Descrizione della commessa "Glicomica e Proteomica per la ricerca di biomarcatori per la diagnosi e la terapia di patologie congenite, tumorali e infiammatorie. (PM.P06.013)"

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  • Descrizione della commessa "Glicomica e Proteomica per la ricerca di biomarcatori per la diagnosi e la terapia di patologie congenite, tumorali e infiammatorie. (PM.P06.013)" (literal)
Potenziale impiego per bisogni individuali e collettivi
  • Tale ricerca è base preliminare per la scoperta di nuovi biomarcatori non invasivi, con possibile valore diagnostico e prognostico e di monitoraggio nel corso di specifiche terapie farmacologiche. Alterazioni della glicosilazione influenzano la crescita, la differenziazione, e l'immuno-sorveglianza dei tumori. Il fenotipo tumorale è caratterizzato dalla riduzione o dalla sovraespressione di strutture di glicani presenti nelle cellule normali, oppure per la comparsa di glicani atipici che si osservano durante lo sviluppo embrionale. La caratterizzazione di questi glicotipi tumorali è stata affrontata con l'uso di tecniche di binding con lectine o con l'impiego di anticorpi monoclonali in situ, come parte di analisi istologica di biopsia chirurgica. Negli ultimi anni, il settore è oggetto di interesse della spettrometria di massa che presenta il vantaggio di potere analizzare minime quantità di campione con elevato potere di risoluzione; lo sviluppo di biomarcatori di patologia tumorale attraverso l'analisi glicomica del siero rappresenta un target primario per lo sviluppo di metodiche non invasive di diagnosi precoce e di monitoraggio della terapia. (literal)
Strumentazione
  • Grandi (valore > 50.000 euro) MALDI TOF DE MALDI TOF DE STR MALDI TOF-TOF ESI TOF ESI Q-TOF NANO HPLC Micro HPLC Raccoglitore robotizzato di nano frazioni NMR 250 Mhz Piccole (valore 10.000-50.000) IEF Ultracentrifuga \"Speed vac\"® centrifuga HPLC SEC (size exclusion chromatography) (literal)
Tematiche di ricerca
  • Le modificazioni della glicosilazione possono risultare nello sviluppo di marcatori di stati patologici in malattie di rilevanza sociale quali i tumori e le malattie autoimmunitarie e in specifiche malattie genetiche. Nell'ottica della individuazione di biomarcatori per la diagnosi precoce e per il monitoraggio della risposta alla terapia delle suddette malattie, la presente commessa è finalizzata allo sviluppo di tecnologie chimiche per lo studio in stati fisiologici e patologici della glicosilazione di specifiche proteine nonché alla definizione del profilo degli N-glicani e degli O-glicani sierici in toto nelle suddette condizioni . L'analisi glicomica è strumento per la individuazione e caratterizzazione di un numero crescente di malattie genetiche multisistemiche afferenti ai disordini congeniti della glicosilazione. Sono state messe a punto metodiche di analisi glicomica tramite spettrometria che hanno consentito la scoperta di anomalie della glicosilazione utili per la diagnosi, la comprensione della patogenesi e per il monitoraggio del trattamento in specifiche condizioni patologiche. (literal)
Competenze
  • Consolidata esperienza nella caratterizzazione tramite spettrometria di massa di biopolimeri (MALDI-TOF, MALDI TOF/TOF, LC/ESI). Analisi e identificazione di proteine e peptidi mediante l'utilizzo di microcolonne e applicazione di LC/MS. Utilizzo di di nano-HPLC RPC per la separazione, la purificazione e lo studio dei peptidi. Sono utilizzate competenze di tipo chimico, biochimico, medico, informatico e sono previste collaborazioni per competenze in ambito biologico, matematico, genetico-molecolare. E' stata eseguita la caratterizzazioni di campioni di siero di pazienti con CDG e disordini correlati, provenienti da centri Italiani ed esteri. Questo a testimonianza del fatto che le infrastrutture analitiche e le competenze sono di primissimo livello ma dimensionate per piccoli gruppi di ricerca. Opportuni investimenti in termini di dotazione ordinaria e di personale strutturato, permetterebbe di sostenere il salto di qualità verso la realizzazione di un centro integrato di spettrometria di massa finalizzato alla proteomica e alla glicomica di livello internazionale. (literal)
