Institute of biostructure and bioimaging (IBB)

  • Institute of biostructure and bioimaging (IBB) (literal)
  • Istituto di biostrutture e bioimmagini (IBB) (literal)
  • The CNR Institute of Biostructures and Bioimaging was formed in February 2002, by amalgamating the Centre of Biocrystallographic Studies and the Centre for the study of Nuclear Medicine, from Naples together with the Institute for the study of natural substances of alimentary and chemo-pharmaceutical interest from Catania, with the aim of creating a multidisciplinary approach in the following research areas: biochemical and biostructural techniques, biochemical techniques culminating in diagnostics for bioimaging and diagnostic techniques for imaging and radiotherapy. The biostructure section of the CNR’s Institute of Biostructures and Bioimaging was founded at the end of 2002 and is located in space owned by The University of Naples “Federico II”, at Via Mezzocannone 6; the group of researchers within the section is essentially that which belonged to the CNR’s Centre of Biocrystallographic studies. The Centre (actually, the Biostructure section) was instituted as a highly specialized structure in 1989, as part of a special project for the south of Italy, and was activated on 26th January 1995 (the Director being nominated on 23rd February 1995) via a convention between The National Council for Research and The University of Naples “Federico II”. With the activation of the Centre, The University of Naples also provided its own research personnel. A notable impetus towards the construction of the Centre derived from the idea to consolidate the area of Biological Structure, which is completely lacking in the south of Italy, whereas there already exists a large number of opportunities in the Molecular Biology sector. It is well known that Structural Biology and the study of structure-activity relations are a necessary instrument for the projection of molecules with specific properties. The establishment of the Centre was made possible thanks to the CNR, to the high level of research activity developed over the years by a group of researchers involved in The Chemistry Department in the field of Molecular Design, of the synthesis and structural characterization and relationship between property and structure of peptidic and proteic systems. Over recent years the section has progressively grown substantially in size and has now more than 25 staff, covering a range of different and complementary disciplines in the areas of chemistry and biology, biochemistry and pharmaceutics. The aims and objectives of the section are to promote research activity within the projected area, syntheses, structural characterization of biomolecular systems involving peptides and proteins and developing new diagnostic and pharmaceutical products. Various results have been obtained by the section: amongst the most relevant to be considered, apart from the testimony of scientific publications, is its’ involvement in the foundation of a Regional Specialization Centre in diagnostics and pharmaceutical molecules with the ultimate aim of attracting appropriate industries within the region of Campania. The Bioimaging section of the CNR Institute of Biostructure and Bioimaging was created at the end of 2002; the group of researchers within this section being fundamentally the same as that which worked within the CNR Centre for the study of Nuclear Medicine. The first steps towards creating this research group was initiated at the end of the 80’s. The Bioimaging section was located in Building 10 of the Faculty of Medicine and Surgery, within the complex of the General Hospital of the University of Naples “Federico II”, based at Via Pansini 5. Since its foundation, the Centre has been noted for its promotion of very specific research projects, towards the development of new techniques in the acquisition and analysis of diagnostic imaging and research in the molecular imaging sector, in the sectors of oncology, cardiology and neurology. Over the last 10 years the size of the group has grown progressively and now employs more than 30 staff; in parallel it has reinforced a strong collaboration with the University department of Biomorphological and Functional Sciences and the assisting department of Diagnostics for Imaging and Radiotherapy of the University “Federico II”. This collaboration has enabled the development and maintenance of important lines of clinical research. The research group involved in Bioimaging has always been noted for its unusually wide range of disciplines and for its active collaboration between physicists, engineers, doctors, biologists, chemists and information scientists. Its research activity is further guaranteed by the enthusiastic support of a small administrative group. Various results have been obtained by the section: amongst the most relevant to be considered, apart from its scientific publications, is the development of a network of international collaborations, which has enabled the neuro-imaging research group to coordinate a European project, financed in the area of VPQ and to participate in important trans-national programmes in the cardiology and oncology areas. The Catania section of the CNR Institute of Biostructures and Bioimaging (IBB-Ct) was formed in