Immunofarmacologia

Dettagli

Chi siamo

 

Responsabile scientifico:

Prof.ssa Francesca FALLARINO

Personale afferente:

  biochimica

Dove siamo

Edificio C piano 4, P.zza Lucio Severi, 1 Sant’Andrea delle Fratte 06129 Perugia, Italy

Cosa facciamo

Infiammazione e risposte del sistema immunitario (Francesca FALLARINO/Ciriana ORABONA/Maria Laura BELLADONNA)
    Caratterizzazione dei processi immunitari alla base di disordini autoimmunitari (diabete di tipo 1, sclerosi multipla), del microambiente tumorale, e dell’infiammazione cronica (obesità, osteoartrtite) e acuta (sepsi). In particolare, vengono studiate le cellule immunitarie coinvolte e il loro comportamento immunometabolico.
Terapie innovative (Francesca FALLARINO/Claudia VOLPI)
    Sviluppo di nuovi approcci immunofarmacologici. Gli approcci terapeutici includono manipolazioni genetiche tramite CRISPR/Cas9, utilizzo di proteine ricombinanti e anticorpi, screening di ampie librerie molecolari selezionate con approcci computazionali e di machine learning.
Cancerogenesi e neoplasie (Francesca FALLARINO/Ciriana ORABONA)
    L’attività di ricerca in questo ambito riguarda lo studio del cross-talk tra cellula tumorale e cellule immunitarie, al fine di caratterizzare pathways immunometabolici rilevanti nella progressione tumorale, con particolare attenzione al metabolismo degli aminoacidi e alla sua influenza sull’attività immunologica anti-tumorale.
Malattie rare (Francesca FALLARINO/Maria Teresa PALLOTTA)
    Studio delle risposte immunitarie associate al genotipo di specifiche malattie rare, come la Sindrome di Wolfram, l’emofilia, le sindromi da accumulo lisosomiale (POMPE). Inoltre, viene valutato il profilo immuno-metabolico dopo trattamento con terapie genetiche e non in modelli animali e soggetti affetti da queste patologie.
Strumenti Innovativi e Nuove Tecnologie per la Tutela della Salute (Francesca FALLARINO) sitoweb
    Identificazione di nuove tecnologie di editing genetico o farmacologico per riprogrammare le cellule del sistema immunitario. Il focus principale è sulle cellule dendritiche, che sono cellule professioniste nella presentazione dell'antigene e nel ruolo di meccanismi metabolici specifici come il metabolismo degli aminoacidi quali il triptofano. Più recentemente, integrato in tali meccanismi è anche la comprensione del ruolo della produzione di vescicole extracellulari nella riprogrammazione e nella comunicazione tra le cellule del sistema immunitario. Inoltre, il team è attivamente coinvolto nello sviluppo di nuovi strumenti immunoterapeutici anche basati sulla terapia genica per il trattamento delle malattie patologie tumorali, autoimmuni o patologie genetiche rare. Questi studi sono condotti utilizzando modelli avanzati in vitro e inducibili in vivo. Attraverso un approccio multidisciplinare, tale ricerca mira a comprendere l’impatto di queste nuove tecnologie e trattamenti immunoterapeutici sul sistema immunitario, con l’obiettivo di sviluppare immunoterapie sempre più efficaci.

Tecnologie e Strumentazione

Genomics Metagenomics
    Chip seq, RNA seq, Microarray, Quantigene multiplex analisys, Gene array bioinformatic analyses.
    DNA STAR Laser gene.
Proteomics and Metabolomics
    Analysis of Protein Expression, recombinant protein production, Multiplex cytokines and phospho-protein analysis, multyparametric flow cytometry (14 colours), target metabolomics.
    BD Fortessa, Luminex, HPLC, image acquisition system (Chemidoc system), microplate reader (TECAN), flow exchange analysis software.
Target Identification and Validation
    Lentiviral and retroviral vector engeneering and cloning and expression, recombinant protein production, polyclonal and monoclonal antibody production, promoter report activity, gene reporter expression, CRISPR/Cas9 gene editings, protein-protein interaction, protein localization.
    FRET-microscopy (Nikon).
Pre-Clinical Models
    Model systems for cell biology: in vitro and ex vivo cell culture (dendritic cell subsets, macrophage subsets, T cells, B cells, NK), osteoclastogenesis in vitro cell models, immunogenic and nonimmunogrnic tumor cell lines, transcription factors reporter cell lines, transgenic T cells, extracellular vescicles from tumors and immune cells, tumor sferoids, KO mice (IDO1, IDO2, TPH1, IL4i1, CYP1A1, GAA, etc), KI mice (R26Cas9, OTI, OTII and 2D2), reporter mice (Treg, dendritic cell subsets, macrophages, enzyme reporters), mice deficient in specific immune cells (conventinal dendritic cells, pDC, macrophages, Treg), conditional mice (Cre/lox for immunemetablosism enzymes and receptors).
    Cell culture room.

