Oncologia e Medicina di precisione (Prof. Michele Caraglia)

Il laboratorio di Oncologia Molecolare e di Precisione, coordinato dal professore Michele Caraglia e gestito dalla dottoressa Marianna Scrima, incentra la sua attività di ricerca sulla caratterizzazione di signature di miRNA circolanti, con lo scopo di suggerire nuovi approcci diagnostici e terapeutici. L’obiettivo principale è quello di determinare una signature di miRNA circolanti con nanosensori innovativi, per la determinazione diagnostica e prognostica del carcinoma squamoso della laringe e dei tumori del distretto cervico-facciale in genere. Tale nuova tecnologia sarà applicabile per qualsiasi altra neoplasia di cui siano note signatures di miRNA circolanti, da determinare in tempo reale nel sangue dei pazienti, attraverso un dispositivo nanotecnologico facile da utilizzare direttamente al point of care (al letto del paziente), senza necessità di complicate procedure laboratoristiche. Il ruolo biologico di tali miRNA nelle neoplasie umane è anche studiato allo scopo di individuare nuove strategie terapeutiche, basate sulla regolazione dell’espressione di miRNA in cellule tumorali, attraverso l’impiego di approcci nanotecnologici. Il laboratorio è anche in grado di effettuare caratterizzazione genotipica in next generation sequencing (NGS) di tumori umani, come carcinoma del colon-retto, mammella, vescica, polmone ed epatocarcinoma. Tali caratteristiche molecolari sono utili a comprendere i meccanismi biologici che ne guidano lo sviluppo e che ne determinano la risposta ai trattamenti.

Parallelamente è in corso la caratterizzazione di espressione genica delle singole cellule tumorali, attraverso tecniche di single cell (nuclei) RNA sequencing (nell’ambito della tematica dei tumori squamosi del distretto cervico-facciale) e la determinazione dell’impatto prognostico e predittivo di risposte delle singole signature genetiche cellulari. Tale progetto permetterà di individuare nuovi marcatori specifici tumorali che possono essere utili alla definizione diagnostica e prognostica e la determinazione della componente nel microambiente tumorale che influenza il decorso clinico della neoplasia. Tali informazioni sono importanti per predire anche la risposta dei pazienti alla immunoterapia e per individuare nuovi bersagli terapeutici. Tali studi sono affiancati dalla caratterizzazione della espressione genica della neoplasia da tessuti inclusi in paraffina degli stessi pazienti e di una coorte di pazienti corredata da tutte le informazioni cliniche e patologiche (Dr.ssa Federica Melisi, Dr.ssa Alessia Maria Cossu, Dr. Marco Bocchetti).

Un altro progetto è attualmente in corso, in collaborazione con il laboratorio di Bioinformatica di Biogem. Tale progetto ha come fine l’identificazione del DNA tumorale frammentato circolante e della metilazione di regioni di DNA tumorale circolante da plasma di pazienti affetti da diverse neoplasie (colon, mammella, melanoma, polmone, tumori testa-collo, vescica) allo scopo di determinare signatures capaci di diagnosticare precocemente la neoplasia e di predire la sopravvivenza e la risposta ai trattamenti. Il disegno di un algoritmo bioinformatico permetterà di predire la presenza della neoplasia, il tessuto primario di origine e le caratteristiche prognostiche. 
Infine, in collaborazione con il laboratorio di Nefrologia Traslazionale di Biogem, è in corso uno studio sulla caratterizzazione di miRNA circolanti in siero di pazienti nefro-trapiantati che sviluppano neoplasie post-trapianto, allo scopo di identificare una signature  predittiva (Dr.ssa Piera Grisolia, Dr.ssa Cinzia Graziano, Dr.ssa Clara Iannarone).

Altri progetti in corso sono i seguenti:

- Studio degli effetti dell’ipossia sulle caratteristiche genotipiche ed epigenetiche del mesotelioma umano (Dr. Marco Bocchetti, Dr.ssa Cinzia Graziano).