February 2002, during the reorganization of the CNR. Despite its recent formation, the section had previously been initiated in 1994 when, under the deliberation of the CNR Presidential committee (No. 91/1994), it was formed as a separate section, belonging to the department of Chemical Sciences of the University of Catania, known then as ISSN-IACF of Valverde (Ct). Since then the IBB-Ct has functioned as an active collaborator of this department. A notable impetus towards the foundation of this section of the IBB sprung from the necessity to potentiate the biostructural and bioinorganic aspect, which is very much underrepresented in the south of Italy. Furthermore, its foundation was made possible by the positive approach of the CNR encouraged by the research activity developed over the years by the research group belonging to the ex ISSN-IACF in the field of bioinorganic chemistry. The staff of the IBB-Ct is actually comprised of 13 people. The aims and objectives of the IBB-Ct concern the promotion and development of new methodologies in the sector of projection, synthesis and structural characterization of biomimetic systems, such as peptidic systems, cyclodextrinic derivatives and their interactions with metallic ions, as well as the development of diagnostics and new therapeutic agents. The research projects developed by the IBB-Ct have enabled the creation of an interdisciplinary team of biochemists, molecular biologists, chemists and endocrinologists who collaborate on different aspects of the same denominative theme of “Conformational pathologies” (Alzheimer, Parkinson, ALS, Creutzfeldt-Jakob, type II diabetes). Finally the IBB-Ct is composed prevalently of young researchers. This peculiarity has identified it as a group of notable potential, which not only needs to further expose itself to the outside research community and to collaborate with other groups present in the region, but also to provide an efficient service to the community via technological transfer and training. (literal)
  • L’Istituto di Biostrutture e Bioimmagini del CNR è nato nel Febbraio del 2002 dall’accorpamento del Centro di Studio di Biocristallografia e del Centro di Studio della Medicina Nucleare di Napoli, e dalla Sezione di Catania dell’Istituto per lo Studio delle Sostanze Naturali di Interesse Alimentare e Chimico Farmaceutico con l’intento di valorizzare l’approccio multidisciplinare nelle seguenti tematiche di ricerca: tecnologie biochimiche e biostrutture, tecnologie biochimiche finalizzate alla diagnostica per immagini, tecnologie della diagnostica per immagini e radioterapia e diagnostica per immagini e radioterapia. La Sezione di Biostrutture dell’Istituto di Biostrutture e Bioimmagini del CNR è stata istituita alla fine del 2002 e ha sede nei locali dell’Università di Napoli “Federico II” in via Mezzocannone 6; il nucleo dei ricercatori che è confluito nella Sezione è fondamentalmente quello che faceva parte del Centro di Studio di Biocristallografia del CNR. Il Centro di Studio di Biocristallografia (attuale sezione di Biostrutture) é stato istituito come struttura di eccellenza nel 1989 nell'ambito del progetto speciale per il Mezzogiorno, ed è stato attivato il 26 gennaio 1995 (nomina Direttore 23 febbraio 1995), mediante convenzione fra il Consiglio Nazionale delle Ricerche e l'Università' di Napoli “Federico II\". Con l'attivazione del Centro l'Università di Napoli ha messo a disposizione proprio personale con funzioni di ricerca. Notevole spinta alla costituzione del Centro derivò dall’idea di potenziare l’area Biologica Strutturale, completamente assente nel Mezzogiorno, dove invece già esistevano numerose realtà nel settore della Biologia Molecolare. E' ben noto che la Biologia Strutturale e gli studi sulle relazioni struttura-attività sono uno strumento necessario alla progettazione di molecole dotate di specifiche proprietà. L’istituzione del Centro fu resa possibile dal riconoscimento da parte del C.N.R. dell’alto grado di eccellenza delle attività di ricerca sviluppate negli anni da un gruppo di ricercatori afferenti al Dipartimento di Chimica nel campo del molecular design, della sintesi e caratterizzazione strutturale e delle relazioni fra proprietà e struttura di sistemi peptidici e proteici. Nel corso degli ultimi anni l’organico della Sezione è progressivamente cresciuto, fino a raggiungere una consistenza rilevante (oltre 25 unità), raccogliendo in sé diverse e complementari competenze scientifiche cha vanno dalla chimica alla biologia, dalla biochimica alla farmaceutica. Scopi ed obiettivi della Sezione sono la promozione delle attività di ricerca nel settore della progettazione, sintesi, caratterizzazione strutturale di sistemi biomolecolari quali sistemi peptidici e proteici, sviluppo di prodotti ad uso diagnostico e di nuovi farmaci. Diversi sono i risultati conseguiti dalla Sezione: tra i più rilevanti sono da considerarsi oltre a quelli testimoniati dalle pubblicazioni, l'impegno nella costituzione di un Centro di competenza regionale in diagnostica e farmaceutica molecolari con lo scopo ultimo di attirare industrie del settore nella Regione Campania La Sezione di Bioimmagini dell’Istituto di Biostrutture e Bioimmagini del CNR è stata istituita alla fine del 2002; il nucleo dei ricercatori che è confluito