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La Medicina personalizzata ha l’obiettivo di testare e validare nuovi farmaci e nuove biomolecole in vitro ed in vivo in modelli che riflettano le peculiarità del soggetto o la tipologia dei soggetti a cui tali prodotti saranno destinati. In questo contesto il nostro Laboratorio nell’ambito dei “Preclinical Models” si occupa di sviluppare i modelli pre-clinico più adatti per studiare nuovi tool terapeutici per poi essere sviluppati nella clinica sperimentale.Il Laboratorio sviluppa modelli di colture 2D e 3D, utilizzando cellule derivate da pazienti, cellule stromali multi-potenti (o staminali) o cellule somatiche indotte alla pluripotenza (iPSC). I modelli 2D possono essere utilizzati in prima istanza per verificare la presenza o meno di una risposta ad un farmaco o ad un trattamento. Inoltre, nel caso delle cellule staminali, tali modelli potranno essere avviati al differenziamento verso il fenotipo tessutale oggetto della terapia. L’architettura 3D si ottiene sfruttando tecnologie come la coltura su matrici (ad esempio con bioprinters 3D), la coltura su piastra rotante o il microincapsulamento in alginato di sodio (NAG), quest’ultimo oggetto della nostra ricerca portante e già applicato a studi pilota umani. La creazione di strutture 3D differenziate permette di ottenere organoidi che al momento attuale costituiscono il miglior modello sperimentale in vitro per verificare la risposta ad un farmaco o trattamento grazie proprio alla struttura complessa ed interconnessa che si viene a creare. Il vantaggio di tali costrutti risiede nella possibilità di impiegare cellule dello stesso paziente a cui il farmaco o trattamento sarà destinato. Le attuali competenze del Laboratorio spaziano dalle colture cellulari classiche 2D alle varie tipologie e tecnologie di coltura 3D, differenziamenti cellulari e trattamenti sperimentali.Un’ulteriore validazione in vivo viene eseguita in modelli animali pre-clinici sia transgenici che knockout anche condizionali.La strumentazione principale è una camera sterile dotata di tutte le apparecchiature per colture cellulari standard, microscopi di varia tipologia, bioprinters 3D e microincapsulamento. La strumentazione per analizzare i preparati ottenuti spazia dalle classiche colorazioni istologiche su preparati in paraffina o crioconservati, alla microscopia a fluorescenza, SEM e TEM, fino alla qPCR e citofluorimetria. Per la parte in vivo essenziale è la cooperazione con il Centro di Servizi per la Ricerca pre-clinica.Tali modelli preclinici sia 2D che 3D associati a modelli animali si integrano con gli altri laboratori del flow consentendo una validazione in vivo del meccanismo di azione di farmaci o dei target molecolari a livello funzionale. Inoltre, i prodotti della ricerca di potenziale applicazione umana come: sostituti dermici destinati alla terapia delle ulcere del piede diabetico o ustioni, consistenti in bioscaffolds di fibrina proveniente dallo stesso paziente e cellule stromali multipotenti estratte dalla gelatina di Wharton del cordone ombelicale post-partum (hUCMS), preparate di routine dal Laboratorio. Altro prodotto avanzato è lo sviluppo di organoidi bioibridi costituiti da cellule con varie funzioni, tipo il co-aggregato di hUCMS e cellule derivate dalle insule pancreatiche, che dopo microincapsulamento è in grado di svolgere la duplice funzione di rilascio di insulina e di esercitare importanti effetti immunoregolatori. Infine, il microincapsulamento di cellule di ibridoma secernenti IgM si è dimostrato capace, in studi pre-clinici murini, di svolgere un potente effetto immunomodulatorio, di potenziale applicazione umana in patologie croniche autoimmunitarie, a partire dal diabete melliti di tipo1.
