GLIOLIGHT - Prevention of high-grade gliomas through the detection and elimination of early-stage brain tumours

Titolo: Prevention of high-grade gliomas through the detection and elimination of early-stage brain tumours

Acronimo: GLIOLIGHT

Bando: PNRR_RICERCA_Progetti finanziati dal Piano Nazionale Ripresa e Resilienza – Ricerca. Type of Action: Bando “Young Researchers 2024” - linea SoE - Seal of Excellence

Durata: 36 mesi

Responsabile scientifico: Dott. Luca Menilli

Budget: 249.950,00 €

Abstract:
Fluorescence-guided neurosurgery (FGS) represents a standard technique for tumour resection in glioblastoma multiforme (GBM). It is based on the fluorescence of Protoporphyrin IX (PpIX), a metabolite of 5-aminolevulinate (5-ALA) in the biosynthesis of heme that is selectively accumulated in GBM. However, its utility is limited to GBM since PpIX fluorescence is substantially weaker in Diffuse Astrocytomas (DA), a frequent early stage of GBM. DA represents a challenge to the surgeon due to the difficulties in differentiating tumour tissue from normal brain tissue. DA is an adult primary brain cancer with a better prognosis than GBM, median overall survival of 7 years vs 15 months, respectively. However, recurrent DA tumours tend to be more aggressive and transform into GBM. Different studies concur about the importance of the extent of resection in DA since more than 90% of tumour resection can improve the final prognosis of patients. Thus, innovative tools to support intraoperative guidance, as well as the detection and elimination of residual tumour cells, are challenging needs. The goal of the project is to enhance the uptake of 5-ALA and its conversion into PpIX in DA cells with the helps of nanotechnology for RNA delivery. Subsequent photodynamic treatment of the tumour bed will eliminate residual tumour cells.

Specific objectives are:

• To develop cellular and in models for DA (WP1)
• To enhance the fluorescence contrast between tumour and normal tissue (WP2)
• To assess the efficacy of combined fluorescence-guided surgery and in situ photodynamic elimination of residual tumour cells (WP3)
• The results of the project will enable the detection and elimination of brain tumours at an early stage, thereby preventing their evolution to uncurable high-grade gliomas and improving the prognosis of DA patients.

Il progetto mira a sviluppare nuove strategie per migliorare l’identificazione e la rimozione degli astrocitomi diffusi, tumori cerebrali difficili da distinguere dal tessuto sano durante l’intervento chirurgico.

La ricerca impiegherà nanotecnologie per il trasporto di RNA, con l’obiettivo di aumentare nelle cellule tumorali l’assorbimento dell’acido 5-aminolevulinico (5-ALA) e la sua conversione in protoporfirina IX (PpIX), una molecola fluorescente utilizzata nella chirurgia guidata dalla fluorescenza. L’aumento del contrasto tra tumore e tessuto sano potrebbe consentire una rimozione più precisa e completa.

Attraverso lo sviluppo di modelli sperimentali, sarà inoltre valutata l’efficacia della combinazione tra chirurgia guidata dalla fluorescenza e terapia fotodinamica, che utilizza la luce per colpire le cellule tumorali residue. L’obiettivo è contribuire a ridurre il rischio di recidiva e di progressione verso forme più aggressive, migliorando la prognosi dei pazienti.

  Approcci biotecnologici di frontiera per la salute, per l’ambiente e l’industria

Titolo: Approcci biotecnologici di frontiera per la salute, per l’ambiente e l’industria

Bando: MUR ex D.M. n.1170 del 07/08/2024

Durata: 11 mesi

Responsabile scientifica: Prof.ssa Barbara Spolaore

Budget: 10.500,00 €

Abstract:
Le Biotecnologie rappresentano un campo in rapida evoluzione. In particolare, l'uso di modelli e applicazioni biotecnologiche avanzate ha permesso di realizzare significativi progressi nella comprensione e nel trattamento di malattie neurodegenerative e neurologiche, distrofie muscolari, malattie metaboliche e tumori. L'ingegneria tissutale sta aprendo nuove strade per la rigenerazione muscolare e il trattamento di queste patologie e le Biotecnologie stanno sviluppando nuove piattaforme di screening e terapie mirate per affrontare queste patologie complesse.
Il progetto mira a sviluppare e applicare strategie biotecnologiche avanzate per migliorare la comprensione e il trattamento di malattie neurodegenerative, distrofie muscolari, malattie metaboliche e tumori, nonché promuovere la rigenerazione tissutale. In particolare, il progetto si propone di:

1. Studiare i meccanismi patogenetici delle malattie neurodegenerative e neurologiche e testare potenziali terapie innovative basate su molecole a RNA e proteine terapeutiche ricombinanti.
2. Sviluppare approcci di ingegneria tissutale per la rigenerazione muscolare e ossea.
3. Sviluppare nuove piattaforme di screening e terapie mirate per le malattie metaboliche complesse.
4. Contribuire alla comprensione dei meccanismi molecolari della tumorigenesi e alla scoperta di nuovi bersagli molecolari per migliorare le strategie terapeutiche del cancro.

In questo contesto, la collaborazione tra le Unità del Consorzio Interuniversitario delle Biotecnologie ed i rispettivi programmi pre- e post-laurea si propongono di indirizzare i giovani studenti verso una formazione negli ambiti biotecnologici della salute. Il progetto si svilupperà secondo le seguenti sotto-attività:

• Analisi degli effetti di modifiche chimiche e post-traduzionali sul processo di aggregazione di proteine amiloidogeniche coinvolte in malattie neurodegenerative.
• Analisi dello stress ossidativo mitocondriale e dell'attività antiinfiammatoria della proteina alfa1 antitripsina in malattie neurodegenerative.
• Applicazioni terapeutiche dell'editing dell'RNA nelle malattie neurodegenerative.
• Sviluppo di una piattaforma terapeutica basata su RNA per il trattamento della Sclerosi Laterale Amiotrofica (SLA).
• Ingegnerizzazione di batteri probiotici come strategia per la somministrazione in vivo di proteine ricombinanti terapeutiche per malattie neurologiche.
• Studio dell'infiammazione e della rigenerazione muscolare nelle miopatie utilizzando scaffold biostampati in 3D.
• Bioengineering dell'osso basata sulla mineralizzazione di gel polisaccaridici grazie a batteri calcificanti.
• Analisi dei meccanismi alla base della progressione tumorale nella leucemia acuta mediati dal "cross-talk" cellula leucemica-microambiente.
• Identificazione di target molecolari per la terapia antitumorale in modelli cellulari di tumori ginecologici in seguito a stress ossidativo e ipossia.
• Identificazione di nuovi farmaci antitumorali contro "vascular endothelial growth factor receptors" (VEGFRs) mediante "surface plasmon resonance" (SPR) e "microscale thermophoresis" (MST).
• Analisi di nuovi bersagli terapeutici nel microambiente tumorale basati su screening CRISPR-Cas9 mirati al metabolismo del ferro.
• Impiego di inibitori di lipide chinasi in oncologia.
• Sviluppo di sistemi di delivery per strategie basate su mRNA per il trattamento della Guanidinoacetato metiltransferasi (GAMT)-deficienza.
• Applicazione di nuove piattaforme di screening per i difetti congeniti del metabolismo mediante approcci di proteomica mirata.

  3D-VITA - Applicazione di una piattaforma 3D per lo studio di terapie combinate e immunoviroterapia nel sarcoma epitelioide

Titolo: Applicazione di una piattaforma 3D per lo studio di terapie combinate e immunoviroterapia nel sarcoma epitelioide

Acronimo: 3D-VITA

Bando: Contributo liberale – Eurositema - Banca d’Italia

Durata: 18 mesi + 6 di proroga

Responsabile scientifico: Prof.ssa Mariangela Garofalo

Budget: € 30.800

Abstract
Lo studio si propone di valutare l’efficacia antitumorale di una strategia terapeutica combinata per il sarcoma epitelioide (EpS), utilizzando una piattaforma microfluidica avanzata. L’approccio integra un vaccino oncolitico progettato specificamente per l’EpS, capace di distruggere direttamente le cellule tumorali e attivare una risposta immunitaria, con agenti immunomodulanti quali melatonina, vitamina D3 e acido all-trans retinoico (ATRA).

