Laboratorio di Ematologia Traslazionale e Chemogenomica

Responsabile Scientifico: Prof. Giovanni Roti

Per Info e contatti: 

Prof. Giovanni Roti, 0521-702200, giovanni.roti@unipr.it

Amministrativa: Dott.ssa Ester Regazzi, regazziester@gmail.com 

Personale afferente: 

•    Prof. Giovanni Roti (PI), giovanni.roti@unipr.it 

•    Dott.sa Anna Montanaro(RTD-A), anna.montanaro@unipr.it 

•    Dr. Luca Pagliaro (RTD-A), luca.pagliaro@unipr.it 

•    Dott.sa Federica Vento (PostDoc Fellow), federica.vento@unipr.it 

•    Dott.sa Elisa Simoncini (PostDoc Fellow), elisa.simoncini@unipr.it 

•    Dr. Roberto Rosati (Biologo Computazionale), roberto.rosati@unipr.it 

•    Dott.sa Mariateresa Giaimo (PostDoc Fellow), mariateresa.giaimo@unipr.it 

•    Dr. Gregorio Monica (PhD Student), gregorio.monica@unipr.it 

•    Dott.sa Marika Malchionna (PhD Student), marika.malchionna@unipr.it 

•    Dr. Andrea Gherli (Borsista), andrea.gherli@unipr.it 

•    Dott.sa Raffaella Zamponi (Lab manager), raffaella.zamponi@unipr.it 

•    Dott.sa Ester Regazzi (Amministrativa), regazziester@gmail.com 

Il laboratorio di Ematologia Traslazionale e Chemogenomica (THEC) del Dipartimento di Medicina e Chirurgia si trova nel Padiglione 15, Piano 1, V. Gramsci 14, 43126 Parma.

Il laboratorio di Ematologia Traslazionale e Chemogenomica (THEC) si dedica allo studio della biologia del cancro, con un focus specifico sulle neoplasie ematologiche. L’obiettivo è sviluppare terapie innovative, principalmente attraverso approcci multi-omici. I progetti di ricerca hanno implicazioni traslazionali e prevedono la collaborazione dell’Ematologia dell’A.O.U. Parma. In particolare, THEC utilizza una combinazione di linee cellulari, campioni primari e modelli murini derivati da pazienti (PDX) e si avvale di screening di “small molecules”, di approcci genetici (sh/sgRNA, CRISPR/Cas9), di biologia cellulare e genomica (RNAseq, ChIP-seq, NGS) per identificare nuovi target e strategie terapeutiche.
Una delle principali linee di ricerca riguarda lo studio del pathway di Notch1, fattore di trascrizione frequentemente mutato nelle leucemie linfoblastiche acute a cellule T (T-ALL) e in un gruppo di patologie linfoproliferative croniche (LLC, MCL), con lo scopo di identificare nuove terapie target. Il gruppo ha infatti recentemente caratterizzato un inibitore di SERCA (CAD204520), che, modulando indirettamente il pathway di Notch1, riduce gli effetti off-target tipici di altri inibitori di SERCA, pur mantenendo proprietà antileucemiche in vitro e in vivo.
THEC si occupa inoltre dello studio di altri fattori di trascrizione determinanti nelle neoplasie ematologiche. Sebbene i fattori di trascrizione rappresentino un bersaglio ideale nella terapia molecolare, sono stati spesso ignorati nello sviluppo farmacologico, in parte per la difficoltà di sviluppare screening high-throughput per l’identificazione di modulatori specifici e, inoltre, per l’inaccessibilità chimica di tali molecole. Mediante l’utilizzo di library di composti chimici e l’applicazione di approcci di screening chemogenomic “forward” e “reverse”, THEC  ha caratterizzato i meccanismi d’azione e identificato nuove terapie target per fattori di trascrizione undraggable, come MECOM1 nella leucemia mieloide acuta (AML), EHTM2 e WNK1 nella T-ALL.
Infine, il laboratorio ha avviato la creazione di una rete nazionale per l’uso di una piattaforma di drug response profiling (DRP), con l’obiettivo di integrare i profili di sensibilità farmacologica con i dati genomici e identificare nuove opzioni terapeutiche. Questo approccio consente di supportare le decisioni cliniche con tempi compatibili con il percorso assistenziale e rappresenta uno strumento promettente per individuare, in modo prospettico, le strategie di trattamento più appropriate e ottenere risposte terapeutiche più profonde, contribuendo allo sviluppo della medicina funzionale di precisione nelle neoplasie ematologiche.

 

Tecniche in uso:

Le metodologie più innovative riguardano il drug profiling per l’identificazione di terapie personalizzate. Abbiamo sviluppato una pipeline che permette il trattamento di cellule derivate da sangue midollare/periferico di pazienti con library contenenti centinaia di molecole differenti. Il processo è altamente automatizzato e consente di eseguire esperimenti in high-throughput, con riduzione al minimo dell’errore umano, estrema ripetibilità e risparmio di tempi e materiali. La velocità di esecuzione del sistema consente di lavorare su campioni di pazienti appena prelevati e di ottenere risultati traslabili in tempi brevi. THEC, inoltre, esegue studi di sinergia tra combinazioni di più farmaci. La validazione dell’efficacia di farmaci in vitro può essere eseguita con studi di high-throughput flow cytometry, che, oltre a monitorare la risposta farmacologica in termini di vitalità cellulare, garantisce analisi immunofenotipiche e studi funzionali di target discovery. Il laboratorio inoltre utilizza tecniche innovative di genome editing (es: CRISPR-Cas9) per ricapitolare e validare il fenotipo di inibizione chimica. Infine, grazie all’accesso diretto alle strutture di sequenziamento, esegue valutazioni diagnostiche di NGS in pazienti affetti da malattie ematologiche. Questo consente di aumentare la complessità dei lavori di ricerca e di identificare sempre più esaustivamente i meccanismi genetici e molecolari responsabili della resistenza ai farmaci.