Centro Emostasi e Trombosi - Paolo GRESELE
Centro di Ricerca di Biogerontologia e Scienze dell’Invecchiamento - Patrizia MECOCCI
Clinica delle Malattie Infettive- Laboratorio di Virologia - Daniela FRANCISCI
Laboratorio di Anatomia Umana Clinica e Forense - Mario RENDE
Laboratorio di Biochimica - Barbara CELLINI
Laboratorio di Biologia Cellulare - Rita ROMANI
Laboratorio di Biologia Cellulare e Molecolare - Giuseppe SERVILLO
Laboratorio di Biotecnologie in Urologia- Ettore MEARINI
Laboratorio di Biotossicità e cavo orale - Lorella MARINUCCI
Laboratorio CAR-T LAB (Chimeric Antigen Receptor T Cells Against Relapse/Refractory Leukemia, Lymphoma And Myeloma) - Vincenzo Maria PERRIELLO
Laboratorio di Emopatologia e Oncogenesi Molecolare della Struttura Complessa di Ematologia e Trapianto di Midollo Osseo - Enrico TIACCI
Laboratorio di Farmacologia - Graziella MIGLIORATI
Laboratorio di Gastroenterologia - Stefano FIORUCCI
Laboratorio di Immunologia - Gastroenterologia - Katia FETTUCCIARI
Laboratorio di Immunofarmacologia - Francesca FALLARINO
Laboratorio Prof. Sportoletti - Paolo SPORTOLETTI
Laboratorio MyoLab - Guglielmo SORCI
Laboratorio di Microbiologia e Microbiologia Clinica - Antonella MENCACCI
Laboratorio di Neurologia Sperimentale e Neurochimica Clinica - Lucilla PARNETTI
Laboratorio di Neurofisiologia sperimentale - Alessandro TOZZI
Laboratorio di Neuroscienze - Cataldo ARCURI
Laboratorio di Patologia Generale - Luigina Romani
Laboratorio di Patologia Generale/Immunologia - Teresa ZELANTE
Laboratorio di Patologia Molecolare - Stefano BRANCORSINI
Laboratorio di Reumatologia - Roberto GERLI
Laboratorio di Ricerca Traslazionale ad indirizzo Endocrino Metabolico ed Embrio-Riproduttivo - Giovanni LUCA
Laboratory of Study of the perceptual-motor integration - Roberto PANICHI
Laboratorio di Trapianti di cellule endocrine e organi bioibridi - Riccardo CALAFIORE
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I laboratori di genomica, proteomica e metabolomica identificano continuamente alterazioni molecolari, potenzialmente alla base della patogenesi di malattie umane in ogni campo della medicina. Tuttavia è fondamentale discriminare tra le alterazioni primitive e secondarie e tra le alterazioni che abbiano un ruolo patogenetico e quelle che costituiscono solamente una conseguenza ininfluente delle modificazioni primarie.Il laboratorio costituisce un’interfaccia di ricerca, compresa tra i laboratori di analisi e ricerca molecolare e i laboratori preclinici e clinici, per discriminare e validare biologicamente l’attività patogenetica delle lesioni molecolari, identificando molecole che siano significative per la diagnosi e che possano costituire utili bersagli molecolari per la terapia individualizzata. Ciò è tanto più importante in quanto la medicina è sempre di più diretta verso approcci molecolari alla diagnosi, alla valutazione prognostica e alla terapia del singolo paziente.Le tecnologie e le competenze utilizzate a questo scopo sono disponibili nel laboratorio aggregato di “target identification and validation”. Tali tecnologie comprendono diverse tecnologie di ingegnerizzazione cellulare come: i) mutagenesi a fini di silenziamento e editing di geni, incluso l’approccio CRISPR/CAS9; ii) l’utilizzo di geni reporter per l’identificazione delle interazioni proteina/proteina, Proteina/RNA o DNA DNA/RNA; iii) tecniche di trasferimento genico in cellule in colture, a fini di espressione o silenziamento di geni codificanti e non codificanti, inclusi i microRNA, con successiva analisi fenotipica; iv) tecniche di immunoprecipitazione di proteine, microRNA, cromatina per analisi epigenetica; v) produzione di vettori plasmidici, retrovirali, lentivirali e adenovirali, a fini di trasferimento genico e silenziamento; vi) tecnologie di produzione ed analisi di immagini cellulari e tissutali, con microscopia confocale e reporter fluorescenti multipli per l’identificazione in cellula delle interazioni molecolari.Le strumentazioni disponibili comprendono le attrezzature necessarie alle tecniche di biologia cellulare e molecolare di base, nonché di microscopia e analisi delle immagini comprendente microscopi a fluorescenza e un microscopio FRET ad alta risoluzione associati a specifici software di analisi di immagine.L’evoluzione e l’implementazione di tale laboratorio sarà incentrata nell’acquisizione reagenti innovativi per editing genico e trasferimento ed espressione genica nonché di sistemi di analisi di immagini sempre più performanti. Tale evoluzione sarà possibile grazie ai contatti nazionali e internazionali dei singoli ricercatori sia alla continua formazione di personale dedicato.Le attività del laboratorio si connettono, attraverso collaborazioni scientifiche, con quelle degli altri laboratori del tecnopolo preclinico del Dipartimento che possiedono specifiche competenze molecolari e modelli preclinici a cui trasferire i risultati della ricerca.
