Istituto di Ricerca Genetica e Biomedica (IRGB)

Descrizione

L'Istituto di Ricerca Genetica e Biomedica (IRGB) già Istituto di Neurogenetica e Neurofarmacologia (INN) è costituito dalla una sede principale a Cagliari e 3 secondarie a Lanusei (NU), Sassari e Milano.

Attualmente l'attività preminente della sede dell'IRGB si svolge nel campo della Genetica e della Biologia Molecolare e gli interessi scientifici vertono essenzialmente su studi di malattie monogeniche e poligeniche in una popolazione come quella Sarda che è geneticamente omogenea e sono raggruppabili in 4 grandi linee di ricerca:
1. Il progetto ProgeNIA: "Genetica ed Epidemiologia di tratti associati all'invecchiamento nella popolazione Sarda" che tramite le caratteristiche peculiari della popolazione Sarda studia oltre 300 tratti quantitativi e fenotipici di interesse biomedico. Con questo obbiettivo ha avuto inizio nel 2001 il progetto ProgeNIA, uno studio longitudinale di ricerca clinica in collaborazione con il National Health Institute (NIH) degli Stati Uniti e che si svolge soprattutto nella sezione dell' Istituto di Lanusei in provincia di Nuoro.
2. Le Basi genetiche e meccanismi alla base di malattie complesse e modelli animali di malattia. Questa ricerca comprende una serie di attività integrate e sequenziali: queste prevedono inizialmente studi genetici di malattie multifattoriali per le quali l'Istituto ha raccolto ampie casistiche con adeguato potere statistico, in particolare patologie autoimmuni, quali il diabete di tipo 1 (T1D) e la sclerosi multipla (SM) che mostrano in Sardegna una delle più alte incidenze al mondo. Le associazioni rilevate attraverso le analisi statistiche che includono moderne strategie di trattamento di dati ad alto flusso, generano quindi le ipotesi primarie che vengono poi testate con adeguati studi funzionali effettuati sulle cellule primarie di individui con genotipo noto e su idonei modelli animali, generati o acquisiti e quindi mantenuti nello stabulario dell'Istituto.
3. La Talassemia. Questa è la malattia monogenica più diffusa in sardegna; il progetto affronta lo studio della regolazione dei geni globinici e in vitro e in vivo, lo sviluppo di progetti volti alla terapia genica e lo studio di cellule staminali adulte. Il fine ultimo è quello di comprendere i meccanismi molecolari di base che regolano l'espressione dei geni globinici e l'eritropoiesi e di sviluppare nuovi approcci terapeutici.
4. Le Malattie Monogeniche, comuni nella popolazione sarda. L'obiettivo di questo studio è quello di identificare i meccanismi patogenetici alla base di alcune malattie monogeniche affrontando problematiche di genetica molecolare, proteomica, correlazione genotipo-fenotipo, clinica e terapia.

Il personale di ruolo appartenente alla Sede è costituito da 29 persone:
1 Primo Ricercatore, 16 Ricercatori, 8 Collaboratori tecnici enti di ricerca e 4 Collaboratori di Amministrazione.
A questi vanno aggiunti un folto gruppo di precari oltre ad alcuni volontari che affiancando il personale di ruolo dell'Istituto permette da anni il regolare svolgimento delle attività scientifiche.

Dal punto di vista logistico la Sede dell'IRGB si compone di 3 strutture localizzate a Cagliari, Lanusei e Pula, organizzate per permettere una efficiente ed integrata distribuzione del lavoro.
Il centro di Cagliari, ubicato presso la Cittadella Universitaria di Monserrato, è la struttura principale dell'Istituto, si estende in un'area di 1000 mq ed include l'amministrazione e 4 ampi laboratori ben equipaggiati per studi di biologia molecolare e cellulare oltre alla presenza di un ampio stabulario. Inoltre vi è un team di 8 statistici che porta avanti le analisi per tutto l'Istituto.
Nel Centro di Lanusei si sviluppa il progetto ProgeNIA, uno studio longitudinale di 6000 volontari provenienti da quattro paesi della provincia dell'Ogliastra. Il personale include un coordinatore che contatta i volontari, 6 medici e 4 infermieri che conducono le visite mediche e raccolgono i campioni di sangue, 14 biologi che conducono le analisi genetiche e funzionali ed un bioinformatico che raccoglie i dati. Questo centro include una sala medica per le visite e 5 laboratori che possono ospitare grandi strumentazioni (2 sistemi GeneChip 7G Affymetrics e 2 FACS Excalibur Canto 2 Becton Dickinson) e fino a 14 postazioni di lavoro, dove si effettuano le analisi del sangue, l'estrazione di DNA ed RNA, la genotipizzazione, le colture cellulari e la citofluorimetria.
Il terzo centro è localizzato a Pula nel Bioparco di Sardegna Ricerche, dove in stretta collaborazione con il CRS4 (Centro di Ricerca, Sviluppo e Studi Superiori in Sardegna) abbiamo organizzato un'ampia infrastruttura per il sequencing parallelo.
Il laboratorio di sequenziamento possiede 3 nuovi sequenziatori Illumina-HighSeq 2000, ognuno dei quali è capace di produrre fino a 300 Gb di dati di sequenze per run e 2 sequenziatori Illumina- Genome Analyzer GA Iix, capaci di produrre più di 80 Gb di dati di sequenze per run.
Adiacente al laboratorio per il sequenziamento high-throughput, vi è il rinnovato centro multi-teraflops del CRS4 (con un potere di computerizzazione di 40 Teraflops ed una capacità di immagazinamento di 0.75 PetaBytes) che rappresenta l'infrastruttura necessaria per utilizzare e conservare i dati.

L'Unità Operativa di Milano (UOS) trae origine dall'attività svolta da alcuni ricercatori nell'ambito del Progetto Genoma Umano coordinato dal prof Renato Dulbecco. Negli ultimi anni, l'attività di ricerca si è sviluppata lungo i grandi filoni della genomica e delle sue applicazioni alla salute umana e può essere giustamente compresa nell'ambito della Genomica Traslazionale.
In particolare i temi che vengono attualmente perseguiti sono:
La Genetica delle malattie monogeniche, con particolare attenzione alle patologie del sistema immune, del sistema cardiaco, del sistema scheletrico e di alcune sindromi dello sviluppo, come la sindrome di Cornelia de Lange.
La Genetica delle malattie poligeniche, con particolare attenzione alle malattie cardiologiche.
La Medicina Rigenerativa. In particolare, l'UOS rivolge la sua attenzione a modelli animali di malattie dell'osso e di malattie cardiache che vengono usati per testare nuovi approcci di terapia cellulare. Inoltre persegue lo studio e l'utilizzo della nuova tecnologia legata alle cellule pluripotenti indotte (iPS).
L'Oncologia, con studi sulla stabilità genomica ed epigenetica, di grande rilevanza nello studio della patogenesi del cancro.
Lo studio di antibiotici innovativi, grazie alla collaborazione con aziende esperte nel settore e grazie ad un finanziamento congiunto con la regione Lombardia.
Il ruolo delle proteine sarcomeriche nello studio della funzione e delle malattie cardiache e muscolari, come la cardiomiopatia dilatata e ipertrofica, la distrofia scapolo omerale e la miopatia nemalinica.
La Bioinformatica e Biologia Computazionale, per integrare e supportare lo studio di geni e proteine coinvolte in processi patologici.

Lo staff permanente dell' UOS è rappresentato da 2 Dirigenti di ricerca, 10 Ricercatori e 2 CTER.

La sede ufficiale dell'UOS è a Milano. Tale sede andrà attrezzata in modo da consentire una completa operatività. Attualmente alcuni gruppi lavorano presso il LITA di Segrate mentre altri lavorano presso l'Istituto Clinico Humanitas (ICH) di Rozzano, sulla base di una convenzione scientifica tra CNR e ICH.

