Preclinical Models - Dipartimento di Medicina e Chirurgia

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