Archivio seminari dipartimentali 2020/2021

21 ottobre 2020: Franca Rossi (UNIUPO - DSF)

Le zanzare Anopheles sono responsabili della trasmissione all'uomo delle specie di plasmodio che causano la Malaria. La diffusione di ceppi di Anopheles resistenti ai trattamenti in uso per contenere le popolazioni del vettore rende necessario lo sviluppo di insetticidi innovativi. Il seminario sarà principalmente dedicato alla descrizione delle ricerche che hanno portato alla caratterizzazione biochimica di sulfotransferasi citosoliche di Anopheles gambiae (AgSULT); le SULTs, infatti, sono enzimi sistematicamente studiati in altre specie, incluso l'uomo, ma sul cui ruolo negli insetti possediamo informazioni scarse e frammentarie. La disponibilità delle proteine in forma ricombinante e la determinazione della struttura cristallografica di una di esse sono e saranno di supporto all'identificazione/progettazione di inibitori a piccola molecola da saggiare in vivo, con una doppia finalità: descrivere il ruolo di questi enzimi nella biologia di Anopheles e validarli come bersagli molecolari alternativi nella zanzara, per sviluppare molecole ad attività insetticida basata su nuovi meccanismi di azione.

4 Novembre 2020: Marianna Dionisi (UNIUPO – DSF)

I nanomateriali hanno suscitato un crescente interesse negli ultimi anni in diversi settori, dall’industria tecnologica ai beni di consumo. In particolare, le nanoparticelle ingegnerizzate di silice (NPs), grazie alla biocompatibilità ampiamente documentata di questo materiale, vengono considerate uno strumento promettente per numerose applicazioni in campo biomedico (i.e. imaging, drug delivery). Tuttavia, i meccanismi che regolano l’interazione tra NPs e strutture cellulari e subcellulari, così come le potenziali alterazioni dei parametri funzionali fondamentali di cellule e/o tessuti che possono derivarne, rimangono ancora scarsamente caratterizzate. Limitazioni considerevolmente rilevanti soprattutto per quei target biologici che, come il sistema nervoso, sono ritenuti particolarmente sensibili e vulnerabili agli stimoli ambientali. Nell’ottica di incrementare la comprensione per una progettazione razionale e controllata delle nanoparticelle, abbiamo voluto investigare l’impatto delle NPs di silice, somministrate ad una dose considerata non tossica (20 µg mL-1), sull’eccitabilità neuronale, focalizzando, quindi, la nostra attenzione sui principali mediatori dell’attività elettrica: i canali ionici.

18 Novembre 2020: Federica Pollastro e Gianna Allegrone (DSF-UNIUPO)

Nonostante la Cannabis sativa produca metaboliti secondari appartenenti a diverse classi biogenetiche ed oltre 150 cannabinoidi, l’attenzione della ricerca biomedica su questa pianta è attualmente focalizzata su soltanto due cannabinoidi specifici, il tetraidrocannabinolo (THC) ed il cannabidiolo (CBD). D’altro canto, la canapa produce una miriade di cannabinoidi considerati minori in termini di concentrazione nelle varietà attualmente coltivate in Europa, ma che si riscontrano in concentrazioni elevate in campioni di altra provenienza al pari di composti fenolici non-cannabinoidi. Sono state descritte di recente due nuove classi di composti: i sesquicannabinoidi e gli esteri isoprenilici dei pre-cannabinoidi. Sono inoltre stati identificati composti fenolici di interesse presenti in alcuni chemiotipi. Il profilo biologico di questi composti non è noto a ragione della loro difficoltà di ottenimento per cui è necessaria la combinazione di un expertise preparativo (isolamento/ottenimento semi-sintetico) ed analitico (metodi di analisi specifica tramite tecniche analitiche HPLC-MS/MS e GC-MS).