Il microambiente tumorale dell’EpS è caratterizzato da una forte presenza di macrofagi di tipo M2, che favoriscono la crescita del tumore e limitano la risposta immunitaria. In questo contesto, la sola attivazione dei linfociti T potrebbe non essere sufficiente a ottenere una risposta terapeutica efficace. La combinazione proposta mira quindi ad agire sia sulle cellule tumorali sia sulla componente immunosoppressiva del microambiente, riducendo o riprogrammando i macrofagi M2. Gli agenti selezionati hanno mostrato, in diversi modelli tumorali, la capacità di contrastare la polarizzazione dei macrofagi verso il fenotipo M2 e favorire condizioni più adatte alla risposta immunitaria antitumorale.

L’effetto del trattamento sarà valutato mediante microscopia confocale, analizzando la presenza e la distribuzione dei linfociti T CD8+ e dei macrofagi M2 all’interno degli sferoidi tumorali, prima e dopo il trattamento combinato. A questo scopo saranno utilizzati marcatori specifici, tra cui CD8 per i linfociti T e CD163/CD206 per i macrofagi M2.

  INTELLI-MI – Tecnologie Intelligenti per la Medicina di Innovazione

Titolo: INTELLI-MI – Tecnologie Intelligenti per la Medicina di Innovazione

Bando: Finanziamento di progetti di ricerca e sviluppo realizzati dalle Reti Innovative Regionali e dai Distretti Industriali (DGR n. 729 del 26 giugno 2024)

Durata: 31 mesi

Responsabile scientifico: Prof. Stefano Moro

Budget totale: 32.000 €

Abstract:
INTELLI-MI si focalizza sull’utilizzo delle Tecnologie Intelligenti hardware e software nel settore Health. Il progetto mira a potenziare ed efficientare tale settore con l’applicazione delle tecnologie abilitanti di Industria 4.0 mediante la realizzazione di Sistemi Intelligenti che coprono l’intero spettro dal “micro” (omiche, biologia molecolare), al “macro” (sistemi informativi, robotica). Le tecnologie intelligenti sviluppate in INTELLI-MI saranno gli elementi costitutivi per la realizzazione di un backbone end-to-end, solido, affidabile, efficiente, aperto e flessibile a supporto delle diverse fasi di progettazione, caratterizzazione, validazione e prototipazione dei processi in ambito biomedicale e sanitario.
INTELLI-MI è interdisciplinare, coinvolgendo sia le scienze dure (fisica, matematica), che le scienze applicate (informatica, ingegneria), le scienze biologiche (omiche, biologia molecolare, chimica farmaceutica), e le scienze umane (diritto), riproducendo il contesto operativo del settore target. L’infrastruttura realizzata includerà tecnologie informatiche, fisiche, matematiche, chimiche e ingegneristiche, opportunamente declinate in ambito eHealth. La struttura del progetto si basa sull’approccio bottom-up, che a partire dalle scienze di base (fisica, biologia, biologia molecolare), che si istanziano nella Bio-Informatica e nelle Bio-Tecnologie, passa per la Bio-Fisica e la Bio-Ingegneria, che si collocano al successivo livello tecnologico, per arrivare alla realizzazione di sistemi hardware e software per specifiche applicazioni. Substrato comune a tutti gli ambiti di intervento sono le metodologie abilitanti proprie dell’Information & Communication Technologies (ICT), e dell’AI, da intendersi in senso lato, ovvero come superset che include le diverse declinazioni della Machine Learning (ML), Deep Learning (DL) e metodi classici di analisi dei dati, che intervengono quali strumenti imprescindibili a supporto delle attività in tutti gli ambiti dal “micro” al “macro”. Complessivamente, INTELLI-MI contribuirà significativamente all’avanzamento del SOA a livello scientifico, all’efficientamento e all’introduzione di nuove funzionalità in ambito Bio- e alla sostenibilità, mediante la costituzione di un ecosistema di tecnologie intelligenti su cui far crescere la prossima generazione di sistemi intelligenti in ambito Health.

Sito del progetto: www.tech4life.it

  Lipid Droplets and mitochondria: friends or foes in metabolic syndrome?

Titolo: Lipid Droplets and mitochondria: friends or foes in metabolic syndrome?

