Ricerca LaboratoriASPIRE

VirAl VectorS and PharmacogenetIc CoRE Lab (ASPIRE)

Ubicazione e presentazione

Complesso Polivalente Polo Biomedico “Cubo 27”, Dipartimento di Scienze della Salute (DSS), Viale Pieraccini 6, Stanze piano terra, ala nord, T035, T043, T049

Tel. 055 275-8130 -8134

Il laboratorio di ricerca comprende diversi ambienti a seconda delle attività svolte:

• Area di allestimento e coltura di cellule di mammifero, insetto e batteriche
• Area di raccolta e concentrazione delle particelle virali
• Area di titolazione delle particelle virali
• Area di sviluppo e clonaggio di plasmidi
• Area di allestimento di library per sequenziamenti genici

Componenti

Responsabile scientifico:

Francesco De Logu, PhD, RTDb

 

Responsabile tecnico:

Martina Chieca, PhD, Assegno di Ricerca

 

Personale afferente:

Romina Nassini, PhD, Professore Ordinario

Daniel Souza Monteiro De Araujo, PhD, Collaboratore esterno

Gaetano De Siena, PharmD, Borsa di ricerca

Matilde Marini, PhD, Assegno di Ricerca

Lorenzo Landini, PhD, Assegno di Ricerca

Elisa Bellantoni, BS, Dottoranda

Alessandra Mastricci, BS, Assegno di Ricerca

Irene Scuffi, BS, Dottoranda

Lorenzo Bonacchi, BS, Assegno di Ricerca (DINFO)

Giulio Menegazzi, PhD, Borsa di ricerca

Attività di Ricerca

Il Laboratorio ASPIRE si colloca all'avanguardia nella ricerca biomedica e farmacogenetica, con un focus particolare sull'uso di vettori virali per il trasporto di materiale genetico a fini terapeutici. La missione del laboratorio è duplice: da un lato, mira a sviluppare nuove strategie per il trattamento di malattie genetiche e acquisite sfruttando la capacità dei vettori virali di introdurre specifici geni nelle cellule bersaglio; dall'altro, si dedica alla comprensione e all'implementazione delle basi della farmacogenetica per ottimizzare l'efficacia terapeutica e ridurre gli effetti collaterali dei farmaci.

Ricerca sui Vettori Virali

La ricerca sui vettori virali rappresenta uno dei pilastri fondamentali dell'attività di ASPIRE. I virus non patogeni vengono modificati in modo da diventare veicoli sicuri ed efficienti in grado di trasportare geni terapeutici nelle cellule malate. Questo approccio si è dimostrato particolarmente promettente nel trattamento di malattie genetiche rare, come la distrofia muscolare e alcune forme di cecità ereditaria, nonché in malattie più diffuse, come il cancro e le malattie cardiovascolari.

Il laboratorio si occupa anche dello sviluppo di metodologie innovative per migliorare la specificità dei vettori virali, riducendo il rischio di risposte immunitarie indesiderate, aumentando la selettività trofica e l'efficacia della terapia genica. Questo include la ricerca su vettori adeno-associati (AAV) e lentivirali (LV), tra gli altri, e lo studio di nuove metodologie di targeting cellulare per garantire che il materiale genetico venga trasmesso esclusivamente alle cellule bersaglio.

ASPIRE ha inoltre implementato lo sviluppo e produzione di baculovirus fondamentali per indurre l’espressione di materiale genico in cellule primarie resistenti come i neuroni.

Genetically encoded biosensors

ASPIRE, essendo un laboratorio all’avanguardia nel campo della biotecnologia, è specializzato nella progettazione, sviluppo e test di genetically encoded biosensors (GEB). In particolare, i GEB sono fondamentali per rilevare le fluttuazioni di specifiche molecole a livello intracellulare e a livello dei compartimenti subcellulari, permettendo di seguirne l’andamento nel tempo. Lo sviluppo di GEB si associa a tecniche avanzate di bioimaging in fluorescenze e luminescenza come la FRET e la BRET, che grazie alla microscopia confocale di ultima generazione permettono di valutare le modulazioni molecolari a livello dei singoli compartimenti subcellulari.

Farmacogenetica

Parallelamente, ASPIRE dedica una parte significativa delle sue risorse alla farmacogenetica, lo studio di come le variazioni genetiche individuali influenzano la risposta ai farmaci. Attraverso la ricerca di marcatori genetici specifici, il laboratorio mira a personalizzare le terapie farmacologiche per massimizzarne l'efficacia e minimizzarne gli effetti collaterali, spostando il paradigma del trattamento da un approccio "taglia unica" a uno su misura per il singolo paziente. Questa ricerca include lo sviluppo di test genetici che possono predire la risposta di un individuo a determinati farmaci, nonché la realizzazione di studi clinici per validare l'uso di questi test nella pratica medica quotidiana. Inoltre, il laboratorio è impegnato nella identificazione di nuovi biomarcatori farmacogenetici che possano guidare lo sviluppo di terapie più mirate e personalizzate.

Collaborazioni e Impatto Sociale

ASPIRE collabora strettamente con università, ospedali, e industrie biotecnologiche e farmaceutiche, sia a livello nazionale che internazionale, al fine di accelerare il trasferimento delle scoperte scientifiche dalla ricerca di base alla clinica. Queste collaborazioni interdisciplinari consentono al laboratorio di rimanere all'avanguardia nella sua area di ricerca e di contribuire significativamente al progresso della medicina personalizzata.

ASPIRE rappresenta un centro di eccellenza nella ricerca sui vettori virali e nella farmacogenetica, con l'obiettivo di tradurre le scoperte scientifiche in soluzioni terapeutiche innovative per migliorare la salute e la qualità della vita delle persone affette da varie malattie.

Dotazione Strumentale

Il laboratorio è dotato delle strumentazioni di base richieste atte a svolgere le attività di ricerca nel campo della produzione di vettori virali e della farmacogenetica.

Nello specifico sono presenti:

• Ultracentrifuga
• Incubatore oscillante per culture batteriche
• Incubatore refrigerato per culture di cellule di insetto
• Incubatori a CO₂ per cellule primarie e immortalizzate
• Qiagen Rotorgene
• Qiagen QIAxpert
• Qiagen TissuLyser
• Nanopore P2 Solo
• Qiagen CLC Genomics Workbench
• Workstation con GPU per l’analisi bioinformatica
• Microscopio Olympus IX81 e software di analisi di immagine XCellence Imaging software (Olympus Srl).
• Microscopio confocale Leica Stellaris 5

 

Le attività di ricerca di ASPIRE sono supportate principalmente da progetti di ricerca finanziati:

• Fondazione Telethon (GMR22T1070)
• European Union - Next Generation EU, National Recovery and Resilience Plan, Mission 4 Component 2 - Investment 1.4 - National Center for Gene Therapy and Drugs based on RNA Technology
• European Union - Next Generation EU, National Recovery and Resilience Plan, Mission 4 Component 2 - Investment 1.3 - Mnesys A multiscale integrated approach to the study of the nervous system in health and disease
• Associazione Italiana per la Ricerca sul Cancro (AIRC) IG 2020 - ID 24503
• European Research Council (ERC) - Advanced Grant - European Union’s Horizon 2020 Research and Innovation Programme (grant agreement No. 835286)
• European Research Council (ERC) - Proof of Concept - European Union’s Horizon 2020 Research and Innovation Programme (grant agreement No. 101113466)