Tecan D300e Digital Dispenser. Utilizzando la tecnologia HP Direct Digital Dispensing, fornisce l'erogazione di liquidi direttamente sulla piastra di dosaggio, senza contatto con essa, da picolitri a microlitri, risparmiando tempo e riducendo al minimo il consumo di campioni. Offre un metodo semplice per generare curve dose-risposta, esperimenti di sinergia tra più farmaci, profili enzimatici e l’impostazione delle reazioni di PCR

Citofluorimetro Attune NxT. Sistema di analisi compatto che consente di valutare caratteristiche citofluorimetriche, garantendo dati consistenti e riproducibili anche su campioni difficili e/o su popolazioni poco rappresentate. La configurazione attuale dello strumento prevede un laser blu (488 nm) ed uno viola (405 nm) per letture fino a 10 colori. Lo strumento è inoltre dotato di un autosampler con capacità di lettura di piastre (96 e/o 384 well) in high-throughput, garantendo acquisizioni veloci e ripetibili su grandi quantità di campioni

Integra Assist Plus. Strumento in grado di eseguire metodiche di pipettatura diverse con altissima precisione e velocità, garantendo una riduzione dell’errore dipendente dall’operatore, un’alta riproducibilità e un acceleramento del lavoro su esperimenti in high-throughput. Sono possibili diverse configurazioni per piastre, reservoir e alloggi per provette.

F.A.S.T Formulatrix. Strumento automatico di dispensazione high-throughput con testa a 96 canali. Con la tecnologia “Positive Displacement”, permette con alta precisione, la dispensazione di piccoli volumi (0,1 µl), senza limiti legati alle caratteristiche chimiche delle soluzioni da dispensare o aliquotare. Adattabile a piastre di diversii formato e multifunzionale (Cell-Based Assay, Antibody Assay ed Enzymatic Assay, estrazione e purificazione di acidi nucleici).

SPARK Tecan. Offre tecnologie di luminescenza, intensità di fluorescenza, assorbanza UV (UV-VIS) e fluorescenza time-resolved, utili per saggi biochimici e metabolici. Con l’aggiunta di alcuni moduli può facilmente essere upraded per monitorare in “real time” imaging di cellule in piastre da 6 fino a 384 well in high-throughput

ChemiDoc Biorad. È un sistema di acquisizione e visualizzazione digitale di bande proteiche dotato di alta sensibilità.  Sfrutta entrambe le tecnologie di fluorescenza ed ECL aumentando la sensibilità e la capacità di rilevare bersagli multipli utilizzando fluorofori con spettri di eccitazione ed emissione non sovrapposti

MACSQuant Tyto Cell Sorter Milteny:  Il MACSQuant_Tyto è un cell sorter innovativo basato su una cartuccia monouso e sterile (MACSQuant Tyto Cartridge). All’interno della cartuccia, il sorting avviene tramite una microvalvola comandata da un microchip che indirizza le cellule nella camera di raccolta a bassa pressione, riducendo lo stress cellulare e mantenendo la sterilità del campione

Phenocycler-Fusion 2.0 AKOYA: Il Phenocycler-Fusion è uno strumento di proteomica spaziale che introduce l’automazione, con una fluidica rapida, riducendo i tempi di colorazione e di acquisizione delle immagini. Il barcoding degli anticorpi utilizzati dalla tecnologia AKOYA/QUANTERIX conserva l’integrità del campione, permettendone l’utilizzo anche per analisi di trascrittomica. Inoltre, il microscopio ad alta risoluzione, utilizzabile anche senza l’automazione, consente l’acquisizione contemporanea di 6 colori diversi, oltre al DAPI.

Singulator S2 Genomics: Il Singulator è uno strumento che permette la dissociazione di tessuti solidi in cellule vive, utilizzabili in assay vitali, oppure nuclei utilizzabili per assay di genomica e trascrittomica quali ATAC-seq. Lo strumento è di facile utilizzo e permette di adattare le condizioni di estrazione in base al tessuto di utilizzo, tramite il controllo della temperatura, l’aggiunta di enzimi di digestione e la modulazione della velocità di dissociazione all’interno di cardrige monouso sterili.

Stabulario:

La struttura è disponibile presso il plesso biotecnologico universitario in V. Volturno. È organizzato in modo da consentire la manipolazione e l’idoneo mantenimento degli animali, nel rispetto delle loro necessità. Le stanze sono adibite in modo da offrire un ambiente che tenga conto delle esigenze fisiologiche ed etologiche della specie ospitata e, in tutti i locali, sono presenti condizioni controllate di illuminazione, temperatura e umidità. Lo stabulario è inoltre dotato di un ambiente idoneo al mantenimento di topi immunocompromessi, con armadi stabulari termostatati e filtri opportuni per la purificazione dell’aria. L’utilizzo dello stabulario garantisce la validazione degli studi e dei modelli in vitro, favorendo una traslazione clinica più rapida.