nella Sezione è fondamentalmente quello che faceva parte del Centro per lo studio della Medicina Nucleare del CNR. I primi passi per la creazione di questo gruppo di ricerca sono iniziati alla fine degli anni 80. La sezione di Bioimmagini ha sede presso l’Edificio 10 della Facoltà di Medicina e Chirurgia e, quindi, dell’ Azienda Policlinico dell’Università degli Studi di Napoli “Federico II”, con sede in Via Pansini 5. Sin dalla sua istituzione il Centro si è caratterizzato per la promozione di attività di ricerca finalizzate allo sviluppo di nuove procedure di acquisizione e analisi delle immagini diagnostiche e alla ricerca nel settore dell’imaging molecolare, nei settori dell’oncologia, della cardiologia e della neurologia. Nel corso degli ultimi 10 anni l’organico del gruppo è progressivamente cresciuto, fino a raggiungere una consistenza rilevante (oltre 30 unità) e parallelamente si è rafforzata una stretta collaborazione con il Dipartimento Universitario di Scienze Biomorfologiche e Funzionali e il Dipartimento Assistenziale di Diagnostica per Immagini e Radioterapia dell’Università Federico II. Questa collaborazione ha consentito di sviluppare e sostenere importanti linee di ricerca clinica. Il gruppo di lavoro sulle bioimmagini si è sempre caratterizzato per la sua interdisciplinarietà e per l’attiva collaborazione tra fisici, ingegneri, medici, biologi, chimici, informatici che ne rappresenta sicuramente una peculiarità. La promozione dell’attività è stata garantita anche dal supporto entusiasta del piccolo gruppo di amministrativi. Diversi sono i risultati conseguiti dalla Sezione: tra i più rilevanti sono da considerarsi oltre a quelli specificamente riportati in pubblicazioni, lo sviluppo di una rete di collaborazioni internazionali che hanno portato il gruppo di ricerca sulle neuroimmagini a coordinare un progetto europeo finanziato nell’ambito del VPQ e a partecipare a importanti programmi transnazionali in ambito cardiologico e oncologico La sezione di Catania dell’Istituto di Biostrutture e Bioimmagini (IBB-Ct) viene costituita nel febbraio 2002 durante il processo di riordino del CNR. Nonostante la sua recente costituzione la sezione ha origine già nel 1994 quando su delibera del Consiglio di Presidenza del CNR (n° 91/1994), venne istituita come sezione staccata, presso il dipartimento di Scienze Chimiche dell’Università di Catania, dell’allora ISSN-IACF di Valverde(Ct). Sin da allora l’IBB-Ct ha operato presso il suddetto dipartimento con cui collabora attivamente. Notevole spinta alla costituzione della sezione dell’IBB è scaturita dalla necessità di potenziare l’aspetto biostrutturistico e bioinorganico poco rappresentato nell’area del Mezzogiorno. L’istituzione della sezione di Catania dell’IBB fu resa possibile, inoltre, dal riscontro positivo da parte del C.N.R., dell’attività di ricerca sviluppata negli anni dal gruppo di ricercatori afferenti all’ex ISSN-IACF nel campo della chimica bioinorganica. Attualmente lo staff dell’IBB-Ct è composto da 13 persone. Scopi ed obiettivi di ricerca presso l’IBB-CT riguardano la promozione allo sviluppo di nuove metodologie nel settore della progettazione, sintesi e caratterizzazione strutturale di sistemi biomimetici, quali sistemi peptidici, derivati ciclodestrinici e loro interazione con ioni metallici anche per lo sviluppo diagnostico e di nuovi agenti terapeutici. I progetti di ricerca sviluppati dall’IBB-Ct hanno permesso la creazione di una squadra interdisciplinare che mette insieme biochimici, biologi molecolari, chimici ed endocrinologi che collaborano sui differenti aspetti di uno stesso tema denominato “patologie conformazionali” (Alzheimer, Parkinson, ALS, Creutzfeldt-Jakob, diabete di tipo II). Infine l’IBB-Ct è composto prevalentemente da giovani ricercatori. Questa peculiarità lo identifica come un nucleo di notevole potenzialità che non solo ha il dovere di aprirsi all’esterno e di offrire la propria disponibilità a collaborare con le realtà presenti nel territorio, ma anche di fornire un effettivo servizio alla comunità attraverso il trasferimento tecnologico e le attività formative. (literal)
Istituto esecutore di
Ha afferente
  • IBB (literal)
  • Institute of biostructure and bioimaging (IBB) (literal)
  • Istituto di biostrutture e bioimmagini (IBB) (literal)
  • Centro di Studio sui Biopolimeri PADOVA Istituto di Biochimica delle Proteine ed Enzimologia NAPOLI Dipartimento di Scienze Chimiche CATANIA Istituto Internazionale di Genetica e Biofisica NAPOLI Dipartimento di Chimica Univ. di Napoli \"Federico II\" NAPOLI Dipartimento di Chimica Biologica Univ. di Napoli \"Federico II\" NAPOLI ICMIB ARCO FELICE Stazione Zoologica NAPOLI Università di Ferrara FERRARA Consorzio Interuniversitario di Ricerca in Chimica dei Metalli dei Sistemi Biologici (CIRCMSB) BARI Laboratoire de Biologie Structurale (IGBMC) STRASBURGO FRANCIA EMBL DESY Synchrotrone AMBURGO GERMANIA Institut de Biologie Structurale GRENOBLE FRANCE Biochimica e Biotecnologie Mediche NAPOLI Columbia University NEW YORK U.S.A. Laboratoire de Crystallographie NANCY FRANCIA Facoltà di Scienze Ambientali CASERTA Department of Chemistry and Biochemistry La Jolla (CA) USA Institute of Molecular Biotechnology Jena, Germany Dipartimento di Biochimica e Biotecnologie Mediche, Universita’ Federico