Centro Emostasi e Trombosi - Paolo GRESELE
Laboratorio di Anatomia Umana Clinica e Forense - Mario RENDE
Laboratorio di Biochimica - Barbara CELLINI
Laboratorio di Biologia Cellulare - Rita ROMANI
Laboratorio di Biologia Cellulare e Molecolare - Giuseppe SERVILLO
Laboratorio di Biotossicità e cavo orale - Lorella MARINUCCI
Laboratorio CAR-T LAB (Chimeric Antigen Receptor T Cells Against Relapse/Refractory Leukemia, Lymphoma And Myeloma) - Vincenzo Maria PERRIELLO
Laboratorio di Emopatologia e Oncogenesi Molecolare della Struttura Complessa di Ematologia e Trapianto di Midollo Osseo - Enrico TIACCI
Laboratorio di Farmacologia - Graziella MIGLIORATI
Laboratorio di Gastroenterologia - Stefano FIORUCCI
Laboratorio di Immunofarmacologia - Francesca FALLARINO
Laboratorio MyoLab - Guglielmo SORCI
Laboratorio di Neuroscienze - Cataldo ARCURI
Laboratorio di Patologia Generale - Luigina Romani
Laboratorio di Patologia Molecolare - Stefano BRANCORSINI
Laboratorio di Reumatologia - Roberto GERLI
Laboratorio di Ricerca Traslazionale ad indirizzo Endocrino Metabolico ed Embrio-Riproduttivo - Giovanni LUCA
Laboratorio di Trapianti di cellule endocrine e organi bioibridi - Riccardo CALAFIORE
Le tecniche di NGS (Next Generation Sequencing) hanno rivoluzionato la ricerca in ambito genomico e l’approccio terapeutico alle malattie rendendo la medicina personalizzata una realtà concreta. La possibilità di disporre di un laboratorio di “Genomics and Metagenomics” all’interno del Dipartimento di Medicina e Chirurgia dell’Università di Perugia, al quale possano afferire ricercatori e clinici, porta ad un sicuro incremento della qualità della ricerca del Dipartimento, rendendola più competitiva in ambito nazionale e internazionale. Infatti, in molti campi dalla ricerca di base e traslazionale alla ricerca clinica, è diventato ormai imprescindibile l’uso di strumenti che permettano il contemporaneo sequenziamento di un ampio numero di geni.Il laboratorio di “Genomics and Metagenomics” è equipaggiato con strumentazioni all’avanguardia e flessibili, tra cui: un apparecchio per RT-PCR (EasyPGX qPCR instrument 96, Diatech pharmacogenetics) e una piattaforma NGS (iSeq 100 System, Illumina) con relativi software per l’analisi dei dati. Le competenze del laboratorio, spaziando dalle tecniche classiche di biologia molecolare di base fino all’analisi dei dati, permettono un service completo “dal campione al dato”. Le attività del laboratorio di “Genomics and Metagenomics” prevedono: DNA-seq (targeted, exome e whole genome sequencing per piccoli genomi), RNA-seq (gene expression, micro-RNA, ricerca di geni di fusione), epigenetica (ChIP-Seq per l’identificazione di binding site per fattori di trascrizione), analisi del microbioma, ricerca di SNP, In/Del e fusioni geniche di interesse oncologico.Le attività del laboratorio di “Genomics and Metagenomics”, oltre a fornire un valido supporto per la ricerca, si incontrano anche con le esigenze cliniche della medicina personalizzata. In questo ambito, il laboratorio potrà contribuire alla messa a punto di nuovi tool per implementare la diagnosi clinica, l’individuazione dei druggable target e il monitoraggio della risposta terapeutica. A questo scopo, accanto all’uso di appositi kit commerciali, si prevede anche la possibilità di customizzare la ricerca di eventuali target specifici. Nel tempo è inoltre previsto l’aggiornamento della strumentazione con l’acquisizione di sequenziatori con caratteristiche allo stato dell’arte.L’attività del laboratorio si integrerà con quella delle altre unità del Tecnopolo del Dipartimento, fornendo dati e reagenti per le attività di proteomica e metabolomica, di validazione e analisi funzionale e di costruzione di modelli pre-clinici di malattia.
