Attività di ricerca
Attività Scientifica dell'Istituto
L'Istituto articola le proprie attività di ricerca in quattro sedi specializzate, che operano in ambiti complementari della biomedicina. Dallo studio delle basi genetiche delle malattie alla medicina di precisione e agli studi di popolazione, le diverse sedi integrano competenze e tecnologie avanzate per trasformare la ricerca scientifica in innovazione per la salute.
Sede di Monserrato
La sede di Monserrato concentra le proprie attività su tre principali aree di ricerca che utilizzano tecnologie omiche avanzate, modelli computazionali e studi funzionali per indagare i meccanismi delle malattie.
Malattie rare
Il gruppo si occupa di identificare le cause genetiche di patologie rare attraverso lo studio diretto dei pazienti e l'analisi funzionale delle alterazioni genetiche riscontrate. Gli approcci prevedono tecniche di sequenziamento genomico per individuare variazioni nel DNA e ricerche su cellule e modelli animali per comprendere come queste variazioni causino la malattia. Particolare attenzione è dedicata alla talassemia, una malattia genetica del sangue molto comune in Sardegna, e sulla Sindrome di Crisponi, una condizione rara che provoca episodi di sudorazione paradossa scatenati dal freddo. Un'area chiave riguarda anche i disturbi del neurosviluppo, tra cui disabilità intellettiva, disturbi dello spettro autistico ed epilessia infantile.
Malattie complesse
Questo ambito di ricerca affronta patologie che derivano dall'interazione di molteplici fattori genetici e ambientali. Il gruppo studia malattie autoimmuni, condizioni cardiometaboliche, malattie neurodegenerative e problemi di infertilità maschile. L'approccio combina analisi genetiche su larga scala con dati clinici per identificare i meccanismi biologici condivisi tra diverse patologie e individuare potenziali target terapeutici. Un'attenzione specifica è rivolta allo studio delle differenze di genere e dei fattori biologici specifici della salute femminile.
Oncologia molecolare
L'attività si focalizza sullo studio dei meccanismi genetici ed epigenetici coinvolti nello sviluppo di tumori al seno, al colon-retto e alla prostata. Gli studi mirano a identificare marcatori molecolari in grado di prevedere l'evoluzione della malattia e individuare nuovi bersagli per terapie mirate, utilizzando tecniche che analizzano sia il DNA sia l'RNA delle cellule tumorali.
Sede di Lanusei
La sede di Lanusei conduce studi epidemiologici e genetici su larga scala attraverso due progetti principali che sfruttano le caratteristiche uniche della popolazione sarda per la ricerca biomedica.
Progetto ProgeNIA/SardiNIA
Dal 2001, il progetto ProgeNIA (SardiNIA), finanziato dal National Institutes of Health (NIH) statunitense, ha coinvolto circa 13.000 partecipanti sardi, per i quali vengono raccolti dati genetici e numerosi parametri antropometrici, cardiovascolari, cognitivi, ematologici e immunologici. L'obiettivo è studiare come fattori genetici e ambientali influenzino i processi di invecchiamento e le patologie correlate. Le caratteristiche genetiche peculiari della popolazione sarda, legate anche al relativo isolamento geografico, rappresentano un'opportunità rilevante per identificare varianti genetiche rare e approfondirne l'impatto biologico e clinico.
Il progetto ha consentito di costruire una mappa genetica dettagliata della popolazione sarda e di condurre studi di associazione sull'intero genoma (GWAS) per identificare varianti genetiche associate a tratti di interesse. Un esempio rilevante è lo studio del profilo immunologico, che ha portato all'identificazione di 122 segnali genetici associati a parametri del sistema immunitario, alcuni dei quali sovrapposti a segnali di rischio per malattie complesse, indicando potenziali bersagli terapeutici.
Progetto SerGenCovid-19
Questo studio, sviluppato in collaborazione con altri istituti del CNR, ha raccolto campioni biologici e dati clinici da circa 8.000 partecipanti provenienti da diverse regioni italiane. Si focalizza sull'analisi di migliaia di proteine del sangue utilizzando diverse piattaforme tecnologiche, con l'obiettivo di comprendere i meccanismi molecolari alla base della risposta alla pandemia di COVID-19 e identificare fattori genetici che influenzano la suscettibilità e la gravità dell'infezione.
Sede di Sassari
La sede di Sassari dell'IRGB-CNR opera nell'ambito della medicina di precisione in oncologia, sviluppando attività di ricerca traslazionale e servizi diagnostici finalizzati alla personalizzazione del trattamento dei pazienti oncologici.