II, Napoli. Dipartimento di Chimica, Universita’ “La Sapienza”, Roma Dipartimento di Biofisica, Mount Sinai School of Medicine New York, USA Microgravity Advanced Research Center (Mars), Napoli European Space Agency (ESA), Noordwijk, Olanda Institut de Biologie Moleculaire et Cellulaire du CNRS, Strasburgo, Francia Department of Structural Biology, Weizmann Institute, Rehovot, Israele Dipartimento di Chimica, Universita’ di Salerno, Baronissi, Salerno. Department of Ultrastructure Inst. Mol. Biol. Biotechn., VUB, Brussels, Belgio National Aeronautics and Space Administration (NASA), Huntsville, Alabama, USA Rutgers University, Piscatoway, New Jersey, USA Wisconsin University, Madison, Wisconsin , USA Laboratorio de Estudios Cristalograficos, CSIC - Universidad de Granata, Spagna Max Plank Institute, Berlino, Germania Max Plank Institute, Amburgo, Germania UMR CNRS 6517 Laboratoire de Bioinorganique Structurale Faculté des Sciences et Techniques de St-JéromeCase 432, Università Aix en Provance, Marsiglia III, FRANCIA; Department of Chemistry and Neurological Surgery, University of California, Davis CA, USA; Department of Inorganic and Analytical Chemistry, University of Debrecen, Debrecen, Hungary. Dipartimento di Scienze e Tecnologie Avanzate, Università del Piemonte Orientale “A. Avogadro” Alessandria. Dipartimento di Chimica Inorganica, Analatica e Metalloorganica, Università di Padova, Padova. Dipartimento di Scienze Chimiche dell’Università di Catania, Catania. Dipartimento di Chimica, Università della Calabria, Arcavacata di Rende, Cosenza. Department of Biology and Biochemistry, University of Bath, Bath, UK. Istituto di Neurobiologia e Medicina Molecolare del CNR, Roma,. Dipartimento di Chimica, Università di Firenze. Centro di Eccellenza di Biostrutture, Università di Trieste, Trieste. Garleans Laboratori, Università di Leiden, Leiden, PAESI BASSI Istituto di Scienze Neurologiche,del CNR, Sezione di Catania, Catania.. Fort Dodge for animal health division-Wyeth-Lederle Nuclear Medicine Department and Positron Emission Tomography, National Institutes of Health,, Bethesda, MD USA INSERM - CEA, Frederic Joliot Hospital Department, Orsay, France PET Centre, University Medical School Debrecen Ungheria University of Kent at Canterbury Gran Bretagna, UK MR Department at Hvidovre Hospital, Copenhagen Hospital Corporation , Denmark Karolinska Institutet, Stoccolma, Sweden INSERM, CYCERON, CAEN France Institute for Neurodegenerative Disorders, New Haven, CT USA Nuclear Medicine Department - Memorial Sloan Kettering Cancer Center UCLA Medical Center, Magnetic Resonance , Los Angeles CA, USA Tecnogen s.p.a Sigma Tau s.p.a Inbios Primm Hardis Kedrion Chiesi Farmaceutica Accordo cooperazione tra IBB ed il Dipartimento di Ingegneria Biomedica dell’Università di Pechino Importante accordo di cooperazione tra l’Istituto di Biostrutture e Bioimmagini ed il Dipartimento di Ingegneria Biomedica dell’Università di Pechino per lo sviluppo di nuove tecnologie nell'imaging preclinico. L'accordo tra i due Istituti consentirà di sviluppare una nuova tecnologia multi-modality molecular imaging system PET/SPECT/CT- Fluorescenza per piccoli animali. (literal)
Attività di formazione
  • Un notevole numero di giovani ricercatori ha avuto la possibilità di acquisire una formazione ed una qualificazione che sicuramente potranno nel futuro essere da loro spese adeguatamente presso l'Istituto di Biostrutture e Bioimmagini. In particolare la Sezione di Biostrutture svolge da anni attività di alta formazione documentata dalle borse di studio assegnate nell'ambito di un progetto POP della Regione Campania borse di dottorato di ricerca e post-dottorato. E’ da rilevare inoltre che numerosi dottorandi nell’ambito del dottorato in Scienze Chimiche e Biochimiche svolgono il lavoro tesi presso le strutture della Sezione. Anche numerosi laureandi in Chimica, Chimica Industriale e Scienze Biologiche frequentano i laboratori della Sezione, seguiti da ricercatori della Sezione. Infine ricercatori della Sezione sono professori a contratto dell'Università di Napolo \"Federico II\" e della Seconda università di Napoli e sono docenti di numerosi corsi di dottorato di ricerca. Per quanto riguarda la Sezione di Biostrutture, esso è coinvolto nei dottorati di ricerca in Neuroscienze e patologia dell’Invecchiamento Cerebrale e in quello di cienze Chirurgiche e Tecnologie diagnostiche-terapeutiche avanzate presso Università Federico II – Napoli. Dipendenti della Sezione sono Professori a contratto della Facoltà di Medicina dell'Università \"Federico II\". La sezione IBB-CT svolge attività di formazione documentata dalla partecipazione del personale CNR, in qualità di relatori di tesi sperimentale di Laurea di numerosi studenti del corso di Laurea di Scienze Biologiche e di Scienze Chimiche. Alcuni ricercatori dell’IBB-Ct sono inoltre titolari di contratti di docenza presso l’Università degli Studi di Catania. Inoltre un notevole numero di dottorandi nell’ambito di Scienze Chimiche e Biochimiche svolgono lavoro di tesi presso le strutture afferenti all’IBB-CT seguiti dai ricercatori dello stesso istituto. (literal)
  • Via Tommaso De Amicis, 95 (literal)
  • 80145 (literal)
  • Napoli (literal)
  • NA (literal)
  • 0812203401 (literal)
Codice CDS
  • 017 (literal)