- Caratterizzazione genotipica del melanoma sottile: impatto su prognosi e predizione di risposta (Dr.ssa Federica Melisi, dr.ssa Lucia Pasquale).

- Studio del cross-talk tra micro-RNA e long non coding RNA nell’epatocarcinoma umano (Dr. Marco Bocchetti).

- Caratterizzazione degli effetti della radioterapia sull’espressione genica in cellule di glioblastoma (Dr.ssa Federica Melisi, dr.ssa Lucia Pasquale).

- Studio della suscettibilità genetica alla cachessia neoplastica (Dr.ssa Lucia Pasquale).

- Studio della suscettibilità genetica ed epigenetica alla infezione da SARS-Cov-2 (Dr.ssa Alessia Maria Cossu, Dr.ssa Clara Iannarone).

Tecnologie utilizzate/sviluppate

Il laboratorio di Oncologia Molecolare e di Precisione è provvisto di attrezzature per la biologia molecolare e cellulare. In particolare, dispone di: camere sterili per colture cellulari con dispositivi di sicurezza per la manipolazione di ceppi virali; microscopio confocale in luce bianca e a fluorescenza, dotato di una camera CCD, FACS; attrezzature per il sequenziamento genico di Next Generation Sequencing(PGM, Ion GeneStudio™ S5 System, Illumina Next 550), QuantStudio 7 Flex Real-Time; RT-PCR apparati (Pyromax e Therascreen); FACS cell sorter BD per l’isolamento e raccolta si singole cellule, basate sulle loro caratteristiche fenotipiche.

Servizi offerti

Il laboratorio si propone di offrire la caratterizzazione genotipica dei carcinomi al colon-retto e alla mammella di campioni di pazienti affetti da tali patologie, così da sviluppare una rete collaborativa tra i principali presidi universitari e ospedalieri della Campania. L’analisi, grazie a un tool bioinformatico che ottimizza e semplifica l’annotazione dei dati di sequenza, ottenuti mediante la valutazione di parametri di quality score e frequenza, consentirebbe di sviluppare una medicina personalizzata. In questo modo si potrebbero sviluppare trattamenti terapeutici basati sulle caratteristiche di ogni paziente, con la combinazione giusta di farmaci (in base al proprio profilo genetico e quello della malattia), nella dose appropriata e al momento adeguato.

Epigenetica

(Prof.ssa Lucia Altucci e Prof. Vincenzo Carafa)

Il gruppo di epigenetica medica studia il ruolo delle alterazioni epigenomiche e delle modifiche epigenetiche, anche a livello della singola cellula, nelle patologie umane, con un focus su leucemie e tumori solidi, patologie degenerative,cardiovascolari e del metabolismo. L'individuazione di biomarcatori epigenetici permette di sviluppare nuovi bersagli terapeutici e targets diagnostici e prognostici. Il gruppo si propone attività traslazionali, fra cui l’identificazione e la caratterizzazione di epimutazioni, e lo sviluppo di metodi diagnostici e prognostici per l’individuazione della malattia e della risposta ai trattamenti. Il gruppo si concentra anche su attività di drug discovery, per individuare e caratterizzare trattamenti innovativi, basati sull’uso di nuove molecole che hanno come bersaglio la cromatina.

LINEE SPECIFICHE DI RICERCA

1. Caratterizzazione del ruolo delle sirtuine (e modulatori) nello sviluppo e nelle patologie umane.
2. Identificazione e caratterizzazione del ruolo delle acetiltransferasi di classe B nei tumori.
3. Caratterizzazione delle alterazioni epigenomiche nelle leucemie con metodi di bioinformatica
4. Caratterizzazione delle alterazioni epigenomiche nel cancro del colon-retto, con metodi di bioinformatica
5. Identificazione e caratterizzazione del ruolo delle microvescicole nella comunicazione cellulare e nelle patologie umane, come i tumori.
6. Uso delle alterazioni dei pathwaysmetabolici per lo sviluppo di strategie terapeutiche innovative.
7. Approcci epigenetici innovativi per l’identificazione di strategie terapeutiche contro SARS-Cov-2.