Laboratorio di ricerca sulla terapia genica e farmacogenomica della Talassemia

NUOVE FRONTIERE DELLA RICERCA SULLA TALASSEMIA NEL CAMPO DELLA DIAGNOSTICA MOLECOLARE E DELLA TERAPIA FARMACOLOGICA E FARMACOGENOMICA

 

ATTIVITA’ DA SVOLGERE NEL LABORATORIO DI RICERCA
SULLA TERAPIA FARMACOLOGICA E FARMACOGENOMICA DELLA TALASSEMIA (periodo 2004-2008)
(Laboratory for the Development of Pharmacological and Pharmacogenomic Therapy of Thalassaemia)

Responsabile scientifico: Prof. Roberto Gambari

Premessa

Il LABORATORIO DI RICERCA SULLA TERAPIA FARMACOLOGICA E FARMACOGENOMICA DELLA TALASSEMIA (Laboratory for the Development of Pharmacological and Pharmacogenomic Therapy of Thalassaemia) è stato costituito in seguito ad un Accordo di collaborazione, firmato nel luglio 2000, tra il Centro di Biotecnologie dell’Università di Ferrara (CBF) e l’Associazione Veneta per la lotta alla Talassemia (AVTL) di Rovigo. Il Laboratorio è diretto da un Responsabile, coadiuvato da un Consiglio formato dallo stesso responsabile, dai ricercatori coinvolti, dai rappresentanti dell’Associazione, e dai rappresentanti dei partners e/o maggiori finanziatori delle attività di ricerca. Il Consiglio programma e valuta l’attività riunendosi almeno due volte all’anno. Il Responsabile presenta ai membri del Consiglio il programma annuale di attività, inviando ogni anno una relazione scritta sull’attività svolta.

La sede del Laboratorio è presso il Centro di Biotecnologie dell’Università di Ferrara (CBF). Presso tale centro sono disponibili numerose apparecchiature di particolare rilevanza, tra le quali citiamo un Sequenziatore di DNA ALF DNA Sequencing System (Pharmacia), un Sequenziatore di DNA ABI PRISM 377 DNA SEQUENCER (Perkin-Elmer), un Citofluorimetro a flusso FacStar plus accessoriato (FACS = Fluorescence Activated Cell Sorter) (Becton-Dickinson), N.2 Laboratori a contenimento biologico di classe P3, un BIAcore-1000 System (Pharmacia Biosensors), HPLC preparative (Millipore), un Sintetizzatore di peptidi automatico Milligen (Millipore), un Sistema integrato di estrazione e quantificazione del DNA (Kontron instruments), un Contatore Beta mod. 2100 TR (Camberra Packard).

Attualmente due sono le strategie innovative più promettenti per una possibile terapia della beta-talassemia e dell’anemia falciforme: la terapia genica e la riattivazione dell’emoglobina fetale. La terapia genica si propone di inserire nelle cellule responsabili della produzione di emoglobina un gene “sano” recante l’informazione per la globina beta. Questo gene è alterato nelle forme più gravi di beta-talassemia e nell’anemia falciforme. La riattivazione dell’emoglobina fetale si pone come obiettivo quello di fare produrre al paziente un tipo di emoglobina (appunto l’emoglobina fetale, HbF) che solitamente non viene prodotta nell’individuo adulto. Alla base di questa strategia sperimentale sono i solidi dati clinici che dimostrano come un incremento dell’HbF nell’adulto conferisce a questi pazienti un quadro clinico favorevole.

Obiettivo generale

Lo scopo dell’attività di ricerca del ThalLab è identificare e caratterizzare l’attività di biomolecole in grado di attivare la trascrizione dei geni globinici, con particolare riferimento ai geni codificanti per la globina g e la globina e. Questa ricerca è indispensabile premessa al trattamento farmacologico di pazienti affetti da beta-talassemia e anemia falciforme mirante alla produzione da parte degli stessi di emoglobina fetale HbF. Questo permetterebbe di rendere il paziente indipendente dal trattamento trasfusionale.