Pubblicazioni

Indoleamine 2,3-dioxygenase 1 activation in mature cDC1 promotes tolerogenic education of inflammatory cDC2 via metabolic communication.
Gargaro M, Scalisi G, Manni G, Briseño CG, Bagadia P, Durai V, Theisen DJ, Kim S, Castelli M, Xu CA, Zu Hörste GM, Servillo G, Della Fazia MA, Mencarelli G, Ricciuti D, Padiglioni E, Giacchè N, Colliva C, Pellicciari R, Calvitti M, Zelante T, Fuchs D, Orabona C, Boon L, Bessede A, Colonna M, Puccetti P, Murphy TL, Murphy KM, Fallarino F.
Immunity. 2022 Jun 14;55(6):1032-1050.e14.

Liver-Directed Adeno-Associated Virus–Mediated Gene Therapy for Mucopolysaccharidosis Type VI.
Nicola Brunetti-Pierri, Rita Ferla, Virginia Maria Ginocchio, Alessandro Rossi, , Simona Fecarotta, Roberta Romano, Giancarlo Parenti, Yilmaz Yildiz, Stefano Zancan, Valentina Pecorella, Margherita Dell’Anno, Mafalda Graziano, Marialuisa Alliegro, Generoso Andria, Francesca Santamaria, Raffaella Brunetti-Pierri, Francesca Simonelli, Vincenzo Nigro, Maria Vargas, Giuseppe Servillo, Francesco Borgia, Ernesto Soscia, Marco Gargaro, Silvia Funghini, Novella Tedesco, Pierre Romain Le Brun, Charles A. Rupar, Chitra Prasad, Mar O’Callaghan, John J. Mitchell, Olivier Danos, Jean-Brice Marteau, Stefania Galimberti, Maria Grazia Valsecchi, Philippe Veron, Federico Mingozzi, Francesca Fallarino, Giancarlo la Marca, H. Serap Sivri, and Alberto Auricchio.
NEJM Evidence, doi.org/10.1056/EVIDoa2200052

3-hydroxy-L-kynurenamine is an immunomodulatory biogenic amine.
Clement CC, D'Alessandro A, Thangaswamy S, Chalmers S, Furtado R, Spada S, Mondanelli G, Ianni F, Gehrke S, Gargaro M, Manni G, Cara LCL, Runge P, Tsai WL, Karaman S, Arasa J, Fernandez-Rodriguez R, Beck A, Macchiarulo A, Gadina M, Halin C, Fallarino F, Skobe M, Veldhoen M, Moretti S, Formenti S, Demaria S, Soni RK, Galarini R, Sardella R, Lauvau G, Putterman C, Alitalo K, Grohmann U, Santambrogio L.
Nat Commun. 2021 Jul 21;12(1):4447.

Class IA PI3Ks regulate subcellular and functional dynamics of IDO1.
Iacono A, Pompa A, De Marchis F, Panfili E, Greco FA, Coletti A, Orabona C, Volpi C, Belladonna ML, Mondanelli G, Albini E, Vacca C, Gargaro M, Fallarino F, Bianchi R, De Marcos Lousa C, Mazza EM, Bicciato S, Proietti E, Milano F, Martelli MP, Iamandii IM, Graupera Garcia-Mila M, Llena Sopena J, Hawkins P, Suire S, Okkenhaug K, Stark AK, Grassi F, Bellucci M, Puccetti P, Santambrogio L, Macchiarulo A, Grohmann U, Pallotta MT.
EMBO Rep. 2020 Dec 3;21(12):e49756.

Positive allosteric modulation of indoleamine 2,3-dioxygenase 1 restrains neuroinflammation.
Mondanelli G, Coletti A, Greco FA, Pallotta MT, Orabona C, Iacono A, Belladonna ML, Albini E, Panfili E, Fallarino F, Gargaro M, Manni G, Matino D, Carvalho A, Cunha C, Maciel P, Di Filippo M, Gaetani L, Bianchi R, Vacca C, Iamandii IM, Proietti E, Boscia F, Annunziato L, Peppelenbosch M, Puccetti P, Calabresi P, Macchiarulo A, Santambrogio L, Volpi C, Grohmann U.
Proc Natl Acad Sci U S A. 2020 Feb 18;117(7):3848-3857.

