TEMI DI RICERCA TRATTATI NEI VARI LABORATORI A.A

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1 TEMI DI RICERCA TRATTATI NEI VARI LABORATORI A.A DIPARTIMENTO FARMACO-CHIMICO Laboratorio H (Proff.: G. Natile, C. Pacifico, L. Maresca, Ricercatori: F. P. Intini, N. Margiotta, F.Arnesano) 1) Reattività di molecole insature coordinate a metalli di transizione e loro utilizzo per la sintesi di leganti direttamente nella sfera di coordinazione del metallo. 2) Sintesi di analoghi del Cisplatino (farmaco ad attività antitumorale) con leganti atipici o sitospecifici verso alcune forme tumorali. 3) Sintesi di derivati del Cisplatino di quarta generazione aventi geometria "trans". 4) Studi NMR di macromolecole (proteine e acidi nucleici) e delle loro interazioni con ioni metallici e farmaci antitumorali a base di platino. 5) Caratterizzazione biofisica e strutturale di proteine coinvolte nei processi di neurodegenerazione. Laboratorio di Microbiologia (Ricercatore: A. Rosato, Proff. F. Corbo, A. Carrieri) CdL in Farmacia: 1) Attività antimicrobica di prodotti naturali e loro analoghi sintetici 2) Attività antimicrobica di componenti di prodotti naturali CdL in Chimica e Tecnologia Farmaceutiche: 1) Attività antimicrobica di prodotti naturali e loro analoghi sintetici 2) Attività antimicrobica di nuovi prodotti di sintesi Laboratorio 205 (Prof.ssa P. Avato, Ricercatore: M.P.Argentieri) 1) Studio fitochimico di piante di interesse economico 2) Identificazione e caratterizzazione strutturale di metaboliti secondari da piante officinali 3) Studio dell'attività biologica di classi di metaboliti secondari da fonti vegetali Laboratorio 232 (Proff.: A. Carotti, S. Cellamare, Ricercatore: A. Stefanachi, M. Catto, F. Leonetti) L attività di ricerca del laboratorio è rivolta alla Progettazione e sintesi e valutazione dell attività biologica di potenziali agenti antitumorali attraverso tecniche avanzate di modellazione molecolare e di sintesi organica preparativa. I progetti di ricerca in corso riguardano: a) Inibitori selettivi di Istone Deacetilasi (HDAC) b) Inibitori di Metallo Proteinasi di Membrana (MMP2 e MMP-9) c) Inibitori delle pompe di efflusso di membrana coinvolte nella resistenza a farmaci antitumorali (MDR) Laboratorio 233 (Proff.: A. Carotti, S. Cellamare, Ricercatore: A. Stefanachi, M. Catto, F. Leonetti) Gli argomenti della ricerca svolta riguardano la progettazione, la sintesi e la valutazione dell attività in vitro di inibitori selettivi e reversibili di enzimi e processi biologici coinvolti in malattie neurodegenerative e neoplastiche, in particolare: - Inibitori delle colinesterasi e inibitori dell aggregazione amiloidea (morbo di Alzheimer); - Inibitori delle monoamino ossidasi (morbo di Parkinson); - Agenti multifunzionali attivi su due o più target biologici coinvolti nei processi neurodegenerativi (es. inibitori duali AChE/MAO); - Sintesi organica avanzata (combinatoriale, in parallelo su fase solida ed in soluzione, assistita da microonde) di nuovi sistemi eterociclici dotati di potenziale attività biologica come inibitori di chinasi, in particolare la Bcr-Abl coinvolta nell insorgenza di tumori ematologici (leucemie); - Sintesi di sistemi policiclici planari opportunamente funzionalizzati come agenti intercalanti e/o inibitori delle topoisomerasi, con potenziale azione antitumorale. 1