Progetto finanziato dal Bando Ricerca Locale

2 Dicembre 2020: Marco Corazzari (UNIUPO - DSS)

L'incidenza del melanoma cutaneo è in costante aumento negli ultimi anni, con una prognosi ancora infausta e la mancanza di una cura in grado di garantire un'adeguata sopravvivenza dei pazienti. Sebbene la nuova strategia terapeutica basata sull’utilizzo di inibitori dei checkpoint immunitari sia incoraggiante, la comparsa di fenomeni di resistenza e/o effetti collaterali, potrebbero limitarne l'uso clinico. Strategie terapeutiche alternative sono quindi in attiva fase di studio, al fine di eliminare selettivamente e in modo efficiente le cellule di melanoma. Recentemente, è stata identificata una modalità di morte cellulare dipendente dal ferro, denominata ‘ferroptosi’. Sebbene i meccanismi molecolari che regolano questa via di morte siano ancora elusivi e oggetto di indagini approfondite, la sua induzione è stata originariamente descritta dipendere dall’utilizzo di erastina, un inibitore del sistema XC − che permette l'assorbimento di cistina accoppiato all’esporto di glutammato, situato sulla membrana cellulare. La carenza di cistina comporta una deplezione di glutatione e conseguente inibizione dell’attività della glutatione perossidasi 4 (Gpx4), richiesta per la inattivazione dei perossidi lipidici, i principali mediatori della morte ferroptotica. I nostri studi hanno rivelato che la ferroptosi è inducibile nelle linee cellulari di melanoma metastatico, sebbene la sua esecuzione sia inibita nella maggior parte di esse, a causa della espressione e attivazione degli AKR1C1÷3. Questi ultimi sono membri della famiglia genica delle aldocheto reduttasi (AKR), enzimi capaci di convertire aldeidi e chetoni nella forma meno reattiva di alcoli. Questi enzimi, degradando i perossidi lipidici, sono quindi in grado di inibire l’esecuzione della ferroptosi. Tuttavia, la inibizione dell'espressione/attività degli AKR ristabilisce la normale esecuzione di questo processo di morte cellulare. I nostri studi mettono quindi in evidenza che l'uso di farmaci pro-ferroptotici accoppiati a inibitori degli AKR potrebbe rappresentare la base per lo sviluppo di una nuova strategia terapeutica per il trattamento del melanoma metastatico.

16 Dicembre 2020: Fabrizio Condorelli (UNIUPO - DSF) e Andrea Calcagno (UNITO)

La comprovata efficacia delle terapie antiretrovirali (ART) per l'HIV trova come principale ragione di fallimento la frequente mutazione dei target virali (trascrittasi inversa, integrasi, proteasi, etc.). D'altro canto, l'integrazione dell'HIV nel genoma della cellula ospite e la successiva transizione allo stato di latenza rappresentano un reale ostacolo all'eradicazione dell'AIDS per la mancanza di farmaci incidenti su tali eventi. Ciò posto, abbiamo creato un consorzio di ricerca, basato su competenze di virologia di base e clinica, nonché di farmacologia molecolare, volto ad individuare nuovi strumenti terapeutici utili ad ostacolare l'integrazione dell'HIV e/o la sua (ri)epressione dello stato latente. Qui presentiamo un riassunto delle nostre investigazioni su target dell'ospite, le cui mutazioni sono eventi relativamente rari, ed in particolare agli elementi che integrano gli arrangiamenti epigenetici (es. HDAC e sirtuin) con il metabolismo energetico (es. AMPK), anche attraverso il “repositioning” di farmaci di farmaci già in uso per altre patologie.

Progetto finanziato dal Bando Ricerca Locale

13 Gennaio 2021: Simone Gaeta (DSF-UNIUPO)

The studies within natural products biosynthesis by the use of isotopes - stable or not- represented a milestone to unlock the chemical logic behind secondary metabolites production. Since the details of primary metabolism came into view, feeding experiments of isotopically enriched building blocks on plants tissue, microorganisms and fungi allowed to determine the connectivity of such fragments in complex natural scaffold. Despite the use of these techniques have become less central in the post-genome era due to bioinformatic predictions of ORF in established gene clusters, isotopomerguided studies are still a crucial card to play for chemists whenever the biosynthetic machinery is mostly unknown. A suitable case study is represented by tigliane diterpenoids (C20), a class of biomedical and technological relevant compounds naturally occurring in Euphorbiaceae and Thymelaceae families, whose biosynthesis is still considered a black-box in natural products chemistry. Driven by the elegant biogenetic proposal of prof. Jasmin Jakupovic (1949-2005), the synthesis of terpene precursors isotopologues (2H, 13C) and feeding experiments on the species Fontainea picrosperma C.T.White were performed as part of my PhD program. The analysis of the downstream archetypal molecule did not show a significant incorporation by LC-MS and NMR spectroscopy suggesting a metabolic-delay in the production of these noxious compounds in early stage of shootings life. The obtained results paved the way for new interdisciplinary experiments to solve the riddle of tigliane biosynthesis from a chemical to a biological point of view.