Potenziale impiego per processi produttivi
  • Tale ricerca è base preliminare per lo sviluppo di metodi di potenziale applicazione in campo bio-medico ed in campo produttivo in particolare del drug-discovery. (literal)
Tecnologie
  • Spettrometria; cromatografia; elettroforesi; proteomica; glicomica. (literal)
Obiettivi
  • Sviluppo di tecnologie per l'analisi proteomica e glicomica di singole glicoproteine e dei glicani totali in fluidi biologici e \"in vitro\". 1) Individuazione e validazione di profili di glicani caratteristici di condizioni fisiologiche (invecchiamento) e di stati patologici e loro possibile modificazione nel corso di specifiche terapie farmacologiche. L'approccio glicomico alla individuazione di biomarcatori tumorali comprende lo studio degli oligosaccaridi O-linked (O-glicani) ottenuti da proteine tumorali glicosilate, secrete da linee cellulari tumorali oppure ottenute da modelli animali, come fasi preliminari allo studio di questi stessi profili nei pazienti. 2)Individuazione e caratterizzazione di nuove malattie dovute a difetti congeniti della glicosilazione, patologie multisistemiche disabilitanti dovute a difetti della glicosilazione. 3)proteoma del fluido lacrimale quale base preliminare per la individuazione di biomarkers specifici di malattie quali il dry-eye, sindrome di Sijogren o blefariti. (literal)
Stato dell'arte
  • L'analisi del glicoma umano si basa sulla caratterizzazione dei glicani, strutture oligosaccaridiche che nella glicosilazione realizzano la forma basilare di modificazione postraslazionale delle proteine. La valutazione del glicoma del siero umano ha come obiettivo principale il possibile riconoscimento di profili specifici in condizioni fisiologiche e di possibili modificazioni della glicosilazione associati allo stato di malattia in particolare in patologie congenite, infiammatorie e tumorali. L'applicazione della spettrometria di massa allo studio delle modificazioni della glicosilazione nella patologia umana, è stata fondamentale per la definizione di un gruppo di malattie note come CDG (Congenital Disorders of Glycosylation) dovute a difetti primari della glicosilazione. Alterazioni secondarie della glicosilazione ricorrono in specifiche malattie del metabolismo quali la galattosemia e l'intolleranza ereditaria al fruttosio. Abbiamo dimostrato che la galattosemia non trattata, induce l'ipoglicosilazione della transferrina sierica e nello stesso tempo anomalie di processing delle glicoforme ad essa relative (Sturiale et al. Glycobiology 2005). (literal)
Tecniche di indagine
  • Studio delle modificazioni proteiche postraslazionali, tramite analisi glicomica con spettrometria di massa: in particolare vengono eseguiti 1) lo studio dello stato di glicosilazione delle proteine native intatte (definizione del numero e dell' occupazione dei siti di glicosilazione) tramite IEF del siero con immunofissazione, spettrometria di massa MALDI-TOF, MALDI-TOF/TOF ed ESI. 2) analisi degli N-glicani ottenuti da glicoproteine del siero o dal plasma in toto mediante MALDI-TOF e MALDI-TOF/TOF. 3) Analisi e identificazione di proteine e peptidi mediante l'utilizzo di microcolonne e applicazione di LC/MS. Utilizzo di di nano-HPLC RPC per la separazione, la purificazione e lo studio dei peptidi. 4) caratterizzazione di proteine da Gel mono o bidimensionale mediante Peptide Mass Fingerprint (PMF) e/o mediante Tecniche di MS/MS. 5) Proteomica quantitativa mediante ITRAC® o ICAT® per la rivelazione di biomarcatori sovra o sottoespressi. (literal)
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