Tryptophan metabolism as a common therapeutic target in cancer, neurodegeneration and beyond.
Platten M, Nollen EAA, Röhrig UF, Fallarino F, Opitz CA.
Nat Rev Drug Discov. 2019 May;18(5):379-401.

Deficiency of immunoregulatory indoleamine 2,3-dioxygenase 1 in juvenile diabetes.
Orabona C, Mondanelli G, Pallotta MT, Carvalho A, Albini E, Fallarino F, Vacca C, Volpi C, Belladonna ML, Berioli MG, Ceccarini G, Esposito SM, Scattoni R, Verrotti A, Ferretti A, De Giorgi G, Toni S, Cappa M, Matteoli MC, Bianchi R, Matino D, Iacono A, Puccetti M, Cunha C, Bicciato S, Antognelli C, Talesa VN, Chatenoud L, Fuchs D, Pilotte L, Van den Eynde B, Lemos MC, Romani L, Puccetti P, Grohmann U.
JCI Insight. 2018 Mar 22;3(6):e96244.

A Relay Pathway between Arginine and Tryptophan Metabolism Confers Immunosuppressive Properties on Dendritic Cells.
Mondanelli G, Bianchi R, Pallotta MT, Orabona C, Albini E, Iacono A, Belladonna ML, Vacca C, Fallarino F, Macchiarulo A, Ugel S, Bronte V, Gevi F, Zolla L, Verhaar A, Peppelenbosch M, Mazza EMC, Bicciato S, Laouar Y, Santambrogio L, Puccetti P, Volpi C, Grohmann U.
Immunity. 2017 Feb 21;46(2):233-244.

IDO1 suppresses inhibitor development in hemophilia A treated with factor VIII.
Matino D, Gargaro M, Santagostino E, Di Minno MN, Castaman G, Morfini M, Rocino A, Mancuso ME, Di Minno G, Coppola A, Talesa VN, Volpi C, Vacca C, Orabona C, Iannitti R, Mazzucconi MG, Santoro C, Tosti A, Chiappalupi S, Sorci G, Tagariello G, Belvini D, Radossi P, Landolfi R, Fuchs D, Boon L, Pirro M, Marchesini E, Grohmann U, Puccetti P, Iorio A, Fallarino F.
J Clin Invest. 2015 Oct 1;125(10):3766-81.

Aryl hydrocarbon receptor control of a disease tolerance defence pathway.
Bessede A, Gargaro M, Pallotta MT, Matino D, Servillo G, Brunacci C, Bicciato S, Mazza EM, Macchiarulo A, Vacca C, Iannitti R, Tissi L, Volpi C, Belladonna ML, Orabona C, Bianchi R, Lanz TV, Platten M, Della Fazia MA, Piobbico D, Zelante T, Funakoshi H, Nakamura T, Gilot D, Denison MS, Guillemin GJ, DuHadaway JB, Prendergast GC, Metz R, Geffard M, Boon L, Pirro M, Iorio A, Veyret B, Romani L, Grohmann U, Fallarino F, Puccetti P.
Nature. 2014 Jul 10;511(7508):184-90. doi: 10.1038/nature13323.

A tryptophan metabolite prevents depletion of circulating endothelial progenitor cells in systemic low-grade inflammation.                                                                                                                                                                                           Mannarino MR, Bianconi V, Scalisi G, Franceschini L, Manni G, Cucci A, Bagaglia F, Mencarelli G, Giglioni F, Ricciuti D, Figorilli F, Pieroni B, Cosentini E, Padiglioni E, Colangelo C, Fuchs D, Puccetti P, Follenzi A, Pirro M, Gargaro M, Fallarino F. Front Immunol. 2023 Apr 4;14:964660. doi: 10.3389/fimmu.2023.964660. eCollection 2023.

Extracellular Vesicles in Aging: An Emerging Hallmark?                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    Manni G, Buratta S, Pallotta MT, Chiasserini D, Di Michele A, Emiliani C, Giovagnoli S, Pascucci L, Romani R, Bellezza I, Urbanelli L, Fallarino F. Cells. 2023 Feb 6;12(4):527. doi: 10.3390/cells12040527.