27 gennaio 2021: Davide Maria Ferraris (DSF-UNIUPO)

La leucemia mieloide acuta (LMA) è una neoplasia ematologica aggressiva ed eterogenea causata da una crescita anomala delle cellule staminali ematopoietiche e caratterizzata da una rapida insorgenza di sintomi correlati ad alterazioni patologiche del midollo osseo, con un tasso di sopravvivenza a 5 anni di un adulto di solo del 30%. Nell'LMA, i blasti mieloidi arrestano il loro sviluppo in uno stadio precoce di differenziazione, e questo stadio del ciclo cellulare è caratterizzato da un basso livello di risposta alla terapia. Di conseguenza, nuove terapie contro la LMA potrebbero essere dirette a promuovere la differenziazione dei blasti in cellule ematopoietiche mature. È stato recentemente dimostrato che una modulazione della biosintesi delle pirimidine induce la differenziazione dei blasti mieloidi, suggerendo che l'inibizione di questa via metabolica possa indicare un approccio selettivo e mirato alle cellule ematopoietiche immature. L'enzima umano bifunzionale UMPS promuove le due reazioni terminali della biosintesi de novo delle basi pirimidiniche che culmina con la sintesi dell'uridina monofosfato. Il progetto di ricerca, finanziato attraverso i fondi destinati alla ricerca locale, si propone di sviluppare inibitori dell’enzima UMPS umano con lo scopo di inibire la biosintesi delle pirimidine e contestualmente di promuovere la differenziazione dei blasti mieloidi, superando così l’arresto della loro differenziazione, e indicando possibili approcci farmacologici alternativi o in combinazione con le attuali terapie contro la LMA.

*progetto finanziato dal Bando Ricerca Locale

10 febbraio 2021: Chiara Porta (DSF-UNIUPO)

Il mesotelioma pleurico maligno (MPM) è un tumore raro, aggressivo e con prognosi infausta. Recentemente, tazemetostat, un inibitore dell'istone metiltransferasi EZH2, è entrato negli studi clinici per l’effetto anti-proliferativo riportato sulle cellule di MPM. Tuttavia, gli effetti della riprogrammazione epigenetica sul microambiente tumorale sono finora inesplorati. Per questo abbiamo messo a punto un modello 3D MPM-monociti che ricapitola, in vitro, il reclutamento dei monociti nel tumore e la loro differenziazione funzionale in cellule simili ai Macrofagi Associati al Tumore (TAM). In questo modello abbiamo studiato l’effetto di tazemetostat e abbiamo trovato che l’inibizione di EZH2 favorisce la capacità delle cellule tumorali di reclutare monociti i quali neutralizzano l’attività anti-tumorale del farmaco. Questi risultati indicano che l’entità dell’infiltrato macrofagico riduce l’efficacia di tazemetost e gettano le basi per studi futuri diretti a valutare la combinazione di inibitori di EZH2 con strategie di deplezione o riprogrammazione dei TAM.

*progetto finanziato dal Bando Ricerca Locale

24 febbraio 2021: Luigi Panza (DSF-UNIUPO)

I vinaccioli sono tra i principali costituenti della vinaccia (20% - 30% della matrice umida) ma la loro composizione oligosaccaridica non è stata sinora studiata. Descriveremo la purificazione e l'identificazione di oligosaccaridi a basso peso molecolare contenuti in un estratto EtOH / acqua da vinaccioli. Gli oligosaccaridi sono stati purificati mediante cromatografia ad esclusione dimensionale per frazionare i composti in base ai pesi molecolari. La caratterizzazione chimica delle frazioni combinate è stata eseguita mediante spettroscopia di risonanza magnetica e analisi di gascromatografia-spettrometria di massa permettendo di caratterizzare oltre a zuccheri molto comuni (glucosio e saccarosio) un trisaccaride raro.

Progetto finanziato dal Bando Ricerca Locale

10 marzo 2021: Elisa Zavattaro (Clinica Dermatologica, AOU Maggiore della Carità, Novara)

Il melanoma è una neoplasia maligna potenzialmente metastatizzante, che può colpire la cute e le mucose, più frequente nei maschi di età inferiore a 50 anni. Nonostante l’aumento dell’incidenza del melanoma, negli ultimi anni sono stati riconosciuti alcuni bersagli terapeutici specifici che hanno permesso di migliorare notevolmente la prognosi e la sopravvivenza dei pazienti. Sebbene la chirurgia rimanga il trattamento di scelta, essa è stata recentemente affiancata dall’immunoterapia e dalla terapia target a bersaglio molecolare. L’obiettivo principale di quest’ultima è rappresentato dall’oncogene BRAF (MAPK pathway), che, se mutato, promuove la proliferazione e sopravvivenza cellulare, favorendo il mantenimento della neoplasia stessa. Esistono però meccanismi di resistenza intrinseca ed estrinseca ai BRAF inibitori che determinano l’inefficacia/perdita di efficacia terapeutica, con notevoli ripercussioni clinico-sanitarie. Conseguentemente sono allo studio nuove molecole e combinazioni/sequenze di trattamento che permettano di superare la resistenza e di contenere la tossicità farmacologica.