2 Laboratorio 003 Chimica computazionale (Prof. A. Carotti, Ricercatore: O. Nicolotti) Le attività di ricerca sono principalmente orientate alla progettazione molecolare razionale di sostanze bioattive potenzialmente utili in patologie neurodegenerative e tumorali. Lo studente in tesi potrà acquisire competenze specifiche sia nel campo della chemoinformatica che della bioinformatica. In particolare, l attività di ricerca in laboratorio impone un pieno coinvolgimento dello studente in tesi nella derivazione di modelli QSAR e QSPR, nelle simulazioni di docking e di dinamica molecolare, nella progettazione di librerie chimiche combinatoriali nonché nello sviluppo di nuove metodologie di ottimizzazione molecolare. Laboratorio 234 (Prof. C. Altomare, Ricercatore: M. De Candia) 1) Progettazione, sintesi e relazioni struttura-attività di inibitori selettivi di proteasi a serina, coinvolte in patologie trombotiche (trombina e fattore Xa), bronchiali e immunologiche (triptasi). 2) Parametrizzazione di proprietà chimico-fisiche (lipofilia, proprietà acido-base, ecc.) e studi di QSAR di nuovi composti a potenziale attività neuroprotettiva (inibitori di colinesterasi e agenti antiossidanti). Laboratorio 235 (Prof. F. Campagna, Ricercatore: F. Palluotto) L interesse è rivolto al drug design, alla sintesi organica ed alle relazioni struttura-attività di nuovi composti policiclici azotati di interesse biologico. I prodotti sintetizzati vengono poi testati in vitro ed in vivo presso laboratori di biochimica e di farmacologia. Sono attualmente oggetto di studio la progettazione e la sintesi di piccole molecole organiche, contenenti residui eteroaromatici, inibitori non-peptidici di due interessanti targets biologici: 1) Il peptide beta Amiloide, A, (lo sviluppo di farmaci che interferiscono con la aggregazione del A rappresenta oggi una grande promessa per il trattamento del morbo di Alzheimer); 2) Le DNA topoisomerasi (targets di diversi agenti antitumorali ampiamente utilizzati nella pratica clinica). Laboratorio 516 (Proff. A. Carrieri, F. Corbo, Ricercatori: G. Fracchiolla, G. Carbonara) 1) Progettazione in silico di nuovi ligandi del recettore delle chemochine quali potenziali agenti anti-hiv. 2) Modellizzazione molecolare di recettori di membrana accoppiati a proteine-g, dei canali del sodio voltaggio e disegno razionale di nuovi ligandi per la terapia del dolore. 3) Studi 2D e 3D-QSAR di agonisti dei recettori nucleari PPAR e nel trattamento di patologie cardiovascolari. Laboratorio 335 (Proff. G. Trapani, A. Latrofa, M. Franco, Ricercatori: V. Laquintana, N. Denora) Le principali tematiche di ricerca condotte nel laboratorio 335 riguardano i seguenti argomenti: a) Sintesi e valutazione biologica di composti a struttura 2-fenilimidazopiridin-acetammidica utilizzabili quali sistemi diagnostici (mediante Tomografia ad Emissione di Positroni (PET), di malattie neurodegenerative, e per il rilascio sito specifico di farmaci antitumorali; b) Approccio chimico per il superamento di barriere biologiche mediante profarmaci o coniugati di ligandi imidazopiridinici con polimeri biodegradabili. Laboratorio 336 (Proff. G. Trapani, A. Latrofa, M. Franco, Ricercatori: Lopedota A., Cutrignelli A., Trapani A., Mandracchia D. ) Le principali tematiche di ricerca condotte nel laboratorio 336 riguardano i seguenti argomenti: a) Preparazione di formulazioni liposomiali ed idrogeli per un rilascio modificato di farmaci; b) Preparazione, caratterizzazione e valutazione biologica di sistemi micro-nanoparticellari, e nanoparticelle lipidiche solide, quali sistemi idonei a conseguire un rilascio modificato di farmaci; c) Miglioramento delle proprietà biofarmaceutiche di principi attivi, mediante complessazione con ciclodestrine o dispersioni solide in polimeri idrofili. 2