Risultati conseguiti nel periodo 2000-2003 dal ThalLab

 Il ThalLab ha condotto un intenso coordinamento di ricerche volte alla identificazione di nuovi induttori del differenziamento eritroide e della produzione di HbF. Tra le molecole identificate, citiamo analoghi della distamicina, la mitramicina, analoghi del cisplatino, l’angelicina, la rapamicina. Sono state messe a punto metodiche innovative di diagnostica molecolare e metodiche rapide di screening. E’ stata avviata una collaborazione con il Dott. Stefano Rivella (Cornell University, New York) sulla sperimentazione in vivo di molecole in grado di indurre HbF. Una dottoranda in Biotecnologie ha preso servizio presso la Cornell University per seguire personalmente il progetto.
E’ stata curata la pubblicazione su riviste di elevato prestigio internazionale delle ricerche condotte e sono state poste le basi del trasferimento tecnologico delle ricerche migliori con il deposito di cinque brevetti internazionali su molecole in grado di indurre produzione di HbF.
Il ThalLab si è anche occupato di diffusione delle conoscenze scientifiche nel settore, curando un sito WEB (talassemiaricerca.it, anche in versione inglese), producendo un CD-ROM sulla Talassemia (The Thal World: Pianeta Talassemia) e presenziando a numerose conferenze.

Obiettivi futuri

Identificare nuove molecole in grado di indurre HbF. Sviluppare approcci di terapia genica non virale basata su acidi peptido-nucleici (PNA). Sviluppare sistemi di veicolazione di induttori di HbF. Valutare l’effetto delle biomolecole più interessanti in sistemi sperimentali in vivo. Favorire il trasferimento tecnologico e la collaborazione con il mondo industriale e ospedaliero. 

Obiettivi specifici dell’attività di ricerca nel quinquennio 2004-2008

Induzione di emoglobina fetale (HbF) in adulti

Questo progetto si propone da un lato di identificare nuove molecole in grado di indurre il differenziamento eritroide e l’espressione di HbF in precursori eritroidi isolati da sangue periferico di soggetti normali e di pazienti affetti da b-talassemia, dall'altro di continuare la sperimentazione su molecole che nel recente passato abbiamo dimostrato essere in grado di indurre HbF.
Il progetto comprende pertanto l'identificazione di nuovi induttori di HbF, l'analisi di analoghi della mitramicina, della tallimustina, della rapamicina e della angelicina, allo scopo di identificare molecole in grado di indurre HbF mostrando ridotti effetti citotossici. Queste ricerche saranno effettuate su cellule eritroidi isolate da pazienti affetti da beta-talassemia e anemia falciforme. Per le molecole più promettenti sarà studiato il profilo di espressione genica usando macro e microarrays. Ricercatori impegnati in questo progetto: Nicoletta Bianchi, Monica Borgatti, Ilaria Lampronti, Sara Gardenghi, Laura Breda.

Sviluppo di un approccio di terapia genica non virale basata su acidi peptido-nucleici (PNA)

Questo progetto si propone di intervenire sul processo di trascrizione (con molecole decoy e con "attivatori trascrizionali sintetici") e di splicing del trascritto primario utilizzando acidi peptido nucleici (PNA) e chimere PNA-DNA. L'effetto di tali molecole sarà valutato su cellule eritroidi isolate da pazienti affetti da beta-talassemia e anemia falciforme e su sistemi animali (questi esperimenti saranno condotti in collaborazione con il Dr. Stefano Rivella, Cornell University, New York). Per le molecole più promettenti sarà studiato il profilo di espressione genica usando macro e microarrays. Ricercatori impegnati in questo progetto: Nicoletta Bianchi, Monica Borgatti, Giordana Feriotto, Giulia Breveglieri, Laura Breda.

Diagnostica molecolare

L'obiettivo del progetto è l'analisi del genotipo dei pazienti affetti da b-talassemia utilizzando il biosensore BIAcore-1000 e mettendo a punto metodi di diagnosi multipla in grado di identificare le mutazioni più frequenti nella nostra regione. Questa ricerca consentirà l'identificazione e l'arruolamento per la sperimentazione di soggetti affetti da mutazioni causa di b-talassemia e curabili con interventi molecolari selettivi. Ricercatori impegnati in questo progetto: Nicoletta Bianchi, Giordana Feriotto, Giulia Breveglieri, Sara Gardenghi.