Centro Emostasi e Trombosi - Paolo GRESELE
Laboratorio di Anatomia Umana Clinica e Forense - Mario RENDE
Laboratorio di Biochimica - Barbara CELLINI
Laboratorio di Biologia Applicata - Cinzia ANTOGNELLI
Laboratorio di Biologia Cellulare - Rita ROMANI
Laboratorio di Biologia Cellulare e Molecolare - Giuseppe SERVILLO
Laboratorio di Biotecnologie in Urologia- Ettore MEARINI
Laboratorio di Biotossicità e cavo orale - Lorella MARINUCCI
Laboratorio di Emopatologia e Oncogenesi Molecolare della Struttura Complessa di Ematologia e Trapianto di Midollo Osseo - Enrico TIACCI
Laboratorio di Farmacologia - Graziella MIGLIORATI
Laboratorio di Gastroenterologia - Stefano FIORUCCI
Laboratorio di Genetica Medica- Antonio ORLACCHIO
Laboratorio di Immunofarmacologia - Francesca FALLARINO
Laboratorio di IRA (Inflammasome Regulatory Agents) - Letizia MEZZASOMA
Laboratorio Prof. Sportoletti - Paolo SPORTOLETTI
Laboratorio di Microbiologia e Microbiologia Clinica - Antonella MENCACCI
Laboratorio di Microbiologia Molecolare - Roberta SPACCAPELO
Laboratorio MyoLab - Guglielmo SORCI
Laboratorio di Neuroscienze - Cataldo ARCURI
Laboratorio di Patologia Generale - Luigina Romani
Laboratorio di Patologia Molecolare - Stefano BRANCORSINI
Laboratorio di Reumatologia - Roberto GERLI
Laboratorio di Ricerca Traslazionale ad indirizzo Endocrino Metabolico ed Embrio-Riproduttivo - Giovanni LUCA
Laboratory of Study of the perceptual-motor integration - Roberto PANICHI
Laboratorio di Trapianti di cellule endocrine e organi bioibridi - Riccardo CALAFIORE
Laboratorio Traslazionale in Onco-Ematologia - Maria Paola MARTELLI
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I progressi nella proteomica si sono evoluti oltre i metodi tradizionali per misurare un numero limitato di proteine verso nuove tecnologie con maggiori capacità di profilazione delle proteine e scoperta di biomarcatori nella ricerca e sviluppo di malattie. La proteomica (termine coniato sull'analogia della "genomica") mira allo studio su larga scala delle proteine e delle loro reti funzionali, la metabolomica si occupa degli intermedi e dei prodotti del metabolismo. L'interazione tra proteine, metaboliti, lipidi, interattori e modificazioni molecolari è in grado di regolare finemente una pletora di processi cellulari, comprese le vie metaboliche, i processi di crescita, ecc. Quindi l’analisi integrata di dati genomici, proteomici e metabolomici permette di scoprire nuove correlazioni tra il genoma e il proteoma a livello molecolare sia in condizioni fisiologiche o in quelle patologiche. Inoltre, le strategie di proteomica e metabolomica, possono fornire un'impronta precisa di uno stato biochimico consentendo di