3 Laboratorio di Chimica Organica N 409 (Proff. V. Capriati, R. Luisi, S. Florio, Ricercatori: L. Degennaro, F.M. Perna) Le ricerche del Gruppo della Chimica Organica riguardano sostanzialmente le seguenti linee: 1) Sintesi di organolitio funzionalizzati chirali enantio- o diastereomericamente arricchiti: risoluzione dinamica (cinetica e termodinamica), studio dei loro meccanismi di enantiomerizzazione, studio del loro stato di aggregazione in soluzione e della reattività esibita utilizzando avanzate tecniche di risonanza magnetica multinucleare e studi computazionali; applicazioni di tali risultati alla sintesi asimmetrica; 2) Sintesi stereocontrollata di piccoli sistemi ciclici tensionati (ciclopropani, epossidi, aziridine ed ossetani) e di eterocicli (es. isossazoli ed isossazoline) seguita da funzionalizzazione mediante reazioni di deprotonazione/intrappolamento regio- e stereoselettive e trasformazione dei building blocks così ottenuti in molecole con potenziale attività farmacologica; 3) Messa a punto di nuove metodologie di sintesi efficienti, stereoselettive e maggiormente ecocompatibili finalizzate all ottenimento di molecole biologicamente attive e di interesse farmaceutico adoperando composti organometallici polari; 4) Progettazione di nuovi complessi carbenici N-eterociclici chirali non racemici da utilizzare nella catalisi organometallica e, come leganti, nella sintesi asimmetrica; 5) Sintesi stereoselettive organo-catalizzate; 6) Studio della reattività controllata da fenomeni dinamici; 7) Sviluppo di processi stereoselettivi mediante uso di sistemi microfluidici e tecnologia dei microreattori; 8) Studi di dinamica molecolare per applicazioni nel campo dei molecular devices ; Laboratorio di Chimica Organica N 410 (Ricercatore: P. Vitale) - Sviluppo di nuove metodologie di sintesi di sistemi eterociclici. Studio di reattività, meccanismi di reazione e nuove metodologie di sintesi di sistemi eterociclici (isossazoline, isossazoli, beta-lattami); - Catalisi enzimatica e biotrasforazioni applicate alla sintesi stereoselettiva di composti di chimica fine di interesse commerciale (bio-etanolo, target farmaceutici). Sintesi stereoselettiva di composti biologicamente e/o farmacologicamente attivi e molecole ad elevato valore merceologico mediante processi bio-assistiti o chemo-enzimatici (biocatalisi, fermentazioni) per l identificazione di metodi innovativi di sintesi sustainable-chemistry. 1) Questo gruppo di ricerca è impegnato da diversi anni nell individuazione di nuove metodologie di sintesi di vari sistemi eterociclici, in particolare isossazoline, isossazolidine, isossazoli, che rappresentano sistemi di notevole interesse nella sintesi organica ed in campo farmaceutico. Gli studi più recenti hanno riguardato la sintesi e la reattività di sistemi isossazolici, particolarmente versatili nella chimica preparativa, nella ricerca farmaceutica e nella fitochimica. Sono eterocicli diffusamente presenti nella struttura di molti farmaci (antinfiammatori, antitumorali, antibiotici, antivirali, farmaci che agiscono sul SNC, antipertensivi, ecc.), nonché erbicidi, pesticidi, ecc. diffusi nel mondo agricolo. In questo gruppo di ricerca sono stati individuati diversi metodi di sintesi di isossazoli ed isossazoline (cicloaddizione 1,3-dipolare di nitrilossidi ad alcheni, o a litio-enolati di aldeidi o chetoni), che consentono di preparare sistemi variamente funzionalizzati alle posizioni 3, 4 o 5; alcuni dei derivati isossazolici sono risultati inibitori potenti e selettivi della ciclossigenasi-1, le cui metodologie di sintesi sono state brevettate in Italia, Europa e USA. Lo studio dei vari aspetti della reattività di alcuni di questi eterociclici, ha consentito inoltre la sintesi si precursori di altre molecole di interesse biologico: derivati beta dicarbonilici, betaamminoacidici, beta-lattamici, etc. 2) Un altra linea di ricerca riguarda la sintesi stereoselettiva di composti biologicamente e/o farmacologicamente attivi e molecole ad elevato valore merceologico mediante processi bio-assistiti o chemo-enzimatici (biocatalisi, fermentazioni) per l identificazione di metodi innovativi di sintesi con approccio chimica verde sustainable-chemistry. Obiettivi formativi della tesi sperimentale nell ambito di tali progetti: 3