Delivery

L'obiettivo di questo prodotto è lo sviluppo di sistemi di rilascio mirato di molecole utili per la terapia della b-talassemia. Saranno presi in considerazione liposomi cationici, microsfere, utilizzo di elettroporazione e di tecnologia Lab-on-a-chip. Sarà attivato uno studio per l'identificazione di formulazioni per il rilascio al midollo (questi esperimenti saranno condotti in collaborazione con il Dr. Claudio Nastruzzi, Università di Perugia). Ricercatori impegnati in questo progetto: Monica Borgatti, Carlo Mischiati. I lavori di sviluppo di lab-on-a-chip saranno effettuati in collaborazione con il Prof. Roberto Guerrieri (ARCES, Università di Bologna).

Induzione di apoptosi in osteoclasti per interferire con osteoporosi nel paziente talassemico

L'obiettivo del progetto è indurre apoptosi in osteoclasti umani allo scopo di sviluppare un approccio terapeutico mirato per forme di osteoporosi associate a b-talassemia. Sarà utilizzata la strategia decoy allo scopo di interferire con fattori di trascrizione che, se legati da molecole opportune, sono associati all'attivazione del processo apoptotico. Ricercatori impegnati in questo progetto: Roberta Piva, Elisabetta Lambertini. Letizia Penolazzi.

Trasferimento tecnologico e collaborazione con il mondo industriale e ospedaliero. L'obiettivo di questo Progetto è il consolidamento dei rapporti esistenti con l'industria farmaceutica e l'attivazione di nuove collaborazioni per lo sviluppo farmaceutico di molecole brevettate.Al contempo, saranno sviluppati accordi di collaborazione con agenzie interessate al trasferimento tecnologico. Inoltre, verrà promossa un’attività di collaborazione con Aziende Ospedaliere interessate. 

Prodotti previsti nell’ambito del Progetto

1. Pubblicazione di articoli scientifici su riviste di elevato prestigio internazionale le ricerche sulla Talassemia.
2. Partecipazione a Congressi Nazionali ed Internazionali.
3. Organizzazione di seminari sull’attività di ricerca internazionale riguardante le emoglobinopatie e temi affini.
4. Coordinamento di interventi di tipo divulgativo riguardanti le basi molecolari e sulla terapia della b-talassemia finalizzati a diffondere le ricerche presso studenti universitari e scuole secondarie.
5. Gestione del sito WEB (talassemiaricerca.it).
6. Brevetti

Ricercatori e compiti nell’ambito del progetto

1. Nicoletta Bianchi (tecnico): RT-PCR quantitativa; colture di cellule eritroidi da sangue periferico.
2. Monica Borgatti (dottorando di ricerca Biotecnologie): Lab-on-a-chip technology; colture di cellule eritroidi da sangue periferico; terapia con PNA.
3. Laura Breda (dottorando di ricerca Biotecnologie):esperimenti su modelli animali.
4. Martina Baruffa (dottorando di ricerca Biotecnologie): Lab-on-a-chip technology
5. Giordana Feriotto (ricercatore universitario): diagnostica molecolare; clonaggio; terapia con PNA.
6. Sara Gardenghi (dottorando di ricerca Biotecnologie): diagnostica molecolare; clonaggio; terapia con PNA.
7. Giulia Breveglieri (dottorando di ricerca Biotecnologie): diagnostica molecolare; clonaggio; terapia con PNA.
8. Ilaria Lampronti (titolare di assegno di ricerca): identificazione di induttori di HbF; HPLC, macro e microarray technology; isolamento di proteine.
9. Roberta Piva (ricercatore universitario): decoy su osteoclasti.
10. Elisabetta Lambertini (borsista): decoy su osteoclasti.
11. Letizia Penolazzi (borsista): decoy su osteoclasti.