  • La Sezione di Bioimmagini collabora in regime di convenzione con il Dipartimento Assistenziale di Diagnostica per Immagini e Radioterapia dell’Azienda Universitaria Policlinico allo svolgimento di attività di servizio clinico. Per informazioni sulle prestazioni diagnostiche è possibile contattare la segreteria del Dipartimento 081-7463560 (literal)
  • Le competenze della sezione di Biostrutture includono: Design su basi strutturali di nuovi sistemi con potenziali applicazioni nelle biologie avanzate e nell’imaging. Caratterizzazione con tecniche di diffrazione raggi-x e di risonanza magnetica nucleare di sistemi macromolecolari a diversa complessità. Produzione di acidi nucleici e sistemi derivati Sintesi di sistemi peptidici e peptido-mimetici Sintesi organica Sintesi di acidi nucleici e derivati Sintesi parallela Sintesi combinatoriale Espressione di sistemi proteici Studio delle interazioni in sistemi complessi proteina/proteina, proteina/acidi nucleici, proteina/substrato Ottimizzazione dei lead compounds mediante studi di correlazione struttura attività e analisi dell’interazione ligando-recettore con l’impiego di tecniche spettroscopiche, spettrometriche, computazionali e biologiche Caratterizzazione e valutazione pre-clinica di nuove sonde radiomarcate come peptidi, anticorpi e oligonucleotidi in sistemi cellulari Le competenze della sezione di Bioimmagini includono: acquisizione ed elaborazione multimodale di immagini diagnostiche con tecniche planari e tomografiche; imaging integrato, coregistrazione e fusion imaging analisi morfometrica quantitativa, segmentazione e classificazione automatizzata delle componenti tessutali; sviluppo e test in vitro e in vivo di sonde radiomarcate; studi di biodistribuzione; autoradiografia; oncoematologia molecolare controllo di qualità delle apparecchiature di diagnostica per immagini; definizione di piani di trattamento radioterapico (con fasci esterni e con terapia radiometabolica); dosimetria e controllo della sicurezza degli ambienti di lavoro; applicazioni diagnostiche di tecniche di Risonanza Magnetica (diagnostica, studi metabolici e funzionali) applicazioni diagnostiche di Tomografia Emissiva (studi di flusso, metabolismo e recettoriali) applicazioni diagnostiche di Tomografia Computerizzata (studi volumetrici, post-processing, applicazioni interventistiche) applicazioni diagnostiche dell’ecografia (studi morfologici e funzionali con tecniche Doppler); applicazioni diagnostiche avanzate delle tecniche di imaging in cardiologia per valutazioni quantitative e prognostiche in pazienti con cardiopatia ischemica analisi statistica; studio delle possibilità di utilizzazione di tecniche biometriche Le competenze della Sezione di Catania sono legate alla caratterizzazzione termodinamica di complessi del rame(II) L’interesse più recente è rivolto allo studio dei processi di riconoscimento molecolari nei sistemi biologici e dei fenomeni molecolari che stanno alla base del “folding” e “misfolding” delle proteine e di oligopeptidi in presenza di ioni metallici. Infatti, una parte consistente dell’attività di ricerca svolta è rivolta allo studio conformazionale di peptidi e proteine nonché alle variazioni conformazionali di questi leganti all’atto della complessazione con ioni metallici. L’approccio sperimentale più comunemente utilizzato prevede l’utilizzo delle spettroscopie CD, NMR, ESI-MS, EPR. Inoltre allo scopo di definire in maniera dettagliata i residui amminoacidici coinvolti nella coordinazione con il metallo, la sintesi di peptidi analoghi recanti mutazioni puntiformi risulta un valido metodo sperimentale. In questo contesto la sezione di Catania possiede le appropriate competenze scientifiche che sono concretizzate in un notevole numero di pubblicazioni in questo settore che prospetta peraltro rilevanti ricadute anche nel campo biomolecolare. Il gruppo di ricerca possiede inoltre consolidate esperienze nel campo della sintesi, della caratterizzazione chimico fisica e nel delivery sito specifico di derivati ciclodestrinici coniugati con composti di interesse biologico e farmaceutico. (literal)
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  • Via Tommaso De Amicis, 95 - 80145 Napoli (NA) (literal)
  • L'Istituto di Biostrutture e Bioimmagini, con sede a Napoli e sedi a Catania, Roma e Torino è un centro di ricerca traslazionale che utilizza la conoscenza sulla base biologica delle malattie, e su proteine ffffcoinvolte nelle malattie umane per lo sviluppo di nuovi strumenti per la prevenzione, la diagnosi , e più terapie mirate. Per compiere la missione, ci sono più di 70 ricercatori con esperienza in medicina, biologia, chimica, fisica e informatica. I ricercatori che studiano biomolecole dal punto di vista strutturale / funzionale, l'interfaccia con gli scienziati clinici ed esperti in preclinico / clinico imaging in vivo che indagano modelli di malattie degli animali e, successivamente, le malattie negli esseri umani. L'attività di ricerca comprende la ricerca di base, laboratori pre-clinici di piccoli animali e aree di ricerca clinica. L'Istituto fa parte del nodo italiano del Forum strategico europeo sulle infrastrutture di ricerca che forniscono l'accesso utente aperto a una gamma completa di state-of-the-art tecnologie di imaging nell'imaging biologico, molecolare