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Tematiche di ricerca
1. Sviluppo e applicazioni di strategie tradizionali e innovative per il molecular modelling, per la progettazione e la sintesi di composti biologicamente attivi d'interesse farmaceutico.
Disegno razionale, vie di sintesi, caratterizzazione chimico-biologica e analisi SAR di nuovi ligandi dei recettori sigma, selettivi o ad azione mista, con attività agonista/antagonista.
Lo studio è mirato ad individuare nuove molecole ad elevata affinità recettoriale, che potrebbero avere molteplici applicazioni in campo terapeutico. In particolare, i ligandi sigma 1 per patologie del SNC, quali la malattia di Alzheimer e la schizofrenia, mentre ligandi selettivi sigma 2 potrebbero trovare applicabilità come radiotraccianti nella diagnosi precoce, non invasiva, dei tumori, mediante analisi PET e scintigrafia SPECT.
Studio di nuovi composti potenzianti l’effetto stabilizzante delle proteine ELAV-like sul mRNA.
Gli studi saranno indirizzati su diversi targets molecolari: proteine PKCalfa, Proteine ELAV-like, RNA messaggero.
Obiettivo della ricerca è studiare molecole in grado di agire sul complesso sistema PKCalfa, Proteine ELAV-like, RNA messaggero per individuare potenziali candidati farmaci per il trattamento di patologie neurodegenerative.
Progettazione e sintesi di nuovi scaffolds di interesse farmaceutico.
L’obiettivo di realizzare, mediante sintesi chimica, librerie mirate di composti, progettate secondo un approccio razionale di drug design, comporta la necessità di individuare e sintetizzare strutture analoghe, caratterizzate da scaffolds comuni.
2. Valutazione dell’effetto dell’irraggiamento gamma su sistemi polimerici microparticellari.
La ricerca si propone di valutare l’irraggiamento gamma come possibile tecnica di sterilizzazione per sistemi terapeutici a base polimerica (films, sistemi microparticellari, scaffolds). Lo studio prevede l’impiego di irraggiatore a raggi gamma, tecniche quali EPR, RMN, GPC, al fine di investigare i meccanismi di interazione polimeri biodegradabili/raggi gamma.
3. Veicolazione di farmaci di natura proteica in sistemi terapeutici micro- e nanoparticellari.
La ricerca si propone la formulazione e lo studio di sistemi terapeutici a rilascio modificato veicolanti farmaci di natura proteica e polipeptidica. Lo scopo è quello di superare i problemi di instabilità di molte proteine permettendone la somministrazione e l’azione mirata ad organi bersaglio
4. Studio di composti di origine naturale: Estrazione e dosaggio di fitocomponenti d’interesse farmaceutico da matrici vegetali.
Obiettivi della ricerca sono l’ottimizzazione dei processi estrattivi e la caratterizzazione analitica e biologica dei componenti.
5. Caratterizzazione e impiego formulativo di interazioni farmaco-polimero.
Vengono studiati prodotti di interazione tra polielettroliti e farmaci basici diversi, da impiegare per la realizzazione di sistemi a rilascio controllato per via orale e oftalmica. Per impiego oftalmico vengono valutati in particolare prodotti di interazione del carragenano e del condroitin solfato con farmaci basici caratterizzati da elevata solubilità.
6. Studio e sviluppo di metodi analitici per la caratterizzazione ed il controllo di alimenti e prodotti alimentari tecnologicamente trattati.
Vengono messi a punto e validati metodi analitici, usando in particolare tecniche HPLC-DAD e HPLC-ESI-MS, per la determinazione di componenti alimentari di interesse biologico- nutrizionale, e tossicologico in matrici alimentari o in fluidi biologici.
I metodi messi a punto vengono utilizzati per la determinazione di composti naturalmente presenti negli alimenti o in essi indotti dai trattamenti tecnologici. Tali metodi sono pertanto utilizzabili per la valutazione della qualità dell’alimento naturale e/o per definire il tipo e la qualità del trattamento tecnologico ad esso applicato.
7. Biotecnologie di incapsulazione di cellule staminali ottenute da tessuto adiposo per la terapia cellulare rigenerativa.
L’impiego di cellule staminali (CS) estratte da tessuto adiposo nella terapia cellulare rigenerativa presenta alcuni indiscussi vantaggi: le limitate implicazioni etiche di un autotrapianto ed elevatissimi requisiti di biosicurezza, in quanto si potrebbe utilizzare materiale biologico facilmente reperibile con un intervento di liposuzione poco invasivo. Le manipolazioni in vitro sul tessuto sarebbero minime e le CS facilmente bancabili secondo le normative vigenti.
Le attuali tendenze della ricerca internazionale sono orientate, verso lo sviluppo di nuove tecnologie di coltura in tre dimensioni (3D), con l’obiettivo di ottenere in vitro l'espansione ed orientamento di CS.