Collaborazioni esterne

Dr. Stefano Rivella, PhD
WeillMedicalCollege of CornellUniversity
Department of Pediatric Hematology-Oncology
515E 71st street, S725, box 284
New York, NY10021

Prof. Eitan Fibach,
Dept. of Hematology,
HadassahUniversityHospital,
Ein-Kerem, Jerusalem, Israel

Prof. Claudio Nastruzzi
Department of Pharmaceutical Chemistry and Technology,
University of Perugia

Prof. Roberto Guerrieri
Center of Excellence on Electronic Systems (ARCES)
University of Bologna, Italy

 Produzione di brevetti su molecole in grado di indurre il differenziamento eritroide

Brevetto n. PCT/EP01/02804 del 13 marzo 2001: “Synthetic oligonucleotides as inducers of erythroid differentiation”. Inventori: Nicoletta Bianchi, Giordana Feriotto, Roberto Gambari, Carlo Mischiati. 

Brevetto n. PCT/IB02/02628 del 1° luglio 2002: "Use of heterocyclic and benzoheterocyclic polaymides structurally related to the natural antibiotic distamycin A for the treatment of beta-thalassemia". Inventori: Pier Giovanni Baraldi, Nicoletta Bianchi, Giordana Feriotto, Roberto Gambari, Carlo Mischiati, Romeo Romagnoli.  

Brevetto n. PCT/IB02/04042 del 26 settembre 2002: “3-deoxy-3-amide derivatives of carbohydrates as inducers of erythroid cell differentiation”. Inventori: Giorgio Catelani, Felicita D’Andrea, Roberto Gambari, Andrea Spitaleri.

Brevetto n. TO2002A000582 del 4 luglio 2002: “Nuovo uso della rapamicina e di suoi analoghi strutturali” (in corso di estensione all’estero). Inventori: Nicoletta Bianchi, Monica Borgatti, Roberto Gambari, Carlo Mischiati.

Brevetto n. TO2002A000684 del 31 luglio 2002: “Nuovo uso dell’angelicina e di suoi analoghi strutturali” (in corso di estensione all’estero). Inventori: Nicoletta Bianchi, Monica Borgatti, Roberto Gambari, Ilaria Lampronti.

Pubblicazioni (elenco parziale)

Induzione di emoglobina fetale (HbF) in adulti

1. Lampronti I, Martello D, Bianchi N, Borgatti M, Lambertini E, Piva R, Jabbar S, Choudhuri MS, Khan MT, Gambari R. In vitro antiproliferative effects on human tumor cell lines of extracts from the Bangladeshi medicinal plant Aegle marmelos Correa. Phytomedicine. 2003 May;10(4):300-8.
2. Fibach E, Bianchi N, Borgatti M, Prus E, Gambari R. Mithramycin induces fetal hemoglobin production in normal and thalassemic human erythroid precursor cells. Blood. 2003 May
3. KhanMT, Lampronti I, Martello D, Bianchi N, Jabbar S, Choudhuri MS, Datta BK, Gambari R. Identification of pyrogallol as an antiproliferative compound present in extracts from the medicinal plant Emblica officinalis: Effects on in vitro cell growth of human tumor cell lines. Int J Oncol. 2002
4. Catelani G, D'Andrea F, Mastrorilli E, Bianchi N, Chiarabelli C, Borgatti M, Martello D, Gambari R. Preparation and evaluation of the in vitro erythroid differentiation induction properties of some esters of methyl 3,4-O-isopropylidene-beta-D-galactopyranoside and 2,3-O-isopropylidene-D-mannofuranose. Bioorg Med Chem. 2002 Feb;10(2):347-53.
5. Bianchi N, Chiarabelli C, Borgatti M, Mischiati C, Fibach E, Gambari R. Accumulation of gamma-globin mRNA and induction of erythroid differentiation after treatment of human leukaemic K562 cells with tallimustine. Br J Haematol. 2001 Jun;113(4):951-61.
6. Gambari R, Feriotto G, Rutigliano C, Bianchi N, Mischiati C. Biospecific interaction analysis (BIA) of low-molecular weight DNA-binding drugs. J Pharmacol Exp Ther. 2000 Jul;294(1):370-7.
7. Bianchi N, Ongaro F, Chiarabelli C, Gualandi L, Mischiati C, Bergamini P, Gambari R. Induction of erythroid differentiation of human K562 cells by cisplatin analogs. Biochem Pharmacol. 2000 Jul 1;60(1):31-40.
8. Catelani G, Osti F, Bianchi N, Bergonzi MC, D'Andrea F, Gambari R. Induction of erythroid differentiation of human K562 cells by 3-O-acyl-1,2-O-isopropylidene-D-glucofuranose derivatives. Bioorg Med Chem Lett. 1999 Nov 1;9(21):3153-8.
9. Bianchi N, Osti F, Rutigliano C, Corradini FG, Borsetti E, Tomassetti M, Mischiati C, Feriotto G, Gambari R. The DNA-binding drugs mithramycin and chromomycin are powerful inducers of erythroid differentiation of human K562 cells. Br J Haematol. 1999 Feb;104(2):258-65.
10. Cortesi R, Gui V, Osti F, Nastruzzi C, Gambari R. Human leukemic K562 cells treated with cytosine arabinoside: enhancement of erythroid differentiation by retinoic acid and retinol. Eur J Haematol. 1998 Nov;61(5):295-301.