e medica per gli scienziati di vita in Europa e oltre. L'istituto è caratterizzato da molte specifiche competenze e l'attività fondamentalmente è costituita dalle seguenti aree di ricerca: · Progettazione, sintesi, espressione e caratterizzazione di molecole di interesse biologico, e la loro interazione con ioni metallici. Applicazioni in diagnostica e terapia. · I nuovi agenti diagnostici / teragnostici per l'imaging molecolare: agenti CEST e hyperpolarised, nanosistemi, sonde multimodali · Tecnologie biochimiche finalizzate a immagini · Tecnologie di diagnostica per immagini e radioterapia. · Sviluppo e progettazione di nuove tecnologie per l'imaging in ambito sanitario, con impegnata principalmente nella diagnostica clinica e intraoperatoria. · Preclinici e imaging molecolare clinica. · Sviluppo di soluzioni tecnologiche innovative per l'e-sanità, con particolare attenzione alle problematiche di tele-medicina e le procedure che aiutano nell'interpretazione di immagini mediche (computer-aided rilevamento e diagnosi automatizzata). L'IBB è ben attrezzata in termini di chimica (sintesi e caratterizzazione analitica), laboratori biologici e di imaging [cultura cellulare / cellulare microscopia / Istologia, laboratorio di chimica di sintesi e characterizazion di sonde per le diverse modalità di imaging, analisi delle immagini, Animal House (¼ ) PET / SPECT, (¼) MRI / MRS (basso e alto campo), Optical Imaging, ¼-CT, ¼-USA, le modalità ibride (CT / PET)] (literal)
Attività di ricerca
  • I progetti di ricerca sviluppati presso la Sezione di Biostrutture riguardano principalmente il design, la sintesi, l’espressione e la caratterizzazione strutturale in soluzione e allo stato solido di molecole di interesse biologico da sistemi peptidici a proteine. In particolare, presso il Centro sono in corso di sviluppo le seguenti tematiche: Design su basi strutturali di nuovi sistemi con potenziali applicazioni nelle biologie avanzate e nell’imaging. Design su basi strutturali e caratterizzazione di nuovi sistemi con applicazioni in campo diagnostico e terapeutico e di nuovi farmaci con tecniche di diffrazione raggi-x, di risonanza magnetica nucleare e di dinamica molecolare. Studio delle interazioni in sistemi complessi proteina/proteina, proteina/DNA, Proteina/substrato Sintesi su basi strutturali e caratterizzazione con tecniche di diffrazione raggi-x e di risonanza magnetica nucleare di sistemi peptidici e peptidomimetici a diversa complessità.Espressione di sistemi proteici Queste tematiche di ricerca sono state sviluppate utilizzando varie tecniche sperimentali quali la sintesi peptidica in soluzione e in fase solida, l’espressione di proteine naturali e mutanti, la caratterizzazione strutturale tramite tecniche di Dicroismo Circolare, UV, IR, NMR e Cristallografia. Parallelamente, sono state applicati metodi di predizione teorica e di calcolo al design di nuove molecole, capaci di riprodurre l'attività di una proteina, che possono trovare numerose applicazioni nel campo delle biotecnologie, della farmacologia, della biochimica e della biologia molecolare. Inoltre presso La Sezione sono in corso progetti di ricerca per la messa a punto di complessi macromolecolari costituiti da varie unità molecolari che, mediante riconoscimento molecolare reciproco, si autoassemblano e sono inoltre capaci di legarsi selettivamente a recettori cellulari. Questi sistemi dovrebbero trovare sviluppo come diagnostici clinici nel settore della medicina nucleare e nella diagnostica per imaging. Infine sono da ricordare le ricerche nell'ambito della regolazione di fattori di trascrizione riportate anche nei focus del REPORT CNR 2002. La necessità di interazioni proteina-DNA per il controllo dell’espressione genica è fortemente sostenuta dalla scoperta che DNA a doppio filamento possono essere usati per alterare la trascrizione dei geni attraverso un approccio decoy. Gli acidi peptido-nucleici (PNA) sono stati recentemente proposti come reagenti alternativi in esperimenti finalizzati al controllo dell’espressione genica. Queste molecole ibridizzano con alta affinità sequenze complementari di rna e DNA a singolo filamento, formando doppie eliche di tipo Watson Crick. Fino ad ora sono disponibili poche informazioni sul possibile uso di PNA come molecole decoy. Gli effetti biologici dei PNA potrebbero rivelarsi in una significativa riduzione e/o nel blocco delle interazioni dei fattori di trascrizione con le sequenze promoter target, portando ad una possibile strategia per la modulazione artificiale dell’espressione genica. Per poter essere utilizzati in applicazioni in vivo, gli oligonucleotidi decoy devono mantenere una conformazione tridimensionale tale da legare specificamente e con la più alta affinità possibile il target molecolare, devono avere una ragionevole stabilità nell’intorno fisiologico (o patologico) di interesse e devono essere facilmente sintetizzati in quantità sufficienti per l’uso clinico. Un modo appropriato per soddisfare i requisiti imposti nei punti precedenti è quello di progettare molecole costituite da blocchi di diversa natura chimica legati covalentemente. Lo scopo è quello di ottenere una molecola con buone proprietà di trasporto ed elevata stabilità alla degradazione enzimatica. Noi abbiamo raggiunto questo scopo sintetizzando sistemi