identificare rapidamente le risposte di un organismo a specifici trattamenti farmacologici attravesro l’identificazione di biomarcatori di risposta a specifiche terapie.Negli ultimi anni, gli approcci molecolari unicellulari come RNAseq (sc-RNAseq) hanno rivoluzionato la nostra comprensione della biologia cellulare molecolare. La risoluzione unicellulare si è rivelata della massima importanza, in particolare all'interno della biologia dei tumori, dove è noto da tempo che i tumori sono costituiti da una moltitudine di tipi cellulari, che agiscono tutti di concerto. Allo stesso modo, negli organi dei mammiferi come il sistema ematopoietico, è la complessa interazione di vari tipi cellulari e stadi di differenziazione che definisce uno stato sano o maligno.Poiché le proteine sono i cavalli di battaglia cellulari, c'è molta conoscenza da acquisire dalla decifrazione dei meccanismi cellulari a livello proteico, sia attraverso l'attività enzimatica che le modifiche post-traduzionali o la degradazione/proteolisi delle proteine.Il laboratorio di “Proteomics e metabolomics” si avvale al momento divari tipi di strumentazione per un’analisi di specifici set di proteine effettuate con strumentazioni all’avanguardia ed implementabili come citofluorimetri (FACS) e cell sorters per analisi multiparametriche che consentono una caratterizzazione fenotipica e funzionale di popolazioni cellulari, Multiplex ELISA che consente sia la caratterizzazione delle proteine che le loro modifiche post-traduzionali, HPLC per analisi di specifici set di metaboliti. Inoltre il laboratorio è stato recentemente implementato con la tecnologia Ab-seq single cell RNA-seq che permette di associare l’espressione di specifiche proteine a set di trascritti a livello di singola cellula. Sono inoltre già disponibili software per l’analisi e l’integrazione di dati.L’utilizzo di tali tecnologie richiede personale con formazione specifica in questi settori di ricerca e quindi specifiche competenze nell’analisi multiparametrica. Il personale potrà poi interfacciarsi con i laboratori di genomica (laboratorio 1 e 3) e quello di validazione dei target. I dati ottenuti sono molto importanti per la costruzione di validi modelli preclinici (laboratorio 4)L’implementazione di tale laboratorio riguarderà l’acquisizione sistemi multiplexing per analisi proteica più performanti soprattutto nella velocità dell’acquisizione dei dati e possibile integrazione con altre piattaforme. Un’ulteriore implementazione di tale laboratorio riguarderà la tecnologia single-cell proteomics caratterizzata dalla possibilità di effettuare un’analisi dell’espressione di migliaia di proteine a livello di singola cellula.