Sviluppo di un approccio di terapia genica non virale basata su acidi peptido-nucleici (PNA)

1. Borgatti M, Lampronti I, Romanelli A, Pedone C, Saviano M, Bianchi N, Mischiati C, Gambari R. Transcription factor decoy molecules based on a peptide nucleic acid(PNA)-DNA chimera mimicking Sp1 binding sites. J Biol Chem. 2003 Feb 28;278(9):7500-9.
2. Piva R, Gambari R. Transcription factor decoy (TFD) in breast cancer research and treatment Technology in Cancer Research and Treatment 2002; 1: 405-416.
3. Romanelli A, Pedone C, Saviano M, Bianchi N, Borgatti M, Mischiati C, Gambari R. Molecular interactions with nuclear factor kappaB (NF-kappaB) transcription factors of
4. a PNA-DNA chimera mimicking NF-kappaB binding sites. Eur J Biochem. 2001 Dec;268(23):6066-75.
5. Gambari R. Peptide-nucleic acids (PNAs): a tool for the development of gene expression modifiers. Curr Pharm Des. 2001 Nov;7(17):1839-62.
6. Saviano M, Romanelli A, Bucci E, Pedone C, Mischiati C, Bianchi N, Feriotto G, Borgatti M, Gambari R. Computational procedures to explain the different biological activity of DNA/DNA, DNA/PNA and PNA/PNA hybrid molecules mimicking NF-kappaB binding sites. J Biomol Struct Dyn. 2000 Dec;18(3):353-62.
7. Mischiati C, Borgatti M, Bianchi N, Rutigliano C, Tomassetti M, Feriotto G, Gambari R. Interaction of the human NF-kappaB p52 transcription factor with DNA-PNA hybrids mimicking the NF-kappaB binding sites of the human immunodeficiency virus type 1 promoter. J Biol Chem. 1999 Nov 12;274(46):33114-22.

Diagnostica molecolare

1. Altomare L, Borgatti M, Medoro G, Manaresi N, Tartagni M, Guerrieri R, Gambari R. Levitation and movement of human tumor cells using a printed circuit board device based on software-controlled dielectrophoresis. Biotechnol Bioeng. 2003 May 20;82(4):474-9.
2. Feriotto G, Borgatti M, Mischiati C, Bianchi N, Gambari R. Biosensor technology and surface plasmon resonance for real-time detection of genetically modified Roundup Ready soybean gene sequences. J Agric Food Chem. 2002 Feb 27;50(5):955-62.
3. Feriotto G, Corradini R, Sforza S, Bianchi N, Mischiati C, Marchelli R, Gambari R. Peptide nucleic acids and biosensor technology for real-time detection of the cystic fibrosis W1282X mutation by surface plasmon resonance. Lab Invest. 2001 Oct;81(10):1415-27.
4. Feriotto G, Ferlini A, Ravani A, Calzolari E, Mischiati C, Bianchi N, Gambari R. Biosensor technology for real-time detection of the cystic fibrosis W1282X mutation in CFTR. Hum Mutat. 2001;18(1):70-81.
5. Feriotto G, Lucci M, Bianchi N, Mischiati C, Gambari R. Detection of the deltaF508 (F508del) mutation of the cystic fibrosis gene by surface plasmon resonance and biosensor technology. Hum Mutat. 1999;13(5):390-400.

