Utilizzo di nanoparticelle di chitosano ottenute dall'insetto bioconvertitore Hermetia illucens per la veicolazione di farmaci a rilascio controllato

La chitina, componente strutturale dell'esoscheletro degli artropodi e della parete cellulare dei funghi, può essere deacetilata al fine di ottenere il suo derivato più solubile, il chitosano. Grazie a importanti proprietà quali biodegradabilità, biocompatibilità, atossicità, attività antiossidante e attività antimicrobica, la chitina e il chitosano sono utilizzati in diversi ambiti di applicazione. La principale fonte di chitina è costituita dagli scarti dell'industria ittica, soprattutto gusci di crostacei. Gli insetti rappresentano una valida fonte alternativa ai crostacei; tra essi, ha suscitato grande interesse negli ultimi decenni, il dittero bioconvertitore Hermetia illucens. Il chitosano, con la sua elevata versatilità legata alla sua solubilità e alla sua resistenza alla degradazione enzimatica, è un biopolimero di rivestimento molto sicuro per la produzione di nanoparticelle (NPs). Il crescente progresso delle nanotecnologie ha interessato tutti i campi della scienza, grazie alle caratteristiche strutturali, chimiche, meccaniche, magnetiche, elettriche e biologiche, che questi sistemi possiedono. Le NPs possono essere definite come sistemi colloidali submicronici di trasporto di farmaci, composti da polimeri naturali o artificiali, con dimensioni comprese tra 10-100 nm. Le NPs consentono un rilascio controllato dei farmaci, un targeting sito-specifico e un elevato rapporto superficie/volume, garantendo una migliore efficacia e sicurezza delle molecole bioattive. Microemulsione, gelificazione ionotropica, evaporazione del solvente in emulsione e diffusione del solvente in emulsione sono metodi molto diffusi per ottenere NPs a base di chitosano. Il peso molecolare e il grado di acetilazione del biopolimero sono dei parametri che influenzano le dimensioni e la carica superficiale delle NPs. Alcuni dei meccanismi coinvolti nell'incapsulamento dei farmaci nella matrice polimerica sono legati all'interazione elettrostatica, ai legami a idrogeno e alle interazioni idrofobiche. La tipologia di farmaco e l'ambiente fisiologico del sito di somministrazione e d’azione sono fattori discriminanti per il loro impiego. Tra i vari polimeri, i sistemi di rilascio di farmaci a base di chitosano stanno guadagnando sempre più interesse come veicoli in grado di rilasciare i loro principi attivi alla velocità e nel sito corporeo desiderati. Le NPs rivestite con il chitosano possono incorporare, attraverso diversi metodi di preparazione, differenti tipologie di farmaci ed essere utilizzate per trasportare piccole molecole, proteine, peptidi, vaccini, geni e oligonucleotidi. Le NPs di chitosano sono solubili in soluzione acquosa acida, biodegradabili, stabili, non tossiche, biocompatibili e facili da preparare. Non interferiscono con i principi attivi che trasportano e non hanno effetti collaterali. In questa prospettiva, il chitosano prodotto dall’insetto H. illucens, una fonte innovativa e sostenibile, può essere utilizzato per la produzione di NPs. Gli esperimenti preliminari sono stati condotti sciogliendo il chitosano prodotto da H. illucens in una soluzione di acido acetico, aggiungendo tween, glicerolo e tripolifosfato di sodio (TPP). La formazione di NPs di chitosano-TPP è avvenuta attraverso il meccanismo di cross linking del TPP. Questa tecnologia è di particolare interesse e importanza per l'uso delle NPs in campo biomedico e farmaceutico.