24 marzo 2021: Michela Bosetti  (DSF-UNIUPO)

Il tessuto adiposo autologo viene utilizzato per il riempimento e/o la rigenerazione dei tessuti sia come lipoaspirato, ottenuto da liposuzione, sia come frazione cellulare derivata da digestione enzimatica del tessuto adiposo stesso come trapianto di cellule autologhe o veicolate da scaffold biologici o sintetici di varia natura. Partendo dall’evidenza sperimentale dell’attività delle cellule staminali riportata in letteratura, abbiamo studiato in vitro l’attività del lipoaspirato micronizzato quale alternativa alle cellule estratte nella rigenerazione cutanea, evitando così i processi di manipolazione, i limiti normativi e i costi derivanti dall’isolamento coltura e differenziamento delle stesse e gli effetti collaterali derivanti dagli scaffold utilizzati come supporto per le cellule. Il lipoaspirato può essere considerato uno scaffold naturale, ricco di cellule staminali autologhe, che, quando utilizzato a livello cutaneo, dà luogo a diverse attività biologiche utili al processo di wound healing.
*progetto finanziato dal Bando Ricerca Locale

7 aprile 2021: Gian Cesare Tron (DSF-UNIUPO)

RORγt (retinoic acid related orphan receptor γ) è un recettore nucleare orfano, localizzato nelle cellule linfoidi, il quale è stato mostrato svolgere un ruolo primario nella patologia infiammatoria essendo cruciale per lo sviluppo delle cellule T helper 17 (Th17). La sua inibizione è pertanto una nuova strategia terapeutica per il trattamento di parecchie malattie autoimmunitarie tra le quali possiamo citare la sclerosi multipla, l’artrite reumatoide, il morbo di Crohn, la psoriasi, il lupus eritematoso sistemico, e malattie infiammatorie croniche intestinali. D’altro canto, recenti studi hanno mostrato l’utilità degli agonisti su RORγt nel campo della cancer immunotherapy. Infatti, gli agonisti di RORγt incrementando la produzione di citochine vanno ad amplificare l’attività citotossica delle cellule T mantenendole attive e vive per più tempo. Lo scopo di questo seminario sarà prevalentemente quello di mostrare gli approcci chimicofarmaceutici che sono stati utilizzati dal nostro gruppo per identificare molecole caratterizzate dal possedere attività agonista o agonista inversa sul recettore RORγt.

*progetto finanziato dal Bando Ricerca Locale

28 aprile 2021 Ivana Miletto (DISIT-UPO), host Giovanni Battista Giovenzana (DSF-UPO)

In recent decades, advances in nanotechnology have made a great contribution to the development of multifunctional nanomaterials. The paradigm shift from single purpose to multipurpose materials represents a key step towards the achieving of theranostic approaches minimizing side effects and boosting therapeutic effectiveness of the treatment. The development of inorganic and hybrid organic-inorganic nanoplatforms which couple optical imaging (conventional fluorescence and upconversion phenomena) and therapeutic activity (drug delivery, photothermal and/or photodynamic therapy) will be presented, with a particular focus on the combined experimental and computational physico-chemical approach devoted to the disclosure of structureproperties relations and to the optimization of the nanosystems.

5 maggio 2021 Giorgia Colombo  (DSF-UPO)

Il cancro alla mammella è considerato la principale causa di morte per cancro nelle donne. In particolare, il 15% dei soggetti presenta il carcinoma mammario triplo negativo (TNBC), malattia eterogenea ed aggressiva a prognosi infausta, con attualmente poche strategie terapeutiche a disposizione. Trovare nuovi bersagli farmacologici per aumentare l’arsenale terapeutico verso questo sottotipo tumorale diventa necessario. In questo contesto, l'esaurimento del fabbisogno energetico e metabolico dei tumori è una delle strategie della terapia antitumorale. La nicotinamide fosforibosiltransferasi intracellulare (iNAMPT), enzima limitante del salvage pathway del NAD, ha ricevuto negli anni un'attenzione significativa, essendo up-regolata in molte cellule tumorali e, quando elevata, predittiva di scarsa sopravvivenza. Sorprendentemente, NAMPT si è rivelata essere una proteina secreta nell’ambiente extracellulare (eNAMPT), presente nel siero dei pazienti con tumore. Evidenze maggiori la correlano al cancro e all'infiammazione correlata al cancro. Nel nostro laboratorio sono stati sviluppati inibitori enzimatici specifici, ma l'uso di questi non è in grado di discriminare tra la forma intracellulare ed extracellulare. Per questo motivo, abbiamo sviluppato un anticorpo neutralizzante eNAMPT (C269), dimostrando la sua efficacia terapeutica in un modello di TNBC murino. Inoltre, la neutralizzazione di eNAMPT sembra avere un ruolo nella riduzione del processo di metastatizzazione e nel modulare il microambiente tumorale.