Delivery

1. Borgatti M, Romanelli A, Saviano M, Pedone C, Lampronti I, Breda L, Nastruzzi C, Bianchi N, Mischiati C, Gambari R. Resistance of decoy PNA-DNA chimeras to enzymatic degradation in cellular extracts and serum. Oncol Res. 2003;13(5):279-87.
2. Borgatti M, Breda L, Cortesi R, Nastruzzi C, Romanelli A, Saviano M, Bianchi N, Mischiati C, Pedone C, Gambari R. Cationic liposomes as delivery systems for double-stranded PNA-DNA chimeras exhibiting decoy activity against NF-kappaB transcription factors. Biochem Pharmacol. 2002 Aug 15;64(4):609.

 

Induzione di apoptosi in osteoclasti per interferire con osteoporosi nel paziente talassemico

Penolazzi L, Elisabetta Lambertini, Monica Borgatti, Roberta Piva, Mauro Cozzani, Ilaria Giovannini, Rosalba Naccari, Giuseppe Siciliani, Roberto Gambari. Decoy oligodeoxynucleotides targeting NF-kappaB transcription factors: induction of apoptosis

in human primary osteoclasts. Biochem. Pharmacol., in the press.

Prof. Roberto Gambari

Dipartimento di Biochimica e Biologia Molecolare

Ferrara, 16 luglio 2003

 

 

PROGETTI DI RICERCA (2006-2009)

1) EU-FP6 (COCHISE) 2006-2009

Titolo del progetto: Biosensori “Cell−on−chip” per rilevare interazioni cellule-cellula. 

Descrizione: Il progetto Cochise prevede lo sviluppo di una nuova classe di biosensori in grado di rilevare le interazioni cellula-cellula a livello di singola cellula e fornendo uno strumento per migliorare il controllo e il trattamento del cancro. Gli obiettivi sono: la creazione di un biosensore cellulare che consenta l'individuazione e il recupero delle cellule ad attività citotossica e delle cellule bersaglio senza interferire con la loro espressione genica; la dimostrazione di una nuova microtecnologia che integra sulla stessa piattaforma sistemi microfluidici, elettronici, manipolazione e recuper di cellule; la valutazione di questo biosensore in vitro e in modelli animali. Inoltre tale tecnologia potrà essere applicata nel campo del drug delivery al fine di attuare una somministrazione mirata e specifica alla patologia di ogni singolo paziente. Infine, l'individuazione di fenomeni litici costituisce un importante indicatore della presenza di tossine nell'ambiente. Si tratta di una questione chiave per ogni agenzia per la sicurezza.

Personale coinvolto: Roberto Gambari, Monica Borgatti, Nicoletta Bianchi, Federica Destro.

 

2) EU-FP6 (ITHANET) 2006-2008

Titolo del progetto: eInfrastrutture per la rete di ricerca della talassemia (ITHANET)

Descrizione: L'obiettivo di ITHANET è quello di favorire e incrementare i rapporti e il potenziale scientifico dei ricercatori in biologia molecolare e ricerca clinica che studiano la talessemia e le relative emoglobinopatie utilizzando le nuove infrastrutture e strumenti delle reti di ricerca europee (GEANT, grid). I partecipanti al progetto appartengono ai principali istituti di ricerca europei che si occupano di emoglobinopatie, nonché, come partner, le istituzioni presenti nei paesi mediterranei extra-europei e nei paesi che si affacciano sul Mar Nero.

Personale coinvolto: Roberto Gambari, Giulia Breveglieri, Francesca Salvatori.

 

3) Fondazione CARIPARO 2005-2010

Titolo del progetto: Terapia farmacologica e farmacogenomica della talassemia.

