NANOCELL

Nanosensori ottici all’interno delle cellule




OBIETTIVI DELLA PROPOSTA

Nell’ambito del presente Progetto possono essere identificati i seguenti obiettivi:

- realizzazione e ottimizzazione dei fari molecolari contenenti gli antisenso costituiti dalla sequenza dell'oligonucelotide anti-Bcl-2 e dalla sequenza dell'oligonucleotide anti-survivina e opportunamente marcati con un fluoroforo e un quencher;

- ancoraggio degli oligonucleotidi anti Bcl-2 e anti-survivina sulle tre diverse tipologie di nanoparticelle (nanoparticelle d'oro, nanotubi di carbonio e annoparticelle di PMMA);

- scelta del tipo di veicolatore ottimale all'interno delle cellule, sulla base della biocompatibilità e della capacità di veicolazione dei nanosensori realizzati;

- valutazione in vitro, in varie linee tumorali umane, delle proprietà di detezione ottica degli antisenso trasportati dalle nanostrutture e della loro attività antitumorale.

Tali obiettivi si inquadrano perfettamente nella tematica Scienze e tecnologie ottiche dell’avviso pubblico della Regione Toscana. Infatti, pur essendo l’oggetto del progetto estremamente multidisciplinare, le tecnologie ottiche recitano un ruolo essenziale nel raggiugimento dell’obiettivo finale del progetto in relazione a:

- progettazione del faro molecolare, una sonda ottica in grado di fornire un segnale fluorescente legato direttamente alla funzionalità del farmaco;

- sviluppo e messa a punto di opportune tecniche di microscopia ottica e dei relativi protocolli in grado di rilevare i segnali fluorescenti provenienti dai fari molecolari “attivati” all’interno delle cellule.

I risultati attesi del progetto sono chiaramente strettamente legati agli obiettivi perseguiti e si possono identificare nell’ottenimento dei seguenti “oggetti”/“azioni”:

1) i fari molecolari costituiti dagli antisenso per la Bcl-2 e la survivina e marcati alle due estremità con un floroforo e un quencher;

i fari molecolari dovranno essere in grado di funzionare perfettamente in soluzione aprendosi in presenza della sequenza corrispondente del mRNA complementare e mostrando un segnale fluorescente rivelabile;

2) nanostruttura con immobilizzato il faro molecolare con la sequenza dell'oligonucelotide anti-survivina;

in questo caso la funzionalità del nanosensore immobilizzato sulla nanostruttura verrà verificato in soluzione in presenza sia degli mRNA messaggeri complementari che codificano per la survivina, che degli enzimi presenti nella cellula e in grado di staccare i fari molecolari dalla nanostruttura.

3) nanostruttura con immobilizzato il faro molecolare con la sequenza dell'oligonucelotide anti-Bcl-2;

la funzionalità del nanosensore immobilizzato sulla nanostruttura verrà verificato in soluzione in maniera analoga alla precedente nanostruttura;

4) veicolazione delle nanostrutture realizzate all’interno delle cellule e determinazione della loro efficacia quali sensori ottici e agenti antitumorali.

In corrispondenza di questi risultati sono fissati dei milestones che permetteranno di valutare lo stato di avanzamento del progetto. In particolare:

- in corrispondenza del mese 6 dovranno essere realizzati i fari molecolari (M1),

- in corrispondenza del mese 10 dovrà essere completata la caratterizzazione dei fari molecolari (M2),

- in corrispondenza del mese 12 dovranno essere realizzate le nanostrutture con immobilizzati i fari molecolari (M3);

- in corrispondenza del mese 18 dovrà essere completata la caratterizzazione delle nanostrutture con immobilizzati i fari molecolari e dovrà essere effettuata la scelta della nanostruttura ottimale in termini di prestazioni ottiche e in termini di biocompatibilità e capacità di penetrazione intracellulare (M4).
Negli ultimi sei mesi del progetto, mesi 18-24 verrà valutata la funzionalità ed efficacia delle nanostrutture quali sensori ottici intracellulalri e agenti tumorali.