19 maggio 2021 Ruggero Vigliaturo (UNITO)

Gli anfiboli classificati come amianti sono legati a fibrosi e diversi tipi di tumori polmonari. I meccanismi di innesco delle malattie correlate non sono ancora stati del tutto descritti e compresi. La letteratura si concentra soprattutto sul ruolo dei corpuscoli dell’amianto nel tessuto polmonare, ma c’è una peculiare mancanza di studi su quelle particelle che vengono internalizzate dalle cellule epiteliali alveolari (AECs). In questo lavoro, abbiamo studiato l’interazione tra le AECs e tre anfiboli con forma, dimensione e chimica leggermente differenti: anthophyllite (la piú povera in ferro), grunerite (cristallochimica identica all’amianto “amosite”), e l’”amosite” (attualmente classificata come amianto – controllo positivo). Dimostriamo la prossimitá delle particelle al nucleo delle AECs, le loro trasformazioni superficiali a scala nanometrica e quasi-atomica, lo stato di valenza del Fe, e l’evidente diversitá tra particelle internalizzate e corpuscoli dell’amianto.

8 giugno 2021 Francesca Oltolina (Universidad de Granada)

Nanotechnology and nanoparticles (NPs) have become very attractive for their applications in different fields, comprising biology, medicine, and oncology. A major problem in cancer treatment is the lack of selectivity of chemotherapeutic agents which is responsible for severe adverse side effects. In this context, multifunctional drug delivery systems (DDS) mediated by NPs, which exploit their peculiar properties is highly appealing, since it recapitulates the advantages of the topical treatments. NPs represent the realization of the dream of the “magic bullet” able to selectively carry a therapeutic molecule to a specific target, while sparing healthy cells, reducing adverse side effects. Among other NPs, magnetic NPs (MNPs) occupy a privileged position since, besides the general properties of NPs, they can be targeted directly to the tumor site when a magnetic field is applied. The goal of this seminar is to elucidate the advances of MNPs for tumor applications.

22 giugno 2021 Marta Serafini  (University of Oxford)

L’enzima IDO1 o indoleamina 2,3-diossigenasi, coinvolto nel catabolismo del triptofano, è overespresso da diversi tumori e la sua overespressione aiuta l’evasione delle cellule tumorali dalla sorveglianza immunitaria, correlando con una prognosi infausta e una maggiore metastatizzazione. Gli inibitori di IDO1 sono un tema caldo in campo oncologico, con centinaia di molecole descritte in letteratura e diversi candidati in sviluppo clinico. Recentemente, inoltre, sono state descritte nuove funzioni biologiche della proteina che evidenziano come il suo ruolo nel microambiente tumorale non sia stato completamente compreso e vada molto al di là della sua funzione catalitica. Grazie a un approccio di virtual screening, il nostro gruppo di ricerca è riuscito a identificare due nuovi composti hit. Uno di questi è un inibitore dotato di potenza nanomolare e attività farmacodinamica in vivo paragonabili a quelli dei candidati in sviluppo clinico. Il secondo composto invece possiede un profilo peculiare nell’inibire IDO1 che lo distingue da tutti gli inibitori finora descritti, rappresentando un promettente punto di partenza per lo sviluppo di nuovi e più efficaci composti.

21 luglio 2021 Diana Massai (PolitoBIOMed Lab-DIMEAS)

Bioreactors are culture devices designed for providing defined biochemical and physical stimuli to promote in vitro the development of biological processes under closely monitored and controlled conditions. By providing a 3D culture environment, tunable dynamic culture, and automation, bioreactors represent effective technological tools for overcoming the limitations of conventional 2D static culture. Their use leads to improved biological processes in terms of safety, reproducibility, efficiency, and scalability for both basic investigation and manufacturing applications. In the seminar, the advantages of using a bioreactor will be described, with particular focus on bioreactors for cell expansion and tissue maturation.