4 - acquisizione di abilità specifiche nella sintesi organica; - acquisizione di abilità specifiche nell identificazione e nella caratterizzazione di composti eterociclici in generale, attraverso tecniche cromatografiche e spettroscopiche avanzate, in particolare tecniche NMR multinucleari, bidimensionali, spettroscopia FT-IR, UV-VIS, spettrometria di massa, ecc. - utilizzo di tecniche avanzate di analisi spettroscopica (NMR, FTIR, GC-MS, UV, spettrofluorimetria), cromatografica (HPLC, GC, TLC); - utilizzo di tecniche avanzate di analisi chimica, identificazione e caratterizzazione e qualiquantitativa di analiti e metaboliti nei processi fermentativi. - utilizzo di biocatalizzatori quali enzimi isolati e non, e cellule intere di lievito; - ottimizzazione di fermentazioni in presenza di lievito di panificazione o lieviti ricombinanti non convenzionali ; - utilizzo di tecniche avanzate di catalisi enzimatica e biotrasformazioni in batch e in bioreattori interfacciati con elaboratori. Laboratorio 411 (Prof. A.Scilimati, Ricercatore: M.G. Perrone) Sviluppo di inibitori della cicloossigenasi (COX-1 e COX-2) - per il trattamento e prevenzione dell aterosclerosi, quale alternativa all aspirina (in circa il 70% dei pazienti trattati la cardio-aspirina è inefficace, anche a causa del fenomeno noto come aspirina-resistenza) - controllo della neuro-infiammazione - trasformazione degli stessi inibitori in composti utili nella diagnostica PET-CT. Il laboratorio è provvisto di attrezzature utili per - sintesi di nuovi composti con l utilizzo di tecniche di chimica classica che di biocatalisi - strutturistica chimica e bio-farmaceutica - prove farmacologiche necessarie per la determinazione dell attività e della selettività - test con isoenzimi isolati, cellule, tessuti animali e umani necessari per pianificare studi preclinici - studi epidemiologici. La formazione ricevuta garantisce un ottima conoscenza sia per attività post-laurea in laboratori pubblico/privati di ricerca, analisi o prettamente industriali. Laboratorio 420 (Prof. G. Lentini, Ricercatori: A. Carocci, M. Cavalluzzi) In continuità con gli studi svolti negli ultimi anni, verranno portate avanti le seguenti tematiche: - Sintesi di derivati O-aril mandelici quali agenti di solvatazione chirale. Questo gruppo di ricerca studia da diversi anni le relazioni struttura-attività in ammine capaci di bloccare i canali sodici in modo uso-dipendente e di legare i recettori della serotonina. In particolare, l attenzione è stata focalizzata sugli effetti della chiralità sulle azioni farmacologiche. Pertanto abbiamo sviluppato diverse vie sintetiche per l ottenimento di composti altamente arricchiti dal punto di vista della purezza enantiomerica. Abbiamo altresì sviluppato metodi di analisi chirale in HPLC, GC ed elettroforesi capillare per verificare l eccesso enantiomerico dei composti ottenuti. Per allargare ulteriormente le nostre possibilità analitiche abbiamo pensato di preparare una serie di agenti di solvatazione chirale a struttura O-aril mandelica per la determinazione diretta degli eccessi enantiomerici di ammine chirali mediante analisi 1 H-NMR. - Preparazione dei derivati 2,2,5,5-tetrametilpirrolinici della mexiletina e dei suoi analoghi a potenziale attività cardioprotettiva. Uno studio recente condotto da un gruppo di ricercatori ungheresi ha dimostrato che coniugando la mexiletina, noto farmaco antiaritmico, con un nucleo 2,2,5,5-tetrametilpirrolinico, le sue attività antiossidante e cardioprotettiva aumentano considerevolmente. La struttura molecolare di tale derivato vede coesistere una testa lipofila, dotata di attività antiaritmica, e una coda idrofila responsabile dell azione antiossidante; tale composto può pertanto offrire una duplice azione cardioprotettiva, inibendo l ingresso di ioni Ca 2+ (mediato dal blocco dei canali sodici, azione propria della mexiletina) e fornendo un azione antiossidante mirata (azione propria delle ammine cicliche a 5 termini stericamente ingombrate). Non essendo presente in 4