La ricerca ha come scopo la messa a punto delle tecniche di isolamento e caratterizzazione della frazione stromale da tessuto adiposo e l’orientamento delle CS verso fenotipi specifici mediante colture tridimensionali in alginato di bario. La ricerca è svolta in stretta integrazione fra laboratorio di ricerca ed attività clinica: il materiale bioptico prelevato nelle sale operatorie viene utilizzato nei laboratori di ricerca. Il progetto multidisciplinare coinvolge ricercatori con specifiche competenze nei diversi settori afferenti a IRCCS, Aziende Ospedaliere ed Università.
8. Metodologie analitiche avanzate per gli studi di interazione farmaco-macromolecole.
Modalità particolari di tecniche analitiche separative quali l’elettroforesi capillare o la cromatografia liquida vengono impiegate nello studio di interazione farmaco-macromolecole.
Mediante elettroforesi capillare di affinità si ricercano composti in grado di legare proteine responsabili di gravi patologie denominate amiloidosi, al fine di stabilizzarne, mediante il legame, la struttura nativa, intermedi conformazionali del folding o intermedi oligomerici del processo di fibrillogenesi e perturbare gli equilibri termodinamici e le modificazioni conformazionali che sono alla base del meccanismo di insorgenza delle amiloidosi. Si conducono studi di cinetica di refolding, di stabilità nel tempo, di fibrillogenesi in vitro in presenza e in assenza di potenziali farmaci, impiegando anche una chemical library di 1000 composti. Tecniche spettroscopiche (dicroismo circolare, fluorescenza a flusso interrotto) e di imaging (microscopia elettronica) sono impiegate a supporto di tali studi.
Vengono svolti studi di caratterizzazione di Molecular Imprinted Polymers come nuove fasi stazionarie per HPLC, SPE o elettrocromatografia capillare, specifiche per il riconoscimento di piccole molecole o proteine di interesse farmaceutico. Mediante frontal analysis HPLC e rielaborazione dei dati si ottengono informazioni a livello molecolare del processo di interazione analita-polimero e una dettagliata caratterizzazione del materiale polimerico. La valutazione di diversi tipi di polimeri (bulk, composites, monolitici, microparticelle) permette l'ottimizzazione dei processi sintetici per produrre materiali sempre piu' avanzati e specifici per l'analisi e/o la purificazione in matrici complesse di molecole di interesse, per la realizzazione di biosensori, per applicazioni nel campo della proteomica.
9. Sintesi e SARs di antagonisti non imidazolici del recettore H3.
L’istamina è una molecola endogena implicata come modulatore in diversi processi fisiologici ed esercita la sua azione mediante l’attivazione di 4 sottotipi recettoriali (recettori H1, H2, H3 e H4).
Il recettore H3 è localizzato prevalentemente a livello presinaptico e modula il rilascio e la biosintesi dell’istamina ed il rilascio di altri neurotrasmettitori dalle terminazioni sinaptiche.Molecole ad azione H3 antagonista inducono un aumento nei livelli di istamina e di altri neurotrasmettitori e questo, a livello del SNC, può indurre effetti procognitivi; ciò suggerisce una potenziale applicazione di questi composti nel trattamento di patologie caratterizzate da deficit cognitivi. L’attività di ricerca è rivolta alla sintesi e allo studio delle relazioni struttura attività di nuovi composti ad azione H3 antagonista.
10. Progettazione e sintesi di potenziali agonisti del recettore LXR.
Il liver X receptor (α e β) è un recettore nucleare che svolge un ruolo fondamentale nel controllo del metabolismo lipidico. Gli agonisti del recettore LXR promuovono l’efflusso di colesterolo dai tessuti periferici implementando il trasporto inverso del colesterolo, inibiscono stati infiammatori in vivo e inibiscono lo sviluppo di fenomeni aterosclerotici in modelli animali. L’abilità di LXR di regolare vie metaboliche e infiammatorie, rende il recettore un importante target per il trattamento di patologie cardiovascolari (es. aterosclerosi). La ricerca si focalizza sulla progettazione e sintesi di strutture originali ad azione agonista LXR.
11. Progettazione e sintesi di potenziali inibitori di EGFR.
Il recettore per il fattore di crescita dell’epidermide media segnali di proliferazione cellulare ed è coinvolto nella progressione di tumori epiteliali. Iressa e Tarceva, approvati per il trattamento di tumori polmonari, costituiscono la prima generazione di inibitori di EGFR-TK. Tali farmaci, efficaci su forme mutate di EGFR, hanno evidenziato fenomeni di resistenza primaria e acquisita. Allo scopo di superare la resistenza, la nostra ricerca è rivolta alla progettazione e sintesi di nuovi inibitori di EGFR con caratteristiche diverse rispetto alle molecole già note in termini di struttura chimica, selettività, proprietà farmacocinetiche e farmacodinamiche.