chimerici, in cui un filamento è costituito dal coniugato PNA-5’DNA3’-PNA e il complementare da PNA-5’DNA3’-PNA. Il PNA ha la funzione di migliore la resistenza alle nucleasi e contemporaneamente la stabilità della doppia elica. Lo scopo principale del lavoro condotto nel 2001 in quest’ambito è stato quello di determinare se chimere PNA-DNA mimanti i siti di binding del fattore nucleare kB (NF-kB) sono capaci di interazioni stabili con NFkB p52/p50 e con fattori nucleari da cellule limfoidi-B. Il disegno delle chimere PNA-DNA per NF-Kb fu eseguito con l’utilizzo anche di tecniche di dinamica molecolare per prevedere l’interazione con le proteine nucleari della famiglia dell’NF-kB. Le interazioni tra la chimera PNA-DNA e le proteine NF-kB sono state studiate con saggi elettroforetici di “mobility shift”. Inoltre, abbiamo dimostrato che, ibridi tra DNA e chimere DNA-PNA e doppi filamenti chimerici mimanti i siti di legame di hiv-1 NF-kB, sono in grado di sopprimere le interazioni molecolari tra hiv-1 ltr e p50, p52 e fattori nucleari da cellule limfoidi B. I risultati ottenuti chiaramente dimostrano che le chimere disegnate possono essere proposte come potenti molecole decoy in terapia genica. L’attività di ricerca della Sezione di Bioimmagini ha riguardato specifici progetti di ricerca che per la maggior parte possono essere inquadrate nelle seguenti aree: Oncologia sperimentale e diagnostica clinica - Cardiologia - imaging vascolare Neuroimaging - Image processing Radioterapia - Radioprotezione TC/RM body -Radiodiagnostica•Medicina Nucleare RXT met MOC Attività specifiche del settore oncologico riguardano: Individuazione in vivo e iperespressione del Bcl-2 nel Cancro Caratterizzazione morfofunzionale di neoplasie solide e linfoproliferative nella diagnosi e predittività alla risposta Stabilità in plasma e binding su linee cellulari di ligandi per i recettori della colecistochinina. Valutazione pre-clinica. Meccanismi multipli di farmacoresistenza in tumori solidi umani. Sviluppo di nuove strategie di controllo della progressione tumorale e dell’invasività del carcinoma della mammella Angiogenesi Timoma e immunopatie: Diagnostica per immagini e terapia Caratterizzazione integrata del mieloma multiplo per inquadramento diagnostico e prognostico Studio sperimentale dei modificatori delle risposte biologiche alla radioterapia Caratterizzazione dei tumori epatici mediante RM: confronto con TC Tomografia Computerizzata multisezione nelle neoplasie pancreatiche Attività specifiche nel settore dell’imaging cardiologico hanno incluso: Studi di captazione di Tc-99m tetrofosmina e PET-FDG dopo nitrati Valutazione prognostica a lungo termine in pazienti con cardiopatia ischemica e disfunzione ventricolare sinistra con: SPECT e PET Valutazione prognostica a lungo termine dopo rivascolarizzazione di “miocardio vitale disfunzionante ” determinata con MIBI: Valutazione prognostica di riserva coronarica con MIBI SPECT nel miocardio “ stunned, hibernating and scarredQ” Attività specifiche nelle aree neuroimmagini e elaborazione delle immagini includono: la collaborazione a un progetto strutturale finanziato dal MIUR per la installazione di impianti di imaging a alta tecnologia ; la messa a punto di una procedura di correzione e eliminazione degli effetti di volume parziale nelle immagini di tomografia emissiva, nell’ambito di un progetto finanziato dal V PQ di cui l’IBB ha la responsabilità di coordinamento (vedi attività di ricerca PVEOut): attività di ricerca nel settore dell’imaging RM quantitativo delle malattie neurodegenerative, in particolare per lo studio della malattia di Alzhemer, della malattia di Parkinson, della sclerosi multipla, della Sclerosi laterale amiotrofica e delle vasculopatie ischemiche cerebrali; imaging recettoriale delle malattie neurodegenerative (malattie di Alzheimer, SLA e Parkinson) A queste aree di interesse si aggiungono: le attività di ricercatori associati alla sezione che svolgono di ricerca nei settori della biometria e della oncoematologia; lo sviluppo di un progetto collaborativi di telemedicina; progetti collaborativi per lo studio delle patologie vascolari addominali(in particolare del rene) e delle patologie vascolari degli arti; progetti collaborativi nell’ambito della sicurezza (Metodologia di valutazione e riduzione del rischio in presenza di sorgenti a radiofrequenze e microonde negli ambienti di ricerca nelle applicazioni domestiche) L’IBB-Ct persegue obiettivi di ricerca che possono essere così riassunti: Progettazione e caratterizzazione di nuove molecole di natura peptidica per lo studio del processo di “misfolding” di proteine amiloidogeniche come la proteina prionica (PrP), l’amilina (nota anche come IAPP), il b-amiloide nonchè l’interazione di tali proteine con molecole antifibrillogeniche. Progettazione e sintesi di ciclodestrine bioconiugate con carnosina, omocarnosina, carcinina, farmaci anti-infiammatori non steroidei (FANS), porfirine e peptidi con attività antiaggregante, antiossidante e chelante nei confronti di ioni metallici. Per quanto concerne il primo punto, l’IBB-Ct possiede un’adeguata competenza che scaturisce da un decennio di lavoro sperimentale basato sulla sintesi, sulla caratterizzazione e studio della complessazione di ioni metallici da parte di oligopeptidi appartenenti