Centro Emostasi e Trombosi - Paolo GRESELE
Centro di Ricerca di Biogerontologia e Scienze dell’Invecchiamento - Patrizia MECOCCI
Laboratorio di Anatomia Umana Clinica e Forense - Mario RENDE
Laboratorio di Biochimica - Barbara CELLINI
Laboratorio di Biologia Applicata - Cinzia ANTOGNELLI
Laboratorio di Biologia Cellulare - Rita ROMANI
Laboratorio di Biotecnologie in Urologia- Ettore MEARINI
Laboratorio di Biotossicità e cavo orale - Lorella MARINUCCI
Laboratorio CAR-T LAB (Chimeric Antigen Receptor T Cells Against Relapse/Refractory Leukemia, Lymphoma And Myeloma) - Vincenzo Maria PERRIELLO
Laboratorio di Emopatologia e Oncogenesi Molecolare della Struttura Complessa di Ematologia e Trapianto di Midollo Osseo - Enrico TIACCI
Laboratorio di Farmacologia - Graziella MIGLIORATI
Laboratorio di Gastroenterologia - Stefano FIORUCCI
Laboratorio di Immunologia - Gastroenterologia - Katia FETTUCCIARI
Laboratorio di Immunofarmacologia - Francesca FALLARINO
Laboratorio Prof. Sportoletti - Paolo SPORTOLETTI
Laboratorio MyoLab - Guglielmo SORCI
Laboratorio di Neurologia Sperimentale e Neurochimica Clinica - Lucilla PARNETTI
Laboratorio di Neuroscienze - Cataldo ARCURI
Laboratorio di Patologia Generale - Luigina Romani
Laboratorio di Reumatologia - Roberto GERLI
Laboratorio di Ricerca Traslazionale ad indirizzo Endocrino Metabolico ed Embrio-Riproduttivo - Giovanni LUCA
Laboratorio di Trapianti di cellule endocrine e organi bioibridi - Riccardo CALAFIORE
Le tecniche di NGS (Next Generation Sequencing) hanno rivoluzionato la ricerca in ambito genomico e l’approccio terapeutico alle malattie rendendo la medicina personalizzata una realtà concreta. La possibilità di disporre di un laboratorio di “Genomics and Metagenomics” all’interno del Dipartimento di Medicina e Chirurgia dell’Università di Perugia, al quale possano afferire ricercatori e clinici, porta ad un sicuro incremento della qualità della ricerca del Dipartimento, rendendola più competitiva in ambito nazionale e internazionale. Infatti, in molti campi dalla ricerca di base e traslazionale alla ricerca clinica, è diventato ormai imprescindibile l’uso di strumenti che permettano il contemporaneo sequenziamento di un ampio numero di geni.Il laboratorio di “Genomics and Metagenomics” è equipaggiato con strumentazioni all’avanguardia e flessibili, tra cui: un apparecchio per RT-PCR (EasyPGX qPCR instrument 96, Diatech pharmacogenetics) e una piattaforma NGS (iSeq 100 System, Illumina) con relativi software per l’analisi dei dati. Le competenze del laboratorio, spaziando dalle tecniche classiche di biologia molecolare di base fino all’analisi dei dati, permettono un service completo “dal campione al dato”. Le attività del laboratorio di “Genomics and Metagenomics” prevedono: DNA-seq (targeted, exome e whole genome sequencing per piccoli genomi), RNA-seq (gene expression, micro-RNA, ricerca di geni di fusione), epigenetica (ChIP-Seq per l’identificazione di binding site per fattori di trascrizione), analisi del microbioma, ricerca di SNP, In/Del e fusioni geniche di interesse oncologico.Le attività del laboratorio di “Genomics and Metagenomics”, oltre a fornire un valido supporto per la ricerca, si incontrano anche con le esigenze cliniche della medicina personalizzata. In questo ambito, il laboratorio potrà contribuire alla messa a punto di nuovi tool per implementare la diagnosi clinica, l’individuazione dei druggable target e il monitoraggio della risposta terapeutica. A questo scopo, accanto all’uso di appositi kit commerciali, si prevede anche la possibilità di customizzare la ricerca di eventuali target specifici. Nel tempo è inoltre previsto l’aggiornamento della strumentazione con l’acquisizione di sequenziatori con caratteristiche allo stato dell’arte.L’attività del laboratorio si integrerà con quella delle altre unità del Tecnopolo del Dipartimento, fornendo dati e reagenti per le attività di proteomica e metabolomica, di validazione e analisi funzionale e di costruzione di modelli pre-clinici di malattia.
Centro Interuniversitario di Studio e Ricerca sui disordini del neurosviluppo in età evolutiva - ? CAROTENUTO
Clinica delle Malattie Infettive- Laboratorio di Virologia - Daniela FRANCISCI
Laboratorio di Anestesia, Analgesia e Terapia Intensiva - Edoardo DE ROBERTIS/Gianmaria CAMMAROTA
Laboratorio di Biotecnologie in Urologia- Ettore MEARINI
Laboratorio di Cardiologia e Fisiopatologia Cardiovascolare - Giuseppe AMBROSIO
Laboratorio di Microbiologia e Microbiologia Clinica - Antonella MENCACCI
Laboratorio di Reumatologia - Roberto GERLI