Descrizione: Il progetto ha i seguenti obiettivi: (a) induzione di emoglobina fetale (HbF) negli adulti. Lo scopo è l'identificazione di nuove molecole in grado di indurre differenziamento eritroide e produzione di HbF in precursi eritroidi; (b) sviluppo di terapia genica non-virale basata su acidi peptido-nucleici (PNA_S) e chimere PNA-DNA. L'obiettivo è quello di modificare la trascrizione genica (con molecole decoy e attivatori trascrizionali) e lo splicing di trascritti primari utilizzando acidi peptido-nucleici (PNA_S) e chimere PNA-DNA; (c) diagnosi molecolare delle mutazioni della beta-talassemia utilizzando il biosensore BIAcore-1000. Si svilupperanno diagnosi multiple per le più frequenti mutazioni della beta-talassemia. Questo studio permetterà l'identificazione e il reclutamento dei pazienti con mutazioni specifiche per essere curati con specifici approcci di biologia molecolare; (d) veicolazione. L'obiettivo è lo sviluppo di sistemi di veicolazione per le molecole da impiegare per la terapia della beta-talassemia considerando liposomi cationici, microsfere, tecniche di elettroporazione, tecnologia Lab-on-a-chip; (e) induzione di apoptosi in osteoclasti al fine di interferire con l’osteoporosi in pazienti con beta-talassemia. Lo scopo è di indurre l'apoptosi in osteoclasti umani al fine di sviluppare un approccio terapeutico per l'osteoporosi associata a beta-talassemia. Verrà utilizzata la strategia decoy al fine di interferire con i fattori di trascrizione attivatori del processo apoptotico.

Personale coinvolto: Roberto Gambari , Nicoletta Bianchi, Cristina Zuccato, Giulia Breveglieri, Francesca Salvatori.

 

4) COFIN 2005 (2006-2008)

Titolo del progetto: Applicazioni di nuove molecole basate su acidi peptido-nucleici (PNA) per alterare l’espressione genica e per la diagnosi molecolare.

Descrizione: Molecole basate su acidi peptido-nucleici (PNA) sono utilizzate per valutare interazioni molecolari con altre molecole bersaglio. In particolare sono studiati gli effetti delle molecole basate sui PNA su: apoptosi in osteoclasti umani; differenziamento eritroide e produzione di HbF in precursori eritroidi; espressione di  IL−6, IL−8, ICAM−1 in modelli cellulari per la fibrosi cistica.

Personale coinvolto: Roberto Gambari, Michele Saviano, Monica Borgatti, Laura Piccagli, Alessandra Romanelli.

 

5) Telethon (2007-2009)

Titolo del progetto: Molecole in grado di modificare l’espressione del gene della globina per la terapia della beta-talassemia.

Descrizione: L'obiettivo di questo progetto è l’analisi dell'espressione genica di precursori eritroidi isolati da pazienti affetti da beta-talassemia, al fine di identificare induttori dell’emoglobina fetale (HbF) utilizzabili nella terapia della beta-talassemia. La fase 1 prevede l’analisi e la caratterizzazione del genotipo e dell’HbF di pazienti beta-thalassemici al fine di classificare i difetti molecolari che causano la talassemia. Le fasi 2 e 3 prevedono lo studio degli effetti di diversi induttori dell’HbF sull’espressione delle globine in precursori eritroidi isolati da pazienti affetti da beta-talassemia. Si prevede di valutare l’effetto di nuovi induttori di HbF anche in precursori eritroidi isolati da pazienti beta-talassemici resistenti all’idrossiurea. Durante la fase 4 si prevede di impiegare molecole che modificano l’espressione dei geni della globina in terapia genica al fine di identificare quelle molecole che sono in grado alterare l’espressione della beta globina aumentando la produzione di HbA durante la terapia genica mediata da retrovirus di precursori eritroidi isolati da pazienti talassemici. La fase 5 prevede l’analisi di molecole antisenso o siRNAs su mRNA mutati inattivi dell’alfa-globina o della beta-globina. Durante la fase 6 si studierà l’espressione genica in pazienti HPFH (alta persistenza di emoglobina fetale), al fine di identificare molecole in grado di mimare la ridotta o elevata espressione genica associata con l’induzione dell’HbF o con il fenotipo HPFH. Infine la fase 7 prevede l’analisi di mercato per identificare le imprese Biotech interessate nello sviluppo di protocolli e brevetti.

Personale coinvolto: Roberto Gambari, Nicoletta Bianchi, Cristina Zuccato, Giulia Breveglieri, Francesca Salvatori.