesioni tumorali ai fini della chirurgia di precisione guidata dalle immagini

Valutazione delle proprietà biologiche di nanoparticelle su modelli cellulari in vitro mediante l’utilizzo di cellule umane e animali. Sviluppo di modelli cellulari in vitro 

1. L. Catenacci, A.I. Vicatos, M. Sorrenti, M.C. Bonferoni, M.R. Caira. Native Cyclodextrins as Complexation Agents for Pterostilbene: Complex Preparation and Characterization in Solution and in the Solid State. Pharmaceutics, 14, 8 (2022). doi.org/10.3390/pharmaceutics14010008
2. S. Perteghella, A. Garzoni, A. Invernizzi, M. Sorrenti, C. Boselli, A. Icaro Cornaglia, D. Dondi, S. Lazzaroni, G. Marrubini, C. Caramella, L. Catenacci, M.C. Bonferoni. Nanoemulsions of Clove Oil Stabilized with Chitosan Oleate—Antioxidant and Wound-Healing Activity. Antioxidants, 12, 273, (2023). doi: 10.3390/antiox12020273
3. L. Catenacci, A.I. Vicatos, M. Sorrenti, C. Edmonds-Smith, M.C. Bonferoni, M.R. Caira.  Complexation between the Antioxidant Pterostilbene and Derivatized Cyclodextrins in the Solid State and in Aqueous Solution. Pharmaceuticals, 16, 247, (2023). doi: 10.3390/ph16020247
4. S. Comincini, F. Manai, M. Sorrenti, S. Perteghella, C. D’Amato, D. Miele, L. Catenacci, MC. Bonferoni. Development of Berberine-Loaded Nanoparticles for Astrocytoma Cells Administration and Photodynamic Therapy Stimulation. Pharmaceutics, 15, 1078, (2023). doi: 10.3390/pharmaceutics15041078
5. G. Rassu, M. Sorrenti, L. Catenacci, B. Pavan, L. Ferraro, E. Gavini, M.C. Bonferoni, P. Giunchedi, A. Dalpiaz. Conjugation, Prodrug, and Co-Administration Strategies in Support of Nanotechnologies to Improve the Therapeutic Efficacy of Phytochemicals in the Central Nervous System. Pharmaceutics, 15, 1578 (2023). doi: 10.3390/pharmaceutics15061578
6. G. Botti, A. Bianchi, A. Dalpiaz, P. Tedeschi, V. Albanese, M. Sorrenti, L. Catenacci, M.C. Bonferoni, S. Beggiato, B. Pavan Dimeric ferulic acid conjugate as a prodrug for brain targeting after nasal administration of loaded solid lipid microparticles. Expert Opin Drug Delivery, 20(11), 1657, (2023). doi: 10.1080/17425247.2023.2286369
7. E.S. Cama a, L. Catenacci, S. Perteghella, M. Sorrenti, M. R. Caira, G. Rassu, E. Gavini, P. Giunchedi, M.C. Bonferoni. Design and development of a chitosan-based nasal powder of dimethyl fumarate-cyclodextrin binary systems aimed at nose-to-brain administration. A stability study. International Journal of Pharmaceutics, 659, (2024). doi.org/10.1016/j.ijpharm.2024.124216
8. N.N. Gonzalez, G. Rassu, M. Cossu, L. Catenacci, M. Sorrenti, E.S. Cama, C. Serri, P. Giunchedi, E. Gavini. A thermosensitive chitosan hydrogel: An attempt for the nasal delivery of dimethyl fumarate. International Journal of Biological Macromolecules, 278, 134908, (2024). doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2024.134908
9. D. Miele, L. Catenacci, M. Sorrenti, S. Perteghella, S. Filiberti, D. Mandracchia, R. Ronca, M. C. Bonferoni. Collagen/PCL electrospun fibers loaded with polyphenols: Curcumin and resveratrol comparison. International Journal of Biological Macromolecules, 279, 135333, (2024). doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2024.135333
10. L. Catenacci, R. Rossi, F. Sechi, D. Buonocore, M. Sorrenti, S. Perteghella, M. Peviani, M. C. Bonferoni. Effect of Lipid Nanoparticle Physico-Chemical Properties and Composition on Their Interaction with the Immune System. Pharmaceutics, 16, 1521, (2024). doi.org/10.3390/pharmaceutics16121521

Collaborazioni Nazionali

• Università di Ferrara
• Università di Sassari
• IRCCS Policlinico San Matteo

Collaborazioni Internazionali

• University of Cape Town, South Africa
• University of Szeged, Hungary
• University Complutense of Madrid, Spain

1. Centro Nazionale “National Center for Gene Therapy and Drugs based on RNA Technology” – Tematica “Sviluppo di terapia genica e farmaci con tecnologia a RNA” – PNRR Missione 4, Componente 2, Investimento 1.4 “Potenziamento strutture di ricerca e creazione di campioni nazionali di R&S su alcune Key Enabling Technologies”. Codice progetto MUR: CN00000041 – CUP ENTE: F13C22000700007. Ruolo: partecipante al progetto.
2. Immuno-hub – Immunoterapia: cura e prevenzione di malattie infettive e tumorali – T4-CN-02. Traiettoria 4 del piano operativo salute “Biotecnologie, bioinformativa e sviluppo farmaceutico” – Azione 4.1 “Creazione di Hub delle Scienze della Vita”.
3. ANASTASIA – hybrid vesicular nANvectors AgainST pleural mesothelioma. PRIN – Progetti di ricerca di rilevante interesse nazionale – Bando 2022. CUP: F53D2300498.
4. PoC Accademici – Spoke 6 “PNRR M4C2 –Ecosistemi dell’Innovazione Progetto NODES”, Titolo progetto “MYCO3DMASK, Il riciclo di scarti al servizio di un cosmeceutico 3D mushroom-based”. Ruolo: partecipante al progetto.

• Analisi calorimetriche: Calorimetria Differenziale a Scansione, Analisi termogravimetrica e Analisi Termomicroscopica.
• Analisi spettrofotometriche: Spettrofotometria UV/Visibile, Spettrofotometria FT-IR
• Analisi quanti-qualitativa con HPLC
• Analisi reologiche
• Colture cellulari (cellule primarie e immortalizzate): modelli cellulari, vitalità, test di permeabilità, test di rilascio e dosaggio citochine