12. Sviluppo di metodologie innovative per lo studio e la predittività dell’interazione farmaco-recettore.
Il progetto di ricerca prevede lo sviluppo e l’applicazione di tecniche integrate ad elevato impatto tecnologico per la realizzazione di sistemi innovativi di binding recettoriale.
Immobilizzazione di un recettore modello (P2Y1) su colonne cromatografiche e capillari per elettroforesi al fine di valutare le potenziali interazioni recettore/ligando e confrontare i risultati con quelli ottenuti con i sistemi miniaturizzati ad alto contenuto innovativo. Lo studio è rivolto allo sviluppo e alla verifica delle prestazioni di colonne biocromatografiche ottenuta dalla immobilizzazione di recettori (recettori di membrana: purinergicie "purinergic like"). I complessi recettoriali di membrana, parzialmente purificati, sono immobilizzati su "immobilized artificial membrane" o su pareti di capillari o su particelle di silice.
Il recettore immobilizzato può essere impiegato per ottenere una stima qualitativa delle costanti di affinità di vari ligandi mediante tecniche consolidate quali la cromatografia liquida e l'elettroforesi capillare.
Studi di sistemi per l’immobilizzazione di recettori di membrana su microarray (silice, plastica ecc) utilizzando recettori modello di cui sono note le caratteristiche/ligandi (purinergici). I metodi ottimizzati possono essere poi utilizzati nello studio di recettori orfani.
13. Progettazione e realizzazione di sistemi biocompatibili per applicazione topica nella prevenzione dei tumori fotoindotti.
La ricerca si propone lo studio di formulazioni cosmetiche veicolanti nuovi principi funzionali dei quali sono state evidenziate proprietà biologiche (es. antiossidanti, radical scavenger). Lo scopo è quello di valutare l’efficacia di nuovi principi funzionali, nonché la loro formulazione ottimale. In particolare l’attenzione si focalizzerà a quegli attivi con azione preventiva dei tumori fotoindotti, al fine di ottimizzarne l’efficacia e la sicurezza d’uso.
14. Sistemi terapeutici per la somministrazione transmucosale e mucosale di farmaci.
La ricerca ha lo scopo di realizzare forme farmaceutiche per la somministrazione (trans)mucosale buccale e vaginale di farmaci. Vengono sviluppate e caratterizzate forme solide (film o compresse/matrici), semisolide (gel) e preparazioni liquide da nebulizzare per applicazione orale, con particolare riguardo a sistemi capaci di gelificare in situ.
15. Sistemi microparticellari a rilascio prolungato per la somministrazione sito-specifica di antinfettivi glicopeptidici.
La ricerca si propone la messa a punto di sistemi terapeutici (sospensioni oleose e microsfere) basati su prodotti di interazione di antibiotici glicopeptidici con ciclodestrine idrofobe, da utilizzare nel trattamento sito-specifico e nella prevenzione di infezioni localizzate in tessuti profondi e poco vascolarizzati quali ossa e tessuti adiacenti a protesi
16. Sviluppo formulativo, caratterizzazione e studi di interazione con substrati biologici di sistemi colloidali.
La ricerca si propone di allestire sistemi colloidali (nanoparticelle e micelle polimeriche, SLN) per la veicolazione ed il rilascio di farmaci, da utilizzare per vie di somministrazione diverse, in particolare quelle oftalmica ed orale. La caratterizzazione dei suddetti sistemi si basa non solo sulla valutazione delle proprietà morfologiche, superficiali, di caricamento e di rilascio del farmaco, ma anche sullo studio della capacità di interazione con substrati biologici, valutata mediante misure di permeazione/penetrazione ex vivo (mucose animali) ed in vitro (colture cellulari).
17. Sintesi stereoselettiva di inibitori di integrine a potenziale attività farmacologica.
La ricerca prevede diverse attività:
Sintesi enantioselettiva di ammino acidi quanternari non naturali.
Sintesi stereoselettiva di peptidomimetici.
18. Composti biologicamente attivi (nutrienti e componenti minori) naturalmente presenti negli alimenti o indotti dai trattamenti tecnologici.
a) Vengono studiati componenti idrosolubili di alimenti e bevande che tests chimici (in vitro) e biologici (ex vivo) hanno indicato possedere attività anti- o pro-ossidante e antiradicalica specifica. Viene inoltre studiata l’influenza dei processi digestivi sulle proprietà antiossidanti e antiradicaliche dei composti attivi isolati.
b) Vengono isolati e caratterizzati componenti idrosolubili di alimenti e bevande dotati di attività antibatterica nei confronti di microrganismi patogeni.
c) Vengono isolati e caratterizzati componenti idrosolubili di alimenti e bevande dotati di attività antiadesiva nei confronti dei principali agenti eziologici della carie dentale.
d) Vengono studiate macromolecole contenute in diversi alimenti vegetali e i loro prodotti di idrolisi, per quanto riguarda una loro potenziale attività prebiotica nei confronti di microrganismi eubiotici della flora microbica intestinale.
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