Bando: Fondazione Cariparo – Progetto di Eccellenza 2024

Durata: 3 anni

Responsabile scientifico: Prof.ssa Marisa Brini

Budget totale: 399.300 €

Abstract:
Obesity has a high clinical impact on human health given its associated complications such as type 2 diabetes mellitus and cardiovascular diseases that predicate the onset of metabolic syndrome. In conditions of energy excess, adipose tissue undergoes expansion through both adipocyte hyperplasia and hypertrophy. Lipid droplets (LDs) are the primary lipid storage and act as hubs for lipid metabolism and signaling. Their pivotal role extends to influencing cellular metabolism by interacting with various organelles, particularly mitochondria (MT). Along with mass enlargement, adipocytes develop biochemical and metabolic abnormalities also linked to MT damage. Dysfunctional adipocytes act as “immune” cells producing inflammatory cytokines, recruiting macrophages, and promoting a systemic chronic low-grade inflammatory status. Several studies, mainly performed on liver, have revealed that LDs-MT association increases upon high fat diet and inflammation conditions. The precise mechanisms determining the metabolic signature to the LDs-associated MT and the dysfunctions that result from unbalanced proportions of peridroplet and cytosolic MT remain to be explored. In this project we propose to undertake a comprehensive study to investigate the LDs-MT interactions in adipocytes, leveraging both 3T3-L1 cells and mouse or human primary cultures. We aim to mimic metabolic alterations observed in obesity such as hyperglycemia and high free fatty acids/triglycerides, alongside inflammatory stimuli. The role of adipocytes/macrophages crosstalk and the possibility that the modulation of mitochondrial Ca2+ handling could represent a valuable target for mitigating the inflammatory response in dysfunctional adipocytes will be investigated with a specific focus on its impact on LDs-MT contacts. Understanding the roles and mechanisms governing MT tethering to LDs could offer new points of intervention in metabolic diseases, potentially paving the way for innovative therapeutic strategies.

  Trattamento di carcinoma della mammella con linfociti T specifici attivati con materiali nanoparticellari (TALISMAN)

Titolo: Trattamento di carcinoma della mammella con linfociti T specifici attivati con materiali nanoparticellari (TALISMAN)

Bando: Ministero delle Imprese e del Made in Italy - Accordi di Innovazione D.M. 31 Dicembre 2021 e D.D. 14 Novembre 2022

Durata: 3 anni

Responsabile scientifico: Stefano Salmaso

Budget totale: 1.550.000 €

Abstract:
Il progetto è diretto allo sviluppo di una tecnologia appartenente all'ambito delle Tecnologie delle scienze della vita. Il progetto riguarda la seguente Area di Intervento: strumenti, tecnologie e soluzioni digitali per la salute e l'assistenza, compresa la medicina personalizzata. Nell'ambito di tale Area di Intervento il progetto è diretto allo sviluppo delle seguenti linee generali: Strumenti integrati, tecnologie, dispositivi medici, immaginografia medica, biotecnologia, nanomedicina e terapie avanzate (comprese terapia cellulare e genica), e soluzioni digitali per la salute umana e l'assistenza, tra cui IA, soluzioni mobili e telemedicina; affrontare al contempo, ove opportuno e sin dalle fasi iniziali, gli aspetti connessi a una produzione efficiente in termini di costi al fine di ottimizzare la fase di industrializzazione e il potenziale di innovazione per arrivare a un prodotto medicinale accessibile;

  Vimentin-G-quadruplex repeats complexes as innovative therapeutic target to control cancer Progression

Titolo: Vimentin-G-quadruplex repeats complexes as innovative therapeutic target to control cancer Progression

Bando: AIRC Investigator Grant IG 2021 – Id. 26474

Durata: 48 mesi

Responsabile scientifico: Prof.ssa Claudia Sissi

Budget totale: 446.000 €

Abstract:
Vimentin is a intermediate filament protein with mechanical and signaling functions. It is well-stated that their combinations ultimately supports epithelia to mesenchymal transition (EMT) and the progression of epithelial cancer cells. It derives that vimentin has been considered an attractive target for anticancer therapy. However, it appeared as undruggable due to its multifaceted structural and functional features and, now-a-days no drugs have been identified to target it. 

