Descrizione del modulo "ANDREOTTI - Studi di sistemi proteici e marcatori per la diagnostica molecolare (PM.P06.017.001)"

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  • Descrizione del modulo "ANDREOTTI - Studi di sistemi proteici e marcatori per la diagnostica molecolare (PM.P06.017.001)" (literal)
Potenziale impiego per bisogni individuali e collettivi
  • L'acquisizione di profili metabolici differenziali durante la trasformazione e/o progressione della patologia sarà un utile strumento per monitorare l'efficacia di nuovi farmaci e/o di nuove terapie. I dati ottenuti potranno avere una ricaduta clinica a breve termine, renderanno possibile affiancare alle indagini di diagnosi convenzionale (istopatologica, biochimico-clinica e strumentale) ed alle procedure innovative di diagnosi molecolare (test immunoistochimici, analisi genetiche e citogenetiche) anche indagini di tipo metobolomiche. Questo potrà consentire di intraprendere procedimenti terapeutici più mirati, \"personalizzando\" i protocolli di terapia. Per qunto riguarda la patologia di Fabry l'individuazione e lo studio di mutazioni potrà aiutare i clinici a distinguere quei casi che possono beneficiare della terapia meno invasiva con \"chaperone farmacologici\" da quelli per cui e' necessario ricorrere alla sostituzione enzimatica. Inoltre l'individuazione di nuove molecole in grado di stabilizzare le proteine mutate apriranno la strada per le messa a punto di nuovi farmaci specifici per ciascuna delle mutazioni note. (literal)
Tematiche di ricerca
  • La ricerca che si propone di attuare il Modulo mira in primo luogo ad acquisire ed analizzare i pattern metabolici di tessuti/cellule/fluidi biologici nell'ambito di varie patologie.La metabolomica permette di seguire variazioni nel tempo del quadro metabolico, di monitorare la risposta a terapie, di stratificare la popolazione sulla base di un profilo biologico e identificare targets per il drug design.Ciò consentirà l'identificazione di biomarcatori che abbiano una valenza di indicatori diagnostici, prognostici e di risposta terapeutica. La malattia di Fabry è una delle tante malattie genetiche (mutazione di una a-galattosidasi) che si presenta con una grande varietà di fenotipi e genotipi, alcuni traggono beneficio dalla terapia con PC. La capacità delle mutazioni di rispondere a specifici farmaci,dipende dal sito nella proteina che esse colpiscono.Possiamo imparare dalla malattia di Fabry quali sono i requisiti molecolari e i limiti per l'uso della terapia con PC.Possiamo cercare quindi nuovi farmaci più potenti e selettivi per questa e per altre patologie come la malattia di Pompe (mutazioni di una a-glucosidasi lisosomiale) e la CDG-1a (mutazione della fosfomannomutasi-2). (literal)
Competenze
  • In questo Modulo giocano un ruolo fondamentale la spettroscopia NMR ad alta risoluzione (per l'indagine metabolomica e gli studi strutturali) e la chimica delle proteine (per l'espressione, la purificazione e la caratterizzazione strutturale e funzionale di proteine, ecc). Lo sviluppo delle tematiche proposte può contare su un notevole know-how pregresso costituito dall'acquisizione di esperienze in diversi campi (biochimica di proteine, biologia molecolare, colture cellulari, spettroscopia NMR di polipeptidi e proteine).Le competenze necessarie per lo svolgimento dell'attività sono dunque presenti nel gruppo di ricerca che da anni opera nel settore ed ha una documentata conoscenza della spettroscopia NMR e delle sue applicazioni per la determinazione di strutture di piccole molecole oltre che di peptidi e proteine in soluzione. Sono inoltre documentate le competenze nel settore della chimica delle proteine (purificazione e caratterizzazione, produzioni di proteine ricombinanti, ecc). Le opportune competenze chimico-biologiche necessarie per la preparazione e la manipolazione dei campioni sono anche ben rappresentate, così come quelle necessarie per l'analisi statistica dei dati (literal)
Obiettivi
  • L'attività di ricerca proposta da questo Modulo, ha tr obiettivi principali: 1) Indagine di tipo metabolomico via spettroscopia NMR per la caratterizzazione di cellule e/o tessuti e/o fluidi biologici associati a varie patologie. A tal fine sarà perseguita la messa a punto di protocolli NMR per lo studio di cellule in vivo, mirando all'analisi metabolica di linee cellulari sane, \"malate\" e/o esposte a eventuale trattamento farmacologico. 2) Approfondimento dello studio da un punto di vista strutturale e funzionale: i) dell'alfa-galattosidasi A (proteina associata alla malattia di Fabry) sia wt che mutanti rsponsabili della malattia stessa; ii) della fosfomannomutasi 2 (proteina associata al disordine congenito della glicoasilazione di tipo Ia, CGD-Ia) sia wt che mutanti rsponsabili della malattia stessa 3) Identificazione di nuovi target da proporre per un trattamento mediante \"chaperone\" farmacologici e lo sviluppo di protocolli per un rapido screening di composti chimici da proporre come chaperone farmacologici negli specifici casi. (literal)
Stato dell'arte
  • La Metabolomica descrive il profilo chimico-fisico di cellule, tessuti, organi e fluidi biologici in termini di molecole a basso peso molecolare presenti.Lo studio dei profili metabolici porta ad informazioni di alto valore diagnostico e prognostico: uno stato patologico può essere identificato anche quando è ai suoi primissimi stadi di sviluppo a causa della comparsa di marcatori specifici nel profilo metabolico. Una delle tecniche d'indagine considerata all'avanguardia per tale tipo di studio è la spettroscopia di NMR. Una nuova speranza di cura per alcune malattie genetiche è rappresentata dalla terapia con chaperone farmacologici (PC). Questa terapia è basata sull'utilizzo di piccole molecole che ad alte dosi inibiscono specifiche proteine, e che, a basse dosi, possono riattivarne il funzionamento nelle cellule. Esse agiscono come dei 'salvagente' (chaperone) per proteine che pur conservando intatti tutti i residui necessari per l'attività biologica, sono state indebolite da una mutazione e perciò vengono rapidamente degradate nelle cellule. Queste proteine sono in grado di svolgere il loro compito se riescono a sopravvivere ed a raggiungere la loro postazione operativa. (literal)
Tecniche di indagine
  • a) Spettroscopia NMR mono e multi-dimensionale ; b) metabolomica e metabonomica mediante NMR di cellule, tessuti, estratti; c) analisi statistica; d) tecniche di biologia molecolare e cellulare; e) tecniche cromatografiche; f) spettroscopia UV-visibile, fluorescenza, dicroismo circolare, thermal shift assay; f) elettroforesi, western blotting g) proteolisi limitata . (literal)
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