a domini di metallo proteine di cui è nota la struttura e la funzionalità. Nell’ambito della ricerca relativa ad i sistemi peptidici, si è partiti con la sintesi e la caratterizzazione spettroscopica e termodinamica dei complessi del rame (II) e zinco (II) con dipeptidi lineari e ciclici. Questi studi hanno permesso di valutare il ruolo giocato dalle interazioni idrofobiche nella stereoselettività e stabilizzazione dei complessi con ioni metallici. Successivamente, sono stati impiegati approcci sperimentali simili per lo studio di sistemi peptidici di maggiori dimensioni contenenti residui istidinici, progettati per ottenere complessi con il Cu(II) da impiegare come modelli dell'enzima SOD. E’ da rilevare che da questi studi sono state ottenute utili informazioni relative al meccanismo attraverso cui questi complessi esplicano la loro attività SOD-like e le relazioni esistenti tra l’attività misurata e le proprietà strutturali dei complessi. La complessazione con gli ioni metallici è stata inoltre impiegata per ottenere il folding di peptidi sintetici in conformazioni ben definite. In questo caso l’introduzione di siti di legame per gli ioni metallici in oligopeptidi appropriatamente progettatii risulta essere di notevole aiuto per il controllo della conformazione ed il self-assembly di strutture peptidiche e rappresenta un approccio promettente per mimare siti attivi di metallo proteine in peptidi di natura sintetica. Recentemente, gli interessi di ricerca sono stati focalizzati sullo studio delle relazioni che intercorrono tra malattie neurodegenerative, come Alzheimer e malattie da prioni, e metalli di transizione. Queste patologie, classificate tra le malattie correlate al misfolding di proteine, sono state attribuite ad alterate interazioni metallo-proteina con conseguenti danni e formazione di aggregati. Attualmente, stiamo studiando la formazione di complessi tra Cu(II) e sequenze peptidiche omologhe alle ottaripetizioni trovate nel dominio N-terminale del prione umano umano (PrP) e sui frammenti PrP (106-126 e 180-193) della stessa proteina. Sono in corso studi che hanno lo scopo di acquisire il maggior numero di informazioni sulle possibili modalità di legarsi dello ione Cu(II). Tutto ciò scaturisce dal fatto che un coinvolgimento dello ione rame (II) nella patogenesi delle malattie da prione non può essere escluso. Tali studi potrebbero contribuire a risolvere le contraddizioni presenti in letteratura relativi alla stechiometria, alla stabilità ed alla individuazione dei siti di legame per gli ioni metallici nonché alla struttura dei complessi rame(II)-proteina. Studi recenti hanno messo in evidenza che l’alterazione dell’omeostasi degli ioni metallici nel cervello sia responsabile del danno neuronale osservato nelle malattie di Azheimer e nelle encefalopatie di origine prionica. Tuttora risulta ancora incerto l’esatto meccanismo della patogenesi ma è stato ipotizzato che lo stress ossidativo giochi un ruolo fondamentale. Quindi l’uso di composti antiossidanti, soprattutto quelli che hanno la capacità di oltrepassare la barriera emato-encefalica, dovrebbero essere di immediata rilevanza per il trattamento di malattie neurodegenerative. Stiamo sviluppando la sintesi di derivati ciclodestrinici (b-CD) contenenti una serie di unità farmacologicamente attive; tra di esse il dipeptide carnosina è stato riportato essere un farmaco protettivo contro lo stress ossidativo. I derivati ciclodestrinici coniugati con carnosina non vengono degradati dall'enzima carnosinasi mantenendo però intatta la attività biologica della carnosina. Inoltre, abbiamo recentemente dimostrato che la b-CD tal quale risulta essere un efficiente scavenger per l'OH×. Poichè studi recenti hanno mostrato come le b-CD posseggano attività anti-fibrillogenica nei confronti del peptide Amiloide b, potrebbe essere possibile ottenere composti bioconiugati in grado di avere capacità di chelare ioni metallici e allo stesso tempo avere attività antiossidante ed antiamiloidogenica. In questo stesso contesto la coniugazione di composti antiossidanti con lo zucchero a basso peso molecolare trelosio potrebbero raggiungere l'obiettivo di produrre farmaci antiossidanti in grado di oltrepassare la barriera emato-encefalica. Infine, abbiamo legato covalentemente alcuni farmaci anti-infiammatori alla b-CD per potere conferire a questi nuovi composti coniugati proprieta fisico- e bio-farmaceutiche completamente differenti da quelle possedute dai farmaci non derivatizzati. In relazione all’ultimo punto, si può notare come la complessazione della b-CD riduca alcuni effetti collaterali indesiderati come dispesia, ulcere gastrointestinali e nefrotossicità di alcuni farmaci FANS. Le b-CD risultano essere solo leggermente assorbite durante il loro passaggio attraverso lo stomaco; però esse vengono fermentate dalla flora batterica del colon in zuccheri a basso peso molecolare ed in questa forma possono essere assorbiti dall'intestino. Questa proprietà di biodegradazione delle b-CD fa sì che questi coniugati ciclodestrinici siano di particolare utilità nel trasporto sito-specifco di farmaci nel colon. Quest’ultimo aspetto riveste un particolare interesse nel in relazione all’attività chemiopreventiva esplicata da diversi farmaci FANS sulla carcinogenesi del colon. (literal)