Metabolomica nello studio degli alimenti

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Franco Speranza
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1 Metabolomica nello studio degli alimenti Dalle origini alla Systems Medicine Prof. Cesare Manetti

Quelli che s innamoran di pratica sanza scienzia sono come l nocchier ch entra in navilio senza timone o bussola, che mai ha certezza di dove si vada Those who fall in

2 Quelli che s innamoran di pratica sanza scienzia sono come l nocchier ch entra in navilio senza timone o bussola, che mai ha certezza di dove si vada Those who fall in love with practice without science are like a sailor who enters a ship without a helm or a compass, and who never can be certain whither he is going Leonardo da Vinci Pagina 2

3 Dove siamo e dove andiamo? TomTom Golfer In dieci anni ( ) sono stati venduti 75 milioni di navigatori a marchio TomTom in ben 35 paesi e, in totale, la casa calcola che siano stati percorsi ben 280 miliardi di chilometri utilizzando i loro dispositivi o le loro applicazioni per dispositivi portatili. TomTom Runner Cardio Pagina 3

radio per percorrere la distanza satellite-ricevitore (orario pervenuto dal

4 GPS (Global Positioning System) COME FUNZIONA? Alla base delle misure di distanza vi è il calcolo del tempo impiegato dal segnale radio per percorrere la distanza satellite-ricevitore (orario pervenuto dal satellite confrontato con orario del sistema di ricezione) Pagina 4

5 NAVIGATORI PER LA «VALORIZZAZIONE» DELL ALIMENTO - SICUREZZA ALIMENTARE - «QUALITA» - AUTENTICITA DEI PRODOTTI Pagina 5

6 NAVIGATORI PER SEGUIRE LO SVILUPPO E LA PROGRESSIONE DI UNA MALATTIA E RISPOSTA AI TRATTAMENTI TERAPEUTICI Figura da Van der Greef et al., The role of metabolomics in systems biology , 2003 Pagina 6

7 Disegnare le mappe: la Metabolomica La Metabolomica è la determinazione del set completo di metaboliti/intermedi a basso peso molecolare, dipendenti dal contesto, che variano a seconda dello stato fisiologico, evolutivo o patologico della cellula, tessuto, organo o organismo (S. Oliver 2002) Ciò che differenzia la Metabolomica da studi classici del metabolismo è il focalizzarsi sul completo profilo metabolico di un sistema biologico piuttosto che su uno o pochi metaboliti e pathway associati, valutando con metodi bioinformatici le correlazioni esistenti tra i diversi metaboliti Pagina 7

8 La metabonomica è la misura quantitativa della risposta metabolica, multiparametrica e correlata con il tempo che il sistema vivente dà a stimoli patofisiologici ed a modificazioni genetiche. (J.K. Nicholson, 1999) Pagina 8

9 Correlazione Metabolita-Metabolita Pagina 9

10 SapiExpo Concept box: Passaporto dell alimento I-Food FOOD AUTHENTICATION SYSTEM BASED ON: Spectroscopic Fingerprinting Lab-on-a-Chip New skill: University courses Pagina 10

11 A multidisciplinary approach A proof of concept Pagina 11

12 AUTHENTICATION ON TWO LEVELS From Super Lab to Personal Lab Spectroscopic Fingerprinting: omics thecnologies and models from Systems Biology approach Nuclear Magnetic Resonance, Mass Spectroscopy and others thecniques expensive and not accessible to counterfeiters; " Aspecific" analysis to detect the entire profile and contaminants at the same time. I-Food: a Personal Lab between Nespresso model and iphone model Lab-on-a-chip, low cost device, to detect specific "biomarkers/ foodmarkers" selected by spectroscopic fingerprinting for a first "home-made" control. Pagina 12

13 Metabolomics in rheumatic diseases: The potential of an emerging methodology for improved patient diagnosis, prognosis, and treatment efficacy Roberta Priori, Rossana Scrivo, Jessica Brandt, Mariacristina Valerio, Luca Casadei, Guido Valesini, Cesare Manetti Autoimmunity Reviews 12 (2013) Pagina 13

On-chip detection of multiple serum antibodies against epitopes of celiac disease by an array of amorphous silicon sensors Francesca Costantini, Augusto Nascetti, Riccardo

14 On-chip detection of multiple serum antibodies against epitopes of celiac disease by an array of amorphous silicon sensors Francesca Costantini, Augusto Nascetti, Riccardo Scipinotti, Fabio Domenici, Simona Sennato, Laura Gazza, Federico Bordi, Norberto Pogna, Cesare Manetti, Domenico Caputo and Giampiero de Cesare RSC Adv., 2014, 4, 2073 Pagina 14

the emergence of proactive P4 medicine: predictive, preventive,

15 NMR meets Lab-on-a-chip: from food to systems medicine Leroy Hood and Mauricio Flores A personal view on systems medicine and the emergence of proactive P4 medicine: predictive, preventive, personalized and participatory New Biotechnology March 2012 Pagina 15

Giampiero de Cesare Dipartimento di Ingegneria astronautica elettrica ed energetica Augusto Nascetti,

16 Sapienza Team Dipartimento di Chimica Cesare Manetti, Luca Casadei, Mariacristina Valerio, Francesca Costantini Dipartimento di Ingegneria dell'informazione, elettronica e telecomunicazioni Domenico Caputo, Giampiero de Cesare Dipartimento di Ingegneria astronautica elettrica ed energetica Augusto Nascetti, Francesca Costantini Lab Chip, 2007, 7, Dipartimento di Biologia ambientale Corrado Fanelli, Massimo Reverberi Pagina 16

17 Alberto Escarpa LAB on Chip Apr 2014 Pagina 17

18 Le reazioni chimiche: Termodinamica/Cinetica Equilibrio e spontaneità Pagina 18

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