Ricerca traslazionale
L'attività si basa sull'analisi del profilo genomico ed epigenomico del DNA e RNA di pazienti con tumori, per identificare pattern molecolari individuali che possano guidare la classificazione del paziente e predire la risposta a terapie mirate e all'immunoterapia. Questo approccio mira a ottimizzare il rapporto tra benefici e rischi delle cure, identificando in anticipo marcatori che predicono l'efficacia dei trattamenti o lo sviluppo di resistenze ai farmaci. Gli studi hanno permesso di identificare alterazioni genetiche specifiche della popolazione sarda, contribuendo alla comprensione dei fattori molecolari coinvolti nell'insorgenza e nella progressione tumorale. La ricerca include anche l'analisi dei meccanismi cellulari e molecolari alla base della formazione dei tumori, utilizzando colture di cellule tumorali prelevate direttamente dai pazienti come modelli sperimentali. Una particolare attenzione è rivolta al melanoma, studiando processi cellulari essenziali come la proliferazione, il ciclo cellulare e l'apoptosi. Questi studi sono finalizzati all'identificazione di molecole naturali e sintetiche con potenziale attività antitumorale e alla comprensione dei meccanismi di resistenza dei tumori ai farmaci. A complemento delle analisi su tessuto tumorale, un'importante innovazione è rappresentata dall'impiego della biopsia liquida mediante tecnologie NGS e Digital PCR, che consente il monitoraggio non invasivo e longitudinale della progressione tumorale. In questo ambito rientra anche lo studio dei microRNA esosomiali mediante biopsia liquida, valutati come potenziali biomarcatori diagnostici e predittivi nel melanoma ad alto rischio. Questi studi traslazionali, che integrano dati genetico-molecolari e parametri clinico-patologici, sono condotti in sinergia con istituzioni di eccellenza e reti nazionali, come l'Intergruppo Melanoma Italiano (IMI), consolidando il ruolo dell'Unità come laboratorio centrale per la ricerca oncologica molecolare.
Servizi di diagnostica molecolare
La sede opera come laboratorio di riferimento per il nord della Sardegna, effettuando analisi di mutazioni geniche su tessuti tumorali provenienti da diverse strutture ospedaliere. Queste analisi supportano le decisioni terapeutiche personalizzate per un'ampia gamma di neoplasie comuni, tra cui tumori della mammella, dell'ovaio, dell'endometrio, del polmone, della prostata e del colon-retto, e per tumori rari come glioblastoma, mesotelioma e tumori stromali gastrointestinali (GIST), includendo anche tumori di particolare rilevanza biologica come il melanoma.
Sede di Milano
La sede di Milano sviluppa attività di ricerca che integrano studi di fisiopatologia molecolare e cellulare con approcci traslazionali, con l'obiettivo di contribuire allo sviluppo di nuove strategie diagnostiche e terapeutiche in ambito ematologico, immunologico, cardiovascolare e nelle patologie dell'osso.
Sistema ematopoietico e immunologia
Una linea di ricerca centrale riguarda lo studio del sistema ematopoietico, con particolare attenzione alle cellule staminali del sangue e al loro microambiente nel midollo osseo. Le attività mirano a comprendere i meccanismi che regolano la produzione fisiologica delle cellule ematiche e i processi che si alterano in condizioni patologiche, integrando analisi trascrittomiche, fenotipiche e funzionali delle cellule staminali, dei progenitori e delle popolazioni cellulari mature. In questo ambito, la sede sviluppa anche approcci terapeutici innovativi basati su tecniche di editing genetico e su strategie di terapia genica mediante vettori virali.
Parallelamente, vengono condotti studi sul sistema immunitario e sulla fisiopatologia delle immunodeficienze primitive, condizioni congenite caratterizzate da alterazioni della risposta immunitaria e spesso associate a maggiore suscettibilità alle infezioni e a manifestazioni autoimmuni.
Ricerca cardiovascolare
L'attività si concentra sullo studio di patologie cardiache monogeniche e multifattoriali. Si analizzano i meccanismi molecolari che regolano la contrattilità miocardica in condizioni normali e patologiche e si indaga il ruolo dell'epigenetica nei processi di sviluppo e nella fisiopatologia cardiovascolare. Un'attenzione specifica è rivolta ai processi di fibrosi cardiaca e alle cardiomiopatie dilatative. In questo ambito vengono impiegate tecnologie avanzate basate su cellule staminali, nanotecnologie e bioingegneria, per sviluppare modelli sperimentali e strategie terapeutiche innovative.
Medicina rigenerativa e tecnologie avanzate
Altri ambiti di ricerca includono lo studio delle malattie dell'osso e delle interazioni tra il sistema osseo e l'immunitario, lo sviluppo di tecnologie basate su cellule staminali pluripotenti indotte (iPSC) e nuove terapie per patologie causate da alterazioni nella struttura dei cromosomi.
Le metodologie utilizzate comprendono la manipolazione genetica e cellulare delle cellule staminali, lo sviluppo di organoidi, l'analisi delle modalità di comunicazione tra le cellule e l'influenza di modifiche epigenetiche e di molecole di RNA non codificante nello sviluppo delle malattie immunologiche cardiovascolari.
L'organizzazione delle attività in quattro sedi specializzate consente all'Istituto di coprire un ampio spettro della ricerca biomedica, dalle malattie rare ai tumori più comuni, dalle patologie cardiovascolari agli studi di popolazione. Questa diversificazione consente di sviluppare competenze specifiche in ciascun ambito e di affrontare problematiche scientifiche complesse mediante approcci metodologici diversificati e complementari.
Brevetti
Il nostro Istituto ha inoltre ottenuto diversi brevetti, che attestano la rilevanza scientifica e il potenziale applicativo delle ricerche condotte:
- WO2015110589 "Mimetic peptides and their use in medicine" (Daniele Catalucci)
- WO2016102576 "Products for the delivery of therapeutic/diagnostic compounds to the heart" (Daniele Catalucci)>
- WO2019202162A1 "Mir-181 inhibitors and uses thereof" (Alessia Indrieri)
- WO2022053955 "Powder composition based on microparticles embedding nanoparticles for the delivery of therapeutic/diagnostic compounds" (Daniele Catalucci)
- WO2025011999 "A3 adenosine receptor ligands for use in the treatment of disease associated with OCRL gene dysfunction" (Leopoldo Staiano)
- WO 2022/189531 "Selected candidate drugs for the treatment of progressive multiple sclerosis"; (Olla Stefania)