5 letteratura nulla riguardo la sintesi di tale derivato, abbiamo di recente messo a punto una via sintetica semplice e versatile che è stata applicata anche alla preparazione dei derivati dei più potenti analoghi della mexiletina, sintetizzati in passato nel nostro laboratorio, con l intento di valutare, anche per questi composti, una eventuale attività cardioprotettiva. -Sintesi di analoghi del lubeluzolo come adiuvanti analgesici. Gli analgesici adiuvanti sono farmaci utili nel trattamento polifarmacologico di varie forme di dolore. Tra questi, recentemente ha richiamato grande attenzione un derivato benzotiazolico omochirale, il lubeluzolo, agente noto anche per le notevoli proprietà antischemiche. Per quanto riguarda la stereoselettività d azione di questo farmaco, sono stati riportati risultati fortemente contraddittori: secondo il modello farmacologico, il lubeluzolo risulta a volte molto più efficace del suo enantiomero; altre volte l indice di stereoselettività è molto vicino a 1. Avendo messo a punto nel recente passato una via sintetica streospecifica per l ottenimento del lubeluzolo e del suo antipodo ottico, progettiamo di preparare alcuni analoghi (nelle due specie omochirali e nella corrispondente miscela racemica) al fine di studiare le relazioni tra le strutture e l attività di blocco dei canali sodici (prove in vitro), come pure l attività analgesica (in vivo, hot plate test) nel topo. Laboratorio 421 (Proff. C. Franchini, F. Corbo, Ricercatore: A. Catalano) Nell ambito dei progetti finanziati sia a carattere regionale che nazionale, da anni ci si è occupati dello studio delle interazioni tra molecole originali e importanti target biologici di tipo eucariotico e procariotico, sviluppando nuove tecniche biologiche, chimiche e analitiche idonee al raggiungimento degli obiettivi proposti. Le tematiche di ricerca più importanti possono essere così riassunte: - Sintesi e valutazione farmacologica di nuove molecole bloccanti dei canali del sodio voltaggio dipendenti, quali potenziali farmaci per la cura di patologie muscolo scheletriche (miotonie congenite e acquisite); - valutazione dell attività antinocicettiva centrale di anestetici locali derivati della Lidocaina e della Tocainide; - sintesi e valutazione farmacologica di molecole ad azione antiipertensiva derivati del Losartan; - sintesi di mercaptobenzotiazoli e valutazione microbiologica della loro attività antibatterica, condotta su ceppi internazionali, utili nell identificazione dei meccanismi di insorgenza della multidrug resistance batterica legata a mutazioni genetiche delle pompe di efflusso batteriche; - sintesi e valutazione farmacologica di metaboliti della Mexiletina. Le competenze di tipo chimico e analitico riguardano la: - sintesi chimica enantioselettiva di small molecules innovative, potenzialmente attive nel campo delle patologie cardiovascolari, muscolari e metaboliche; - caratterizzazione delle proprietà chimico-fisiche dei ligandi bioattivi di nuova sintesi condotta con l ausilio di metodiche analitiche di routine e mediante l utilizzo di tecniche di HPLC chirale. Laboratori 334 (prof. N.De Laurentis, A. Carrieri, Ricercatore: D. Armenise) Estrazione ed isolamento di sostanze organiche (alcaloidi, sostanze fenoliche, flavonoidi, limonoidi, oli essenziali etc.) derivanti dal metabolismo secondario di piante spontanee della regione Puglia. Laboratorio (Proff. R. Perrone, F. Berardi, N. Colabufo, S. Ferorelli, M. Leopoldo, Ricercatori: C. Abate, E. Lacivita) Il programma di ricerca in svolgimento nel laboratorio n 450 (proff. Berardi, Ferorelli e Abate) consiste nella sintesi di nuovi agenti selettivi e nello studio di relazioni tra la loro struttura chimica e l'affinità/attività agonista e antagonista sui recettori sigma ( 1, ) del sistema nervoso centrale e sulla isomerasi 8-7 degli steroidi (EBP), correlata al recettore 1. Tali studi hanno lo scopo di progettare agonisti 1 a potenziale impiego come antipsicotici, antidepressivi, migliorativi della memoria e neuroprotettivi, e antagonisti 1 come pure agonisti, come agenti antitumorali nella ricerca e in terapia. Nell'ambito di tali ricerche si inserisce lo sviluppo e la preparazione di potenziali agenti P.E.T. per la diagnosi di tumori. Un altro studio è la 5

6 sintesi di ligandi con proprietà fluorescenti allo scopo di evidenziare la localizzazione intracellulare di tali recettori e per essere utilizzati come sostituti di radioligandi. Il programma di ricerca in svolgimento nel laboratorio n 449 (proff. Perrone, Leopoldo e Lacivita) si articola secondo i seguenti temi: a) sintesi e studio delle relazioni attività di modulatori dei recettori serotoninergici 5-HT7 opportunamente progettati per studi in vivo come agenti antidepressivi, migliorativi della memoria e per la cura dell'attention deficit hyperactivity disorders; b) sintesi di traccianti per il molecular imaging (Positro Emission Tomography, Fluorescence Tomography) di recettori della bombesina, sovra-espressi in tessuti tumorali; c) sintesi di sonde fluorescenti per lo studio della farmacologia di alcuni sottotipi recettoriali della dopamina e della serotonina. Il programma di ricerca in svolgimento nel laboratorio n 448 (proff. Perrone, Colabufo) consiste nello sviluppo di composti in grado di modulare la farmaco-resistenza, agendo su trasportatori ATPasici come la P-gp. Gli studi vengono condotti su linee cellulari tumorali che sovraesprimono questa proteina. Composti altamente affini e attivi verso la P-gp vengono studiati come radio-traccianti per la PET, per la caratterizzazione dell attività e della espressione biologica di questi trasportatori. Il lavoro finora svolto in questi campi ha originato anche collaborazioni con Università, centri di ricerca italiani e stranieri ed industrie farmaceutiche ed è stato oggetto di numerose pubblicazioni su riviste scientifiche di rilievo internazionale. Laboratorio 412/451 (Proff. F. Loiodice, P. Tortorella, Ricercatori: G. Carbonara, G. Fracchiolla, A. Laghezza) 1) Attività ipolipidemizzante e recettori PPAR: relazioni struttura-attività di analoghi chirali dell acido clofibrico. 2) Nuovi prodotti chirali a potenziale attività sui canali al cloro e sui canali al potassio ATP dipendenti del muscolo scheletrico 3) Progettazione e sintesi di nuovi inibitori di Metalloproteinasi di Matrice (MMP) a potenziale attività antitumorale 4) Nuovi agenti solvatanti chirali nella determinazione, tramite spettroscopia NMR, di eccessi enantiomerici di composti di interesse farmacologico. DIPARTIMENTO FARMACO-BIOLOGICO Laboratorio (Prof. V. Iacobazzi, Ricercatori: S. Todisco, G. Agrimi) -Studio sulla regolazione dell'espressione di geni. -Clonaggio e sequenziamento del DNA. -Interazione farmaci e fattori trascrizionali. -Analisi mutazionale di geni codificanti trasportatori mitocondriali responsabili di patologie. -Espressione e caratterizzazione funzionale di proteine ricombinanti espresse in sistemi eterologhi (cellule batteriche); -Analisi fenotipica dei ceppi di lievito privi del gene in esame o dopo overespressione della proteina di interesse; -Analisi dei principali metaboliti trasportati dal carrier in esame nei diversi compartimenti cellulari; -Analisi di attività enzimatiche correlate all attività di trasporto della proteina in esame; -Localizzazione subcellulare e distribuzione tissutale di proteine -Identificazione e caratterizzazione biochimica di nuovi trasportatori mitocondriali in lievito, organismi vegetali e mammiferi. -Ingegneria genetica e metabolica di S.cerevisiae e altri microrganismi 6