Link sito AIRC

  Titolo: Mapping the natural course of comorbid bipolar disorder via integration of multimodal data (MapCoBD)

Titolo: Mapping the natural course of comorbid bipolar disorder via integration of multimodal data (MapCoBD)

Bando: PNRR M6/C2_CALL 2023

Durata: 24 mesi (dal 01/07/2024 al 30/06/2026)

Responsabile scientifico: Stefano Comai

Importo finanziato: 176.342,00 €

Abstract:
Il progetto MapCoBD si propone di mappare l'evoluzione clinica del disturbo bipolare analizzando l'impatto di comorbidità comuni come l'ADHD e il disturbo borderline di personalità. Attraverso uno studio osservazionale di dodici mesi su centocinquanta pazienti, i ricercatori monitoreranno i cambiamenti nei sintomi dell'umore, nelle funzioni cognitive e nei parametri biologici. I dati raccolti includeranno scansioni cerebrali, biomarcatori infiammatori e analisi molecolari per identificare le basi biologiche dell'instabilità psichica. L'obiettivo finale è utilizzare l'apprendimento automatico per creare modelli statistici capaci di prevedere le traiettorie della malattia in contesti clinici reali. Questa indagine integrata punta a migliorare la comprensione della eterogeneità del disturbo e a perfezionare i percorsi di cura personalizzati.

  MYPLACE - Biodiversity and bioprospecting of fungal endophytes from the Antarctic plant Colobanthus quitensis: a focus on mycoviruses

Titolo: Biodiversity and bioprospecting of fungal endophytes from the Antarctic plant Colobanthus quitensis: a focus on mycoviruses (MYPLACE)

Bando: Programma Nazionale di Ricerca in Antartide - Bando PNRA 2022, Decreto direttoriale 8 aprile 2022, n. 614 - linea di intervento E - Progetto codice PNRA0000054

Durata: 2 anni (01/05/2024 al 30/04/2026) Prorogato fino al 30/10/2026

Responsabile scientifico: Patrizia Polverino de Laureto

Budget totale: 49.155,00 €

Abstract:
Antarctica is a largely untouched environment, and studying its life forms has been a significant research focus for many years. Organisms in Antarctica have adapted to extreme conditions. The Maritime Antarctic, especially the Antarctic Peninsula, is home to two unique flowering plants: Deschampsia antarctica and Colobanthus quitensis, which have adapted well to cold temperatures. The interaction with microorganisms, particularly fungi, increases plant resistance to various stresses and can affect ecological dynamics. Fungi play vital roles in ecosystems by colonizing plant roots and shoots, leading to beneficial interactions that enhance plant growth and stress tolerance. Mycoviruses may also influence these plant-fungus relationships. The project will investigate the diversity of microbiota in C. quitensis through modern omics techniques and identify new fungal endophytes. It will also explore their associated viromes and extract metabolites for bioprospecting, aiming for important advancements in the field.

  Lactate-Mediated Crosstalk Between Medulloblastoma and the Tumor Microenvironment as a Driver of Ferroptosis Resistance

Titolo: Lactate-Mediated Crosstalk Between Medulloblastoma and the Tumor Microenvironment as a Driver of
Ferroptosis Resistance

Bando: Mia Neri Foundation Call for Research Project Proposals - 2025 edition

Durata: 2 anni (dal 01/01/2026 al 31/12/2027)

Responsabile scientifica: Roberta Bortolozzi

Budget totale: 100.000 €

Abstract:
Il medulloblastoma è il tumore cerebrale maligno più frequente nei bambini. È molto aggressivo e tende a ripresentarsi anche dopo le cure. Oggi, circa un terzo dei pazienti non risponde in modo duraturo alle terapie disponibili, perciò è necessario trovare nuovi approcci terapeutici. Negli ultimi anni la ricerca ha dato molta importanza allo studio del microambiente tumorale, scoprendo che le cellule cancerose sono in grado di riciclare alcune sostanze scartate dalle cellule sane circostanti per produrre energia e sostenere processi fondamentali per sopravvivere alle terapie. Nel nostro laboratorio abbiamo scoperto che il #lattato prodotto da alcune cellule del cervello, come gli astrociti, può proteggere le cellule di medulloblastoma dalla ferroptosi, una forma di morte cellulare che potrebbe essere usata come arma contro i tumori più difficili da trattare. Il progetto studierà in dettaglio questo scambio metabolico tra tumore e astrociti. Per fare questo, creeremo in laboratorio dei modelli tridimensionali che mimino l’interazione tra la massa tumorale e l’ambiente circostante che andremo poi a studiare utilizzando tecniche avanzate di analisi cellulare e tecnologie multiomiche. L’obiettivo è scoprire nuove vulnerabilità metaboliche del medulloblastoma che potrebbero essere sfruttate per nuove strategie terapeutiche sempre più mirate ed efficaci per i bambini affetti da questo tumore.

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