Microambiente tumorale

Studio dell’attività antitumorale dei Polifenoli dell’olio d’oliva in un modello animale di CRC

Il progetto si propone di studiare il potenziale effetto chemiopreventivo e antitumorale di miscele di polifenoli estratti dall’olio d’oliva, utilizzando solventi eutettici naturali come metodo di estrazione innovativo e sostenibile. L’attività biologica dei composti viene analizzata attraverso un approccio integrato che include modelli tumorali di carcinoma del colon-retto sia in vitro, su linee cellulari tumorali, sia in vivo, su modelli animali murini. Inoltre, il progetto prevede l’impiego di sistemi microfluidici avanzati per lo studio del microambiente tumorale e per simulare condizioni fisiologiche più realistiche, al fine di migliorare la traslabilità dei risultati. L’obiettivo finale è identificare miscele polifenoliche ad alta efficacia biologica, con potenziale applicazione nella prevenzione e nel trattamento del carcinoma colorettale.

Responsabile scientifico

• Laura Bracci - Primo Ricercatore (Dipartimento Oncologia e Medicina Molecolare)

Collaboratori ISS

• Michela Tozzi - Dottorato di Ricerca (Dipartimento Oncologia e Medicina Molecolare)
• Alessia Fabbri - Primo Ricercatore (Dipartimento Malattie Cardiovascolari, dismetaboliche e dell'Invecchiamento)
• Ilenia Laterza - Dottorato di Ricerca (Dipartimento Malattie Cardiovascolari, dismetaboliche e dell'Invecchiamento)
• Gabriella Rainaldi - Primo Ricercatore (Dipartimento Oncologia e Medicina Molecolare)
• Federica Moschella - Primo Ricercatore (Dipartimento Oncologia e Medicina Molecolare)
• Valentina Libri, Manuela Marra, Luciano castiello - (Servizio tecnico scientifico grandi strumentazioni e core facilities)
• Francesca Spadaro - Primo Ricercatore (Servizio tecnico scientifico grandi strumentazioni e core facilities)
• Omar Leoni - Dirigente di Ricerca (Centro Nazionale Sperimentazione e Benessere Animale)

Collaboratori esterni

• Luciana Mosca e Roberto Mattioli, Dipartimento di Scienze Biochimiche “Rossi-Fanelli”, Università La Sapienza, Roma
• Eugenio Lendaro, Dipartimento di Scienze e Biotecnologie Medico-Chirurgiche, Università La Sapienza – Polo Pontino, Latina.
• Ranieri Verin, Dipartimento di Scienze Veterinarie, Università di Pisa, Pisa.

Pubblicazioni

1. Bracci, L., Fabbri, A., Del Cornò, M., Conti, L. “Dietary polyphenols: Promising adjuvants for colorectal cancer therapies”. Cancers 2021 13(18), 4499. 

Respiratory allergic asthma-induced inflammation: searching for indicators of susceptibility to lung cancer | NextGenerationEU

Studi epidemiologici indicano che l'asma allergico può rappresentare un fattore di rischio per lo sviluppo del carcinoma polmonare. Tuttavia, i meccanismi che collegano l'infiammazione polmonare cronica alla carcinogenesi nel polmone sono poco chiari. Con un approccio traslazionale e multidisciplinare, il progetto è volto a studiare gli eventi immuno-infiammatori, lo stress ossidativo, i danni al DNA cellulare/mitocondriale e le alterazioni metaboliche in modelli cellulari e organ-on-chip in vitro, in modelli animali e pazienti con carcinoma polmonare e con asma allergico, considerando anche le differenze legate al sesso nella risposta infiammatoria. Questi studi hanno lo scopo di identificare uno o più fattori di rischio o di promozione tumorale associati all'asma allergico che potranno consentire l'adozione di specifiche misure diagnostiche e preventive.

Responsabile scientifico

Giovanna Schiavoni - Primo Ricercatore (Dipartimento Oncologia e Medicina Molecolare)

Collaboratori ISS

• Fabrizio Mattei - Primo Ricercatore (Dipartimento Oncologia e Medicina Molecolare)
• Donatella Pietraforte - Dirigente di Ricerca (Servizio tecnico scientifico grandi strumentazioni e core facilities)
•  Egidio Iorio - Primo Ricercatore (Servizio tecnico scientifico grandi strumentazioni e core facilities)
•  Maria Elena Pisanu - Ricercatore (Servizio tecnico scientifico grandi strumentazioni e core facilities)
•  Mattea Chirico - Ricercatore (Servizio tecnico scientifico grandi strumentazioni e core facilities)
• Paola Matarrese - Primo Ricercatore (Centro di Riferimento Medicina di Genere)
• Sara Baccarini - Ricercatore (Centro di Riferimento Medicina di Genere)
• Alessandro Giuliani - Dirigente di Ricerca (Dipartimento Ambiente e Salute)

Finanziamento

Progetto PNRR-MCNT2-2023-12377077 Finanziato da UE - NextGenerationEU (NGEU) - M6 C2 I 2. FASC. EB02 Missione 17 scadenza 30/08/2026, CUP I53C24000710006

Collaboratori esterni

• Vincenzo Patella, Dipartimento di Medicina Interna, Ospedale Santa Maria della Speranza, Battipaglia (SA)
• Antonello Giovannetti, Dipartimento di Medicina Traslazionale e di Precisione, Policlinico Umberto I, Roma
• Rosa Anna Cifarelli, ARPA Basilicata, Potenza