7 Laboratorio 206 (Prof. G. Fiermonte, Ricercatore: A.Vozza) 1) Studio di malattie metaboliche rare. 2) Caratterizzazione funzionale di proteine di trasporto umane. Laboratorio di Biochimica (Ricercatore: A. De Palma) - Clonaggio ed espressione di sensori del Ca 2+ (es. calmodulina) finalizzato allo screening di legandi di nuova sintesi - Studio dell attività antiossidante di molecole neosintetizzate a scopo farmacologico in colture cellulari e determinazione della loro citotossicità. - Studi cinetici e del meccanismo di trasporto di carrier mitocondriali sulla base di una nuova elaborazione matematica di cinetica enzimatica utilizzando la proteina purificata e incorporata nei proteoliposomi al fine di stabilire le modalità con cui queste proteine trasportano o scambiano i loro substrati. Laboratorio di Farmacologia (Proff. D. Conte, A. De Luca, D. Tricarico, J. F. Desaphy, Ricercatori: S. Pierno, A. Liantonio, M. De Bellis, A. Mele) TEMATICHE PRINCIPALI - Canalopatie primarie del muscolo scheletrico e di altri tessuti (neuroni, rene, cuore, pancreas) - Canalopatie secondarie (iatrogene, paraneoplastiche, da dismetabolismo) - Distrofie muscolari - Disfunzioni del sistema neuromuscolare secondario a disuso e invecchiamento - Glaucoma e patologie su base vascolare METODICHE UTILIZZATE Tecniche in vitro o ex-vivo: 1) Elettrofisiologia: microelettrodi endocellulari, voltage clamp (vaseline-gap), e patch clamp 2) Spettrofluorimetria: registrazioni dei livelli di ioni intracellulari (calcio, sodio, protoni) mediante l uso di sonde fluorescenti (fura-2, indo-1) da fibre muscolari, cellule native e linee cellulari. 3) Registrazione di forza di contrazione: contrazione isometrica ed eccentrica in vitro da organi isolati (muscolo scheletrico, cuore, vasi, organi a muscolatura liscia) 4) Biochimica e biologia molecolare: spettrofotometria, ELISA, test di apoptosi, citotossicità, e stress ossidativo, real-time PCR, elettroforesi, mutagenesi-sito diretta, binding con radiomarcati 5) Colture cellulari: Colture primarie e linee cellulari, colture batteriche per amplificazione cdna, sistemi di trasfezione eterologa di canali e proteine cellulari Tecniche in vivo: 1) Gabbie metaboliche per la determinazione dei parametri vitali e studi di farmacocinetica e tossicocinetica. 2) Determinazione della forza muscolare degli arti anteriori e della coordinazione motoria (grip test, wire test, riflessi di raddrizzamento, etc), 3) Determinazione della risposta e della resistenza all esercizio mediante treadmill (esercizio volontario, cronico e/o eccentrico) 4) Sistemi di registrazione dell attività elettrica muscolare in vivo (elettromiografia) e sistemi per registrazione di forza muscolare in contrazione isometrica da singoli muscoli in vivo. Laboratorio di Farmacologia e Tossicologia N 309 (Prof. M. D. Lograno) Il laboratorio di Farmacologia coordinato dal Prof. M.D. Lograno, si occupa di Farmacologia Oculare; in particolare studia la caratterizzazione di siti di legame di eso- e endo-cannabinoidi, di neurotrasmettitori, di ormono-modulatori e autacoidi a livello di tessuti muscolari lisci coinvolti nella fisiologia del sistema oculare e di altri distretti modulati fisiologicamente dal sistema nervoso vegetativo. I metodi sperimentali in uso sono le tecniche biochimiche di binding e il metodo funzionale in vitro. I risvolti clinici del contesto sperimentale su indicato sono volti a stabilire processi di eccitotossicità retinica e delle aree centrali occipitali sensitivo-visivo, e distretti oculari appartenenti al segmento anteriore e al distretto vascolare coinvolti nel glaucoma. Inoltre, l interesse sperimentale è volto al 7

8 coinvolgimento della componente glutamatergica nel distretto periferico gastro-esofageo nella patologia del reflusso gastro-esofageo. Laboratorio B10 (Prof. V. Scalera, Ricercatore: R. Mallamaci) 1) Trasporti di membrana. Laboratorio B4 (Ricercatore: D.A. Meleleo) Studio delle proprietà biofisiche di proteine e peptidi formanti canale in sistemi modello con la tecnica della corrente alternata e della corrente continua. Nel laboratorio B4 vengono studiate sia proteine e peptidi che partecipano, direttamente o indirettamente, ai meccanismi coinvolti in alcune patologie (Alzheimer, Parkinson, Paget) sia proteine e peptidi di origine animale e vegetale coinvolti nei meccanismi di difesa dell organismo. Obiettivo di questi studi è quello di approfondire e chiarire i meccanismi d azione di tali sostanze. DIPARTIMENTO DI SCIENZE BIOMEDICHE E ONCOLOGIA UMANA Laboratorio di Patologia generale (Prof. M. Coluccia) Si ritiene generalmente che in un prossimo futuro la genomica e la proteomica rivoluzioneranno la scoperta e lo sviluppo dei farmaci antitumorali. In tale direzione, è necessario utilizzare modelli sperimentali clinicamente rilevanti, e associare i risultati ottenuti con tecnologie omiche a quelli ottenuti con più tradizionali indagini di meccanismo. Così condotto, il lavoro consentirà di identificare le correlazioni fra caratteristiche strutturali di farmaci antitumorali e i geni e prodotti genici che guidano la risposta delle cellule tumorali. L attività sperimentale è suddivisa in tre settori interconnessi: 1. Tumor targeting di farmaci antitumorali su base genomica e proteomica. 2. Interazioni molecolari 3. Screening meccanicistico di candidati nuovi farmaci Le indagini relative al tumor targeting sono effettuate in modelli clinicamente rilevanti sulla base delle conoscenze attuali sui cambiamenti genomici che guidano in modo interconnesso la proliferazione, l invasione e la metastatizzazione delle cellule tumorali. Le interazioni molecolari fra candidati farmaci e bersagli biologici sono analizzate integrando i risultati derivanti dall approccio omico con le attuali conoscenze di meccanismo. Infine, lo screening di attività di nuovi composti viene effettuato in vitro e in vivo, utilizzando linee cellulari tumorali rappresentative dei principali tumori umani. DIPARTIMENTO DI ODONTOSTOMATOLOGIA E CHIRURGIA Laboratorio di Igiene (Prof.ssa D. De Vito) 1) Epidemiologia delle infezioni ospedaliere, con particolare riguardo alle U.O. a maggior rischio di infezione (Terapia Intensiva, Chirurgia Plastica, Neonatologia, Chirurgia generale, etc.) 2) Studio sulla contaminazione delle sale operatorie. 3) Epidemiologia delle infezioni sessualmente trasmesse, con particolare riguardo a quelle sostenute da gonococco, nell ambito di un progetto di sorveglianza ministeriale. 4) Valutazione della antibiotico-resistenza di ceppi responsabili di infezioni invasive, nell ambito di un progetto di sorveglianza ministeriale. 8

9 5) Epidemiologia delle patologie trasmissibili per via oro-fecale nell ambito di un progetto di sorveglianza europea. 6) Studio sulla presenza di batteri entero-patogeni e delle loro tossine in alimenti destinati all uomo. 7) Studio sulla eziopatogenesi delle parodontopatie. 8) Studio sulla contaminazione dei riuniti odontoiatrici. 9) Valutazione della attività degli autovaccini su patologie osteomielitiche ed urinarie. 10) Valutazioni della attività antibiotica ed antimicotica di nuove molecole. 11) Studi di farmaco-economia. 9