La sede di Sassari dell'IRGB nasce dalla confluenza dell'Unità di Genetica dei Tumori del CNR di Sassari (che fino al 2019 afferiva all'ICB) con il gruppo di lavoro che costituiva l'Istituto di Genetica delle Popolazioni. La completa integrazione dei due gruppi di ricerca ha permesso di potenziare l'attività dell'unità di Genetica dei Tumori che è attualmente focalizzata sulla medicina di precisione applicata all'oncologia medica nella pratica clinica, e si basa su attività di ricerca di base e traslazionale. In breve, l'attività scientifica condotta nella sede di Sassari è rivolta alla piena comprensione dei meccanismi patologici alla base della trasformazione e progressione neoplastica, finalizzata allo sviluppo ed utilizzo di biomarcatori genetico-molecolari predittivi di risposta/resistenza terapeutica alle terapie biologiche innovative - inibitori di specifici bersagli molecolari (targeted therapy) ed immunoterapia - ovvero di marcatori prognostici volti alla gestione dei pazienti neoplastici. Questo al fine di consentire una definizione più accurata dei diversi sottotipi biologico-molecolari di pazienti neoplastici e di caratterizzare sempre meglio il livello di eterogeneità inter- ed intra-tumorale presente in ciascuna patologia neoplastica. Una corretta classificazione dei pazienti oncologici, in base al personale "pattern molecolare", è ritenuta infatti indispensabile per la pianificazione della strategia terapeutica del paziente, ottenendo un bilancio rischio/beneficio sempre più positivo. In tal senso, dal 2009 ad oggi, l'Unità di Genetica dei Tumori CNR di Sassari è impegnata nell'esecuzione di analisi genetico-molecolari su campioni biologici (tessuti tumorali e DNA tumorale circolante da biopsia liquida), volte alla identificazione delle mutazioni predittive di risposta terapeutica in campo oncologico, nell'ambito di una Convenzione con l'Azienda Ospedaliero-Universitaria (AOU) di Sassari rinnovata di continuo nel tempo (ultimo rinnovo triennale da maggio 2018 a maggio 2021). I campioni biologici provengono da tutte le strutture oncologiche della Sardegna e, nell'ambito di trials clinici specifici, dalle principali strutture di riferimento nazionali per la diagnosi e cura dei tumori. Inoltre, in questi ultimi anni, il gruppo ha contribuito alla costruzione del Percorso Diagnostico Terapeutico ed Assistenziale (PDTA) del paziente con melanoma presso AOU di Sassari, aderente alle linee guida nazionali dell'Associazione Italiana di Oncologia Medica (AIOM). Partecipa anche ad altri gruppi multidisciplinari presso la stessa AOU di Sassari per patologie neoplastiche di diverse sedi anatomiche: mammella (Senologia Multidisciplinare Aziendale Coordinata; SMAC), polmone (Lung Cancer MDT Sassari) e colon-retto. In pratica, questi gruppi multidisciplinari cooperano per l'inquadramento diagnostico mirato dei pazienti affetti da tumore (con particolare riferimento alla classificazione patologica e genetico-molecolare delle diverse tipologie di malattia, mediante impiego delle più innovative biotecnologie). L'Istituto negli anni ha acquisito le più moderne metodologie, integrate dalle necessarie biotecnologie e dalla crescente implementazione delle competenze focalizzate sulla diagnostica molecolare nel settore biomedico.

Il personale di ruolo appartenente alla Sede di Sassari è costituito da 16 persone: 1 dirigente di ricerca, 10 ricercatori, 1 tecnologo, 2 tecnici, 2 amministrativi. Il personale IRGB presente nell'area di ricerca del CNR di Sassari opera in stretta collaborazione con le diverse strutture cliniche e laboratoristiche del territorio (AOU, Ospedali, Dipartimenti Universitari di Medicina, eccetera).

Dal punto di vista logistico la Sede dell'IRGB di Sassari si trova all'interno del campus dell'Area della Ricerca del CNR, nella zona Baldinca alla periferia di Sassari. Occupa totalmente il primo piano della palazzina G, che consta di circa 1300 mq e include l'amministrazione, gli uffici dei ricercatori, 4 ampi laboratori ben equipaggiati per studi di genetica e biologia molecolare, un laboratorio di biologia cellulare e citogenetica, un laboratorio di proteomica ed un laboratorio didattico, oltre alla presenza di un'ampia biblioteca/sala riunioni.