Exploring the antitumoral functions of IL-33-induced eosinophils for improving chemo-immunotherapy against melanoma

Il progetto ha lo scopo di esplorare il ruolo dei granulociti eosinofili e della citochina IL-33 nel melanoma. Gli studi finora condotti hanno dimostrato che, in seguito ad attivazione con IL-33 gli eosinofili esercitano attività anti-tumorale attraverso citotossicità diretta contro le cellule tumorali e mediante rilascio di vescicole extracellulari che riprogrammano il melanoma verso un fenotipo meno aggressivo. Studi in vivo e mediante tecnologia organ-on chip su modelli di melanoma hanno dimostrato il sinergismo di IL-33 con il farmaco epigenetico decitabina nel favorire il cross-talk tra cellule immunitarie e cancro. Gli effetti anti-tumorali della combinazione IL-33/decitabina correlano con un aumento della frequenza degli eosinofili e dei linfociti T nel tessuto tumorale e favoriscono la risposta terapeutica alle immunoterapie basate su inibitori dei checkpoint immunitari (ad es. anti-PD1) attualmente utilizzati in clinica.

Responsabile scientifico

Giovanna Schiavoni - Primo Ricercatore (Dipartimento Oncologia e Medicina Molecolare)

Collaboratori ISS

• Fabrizio Mattei - Primo Ricercatore (Dipartimento Oncologia e Medicina Molecolare)
• Adriana Rosa Gambardella - Ricercatore (Dipartimento Oncologia e Medicina Molecolare)
• Francesco Noto - Dottorando di Ricerca (Dipartimento Oncologia e Medicina Molecolare)
• Iole Macchia - Primo Ricercatore (Dipartimento Oncologia e Medicina Molecolare)
• Cristiana Zanetti - Ricercatore (Dipartimento Oncologia e Medicina Molecolare)
• Isabella Parolini - Primo Ricercatore (Dipartimento Oncologia e Medicina Molecolare)
• Francesca Spadaro - Primo Ricercatore (Servizio tecnico scientifico grandi strumentazioni e core facilities)
• Valentina Tirelli - Ricercatore (Servizio tecnico scientifico grandi strumentazioni e core facilities)
• Donatella Pietraforte - Dirigente di Ricerca (Servizio tecnico scientifico grandi strumentazioni e core facilities)
• Mario Falchi - Ricercatore (Centro nazionale ricerca su HIV/AIDS)
• Paola Matarrese - Primo Ricercatore (Centro di Riferimento Medicina di Genere)

Finanziamento

AIRC

Collaboratori esterni

• Gianni Marone, Dipartimento di Scienze Mediche Traslazionali, Università di Napoli Federico II, Napoli
• Luca Businaro, Annamaria Gerardino e Adele De Ninno, Istituto di Fotonica e Nanotecnologie, Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR), Roma
• Claudio Tripodo, Dipartimento di Scienze per la Promozione della Salute e Materno-Infantile "G. D'Alessandro", Università degli Studi di Palermo
• Antonella Sistigu, Dipartimento di Medicina Traslazionale e Chirurgia, Università Cattolica del Sacro Cuore, Roma
• Silvia Piconese, Dipartimento di Medicina Traslazionale e di Precisione, Sapienza Università di Roma

Pubblicazioni

1. Gambardella AR, Antonucci C, Zanetti C, Noto F, Andreone S, Vacca D, Pellerito V, Sicignano C, Parrottino G, Tirelli V, Tinari A, Falchi M, De Ninno A, Businaro L, Loffredo S, Varricchi G, Tripodo C, Afferni C, Parolini I, Mattei F, Schiavoni G. IL-33 stimulates the anticancer activities of eosinophils through extracellular vesicle-driven reprogramming of tumor cells. J Exp Clin Cancer Res 2024. 43(1):209. 
2. Mattei F, Andreone S, Spadaro F, Noto F, Tinari A, Falchi M, Piconese S, Afferni C, Schiavoni G. Trogocytosis in innate immunity to cancer is an intimate relationship with unexpected outcomes. iScience 2022. 25(10):105110. 
3. Musella M, Guarracino A, Manduca N, Galassi C, Ruggiero E, Potenza A, Maccafeo E, Manic G, Mattiello L, Soliman Abdel Rehim S, Signore M, Pietrosanto M, Helmer-Citterich M, Pallocca M, Fanciulli M, Bruno T, De Nicola F, Corleone G, Di Benedetto A, Ercolani C, Pescarmona E, Pizzuti L, Guidi F, Sperati F, Vitale S, Macchia D, Spada M, Schiavoni G, Mattei F, De Ninno A, Businaro L, Lucarini V, Bracci L, Aricò E, Ziccheddu G, Facchiano F, Rossi S, Sanchez M, Boe A, Biffoni M, De Maria R, Vitale I, Sistigu A. Type I IFNs promote cancer cell stemness by triggering the epigenetic regulator KDM1B. Nat Immunol 2022. 23(9):1379-1392. 
4. Gambardella AR, Poto R, Tirelli V, Schroeder JT, Marone G, Mattei F, Varricchi G and Schiavoni G. Differential effects of alarmins on human and mouse basophils. Front Immunol 2022. 13:894163. 
5. Andreone S, Spadaro F, Buccione C, Mancini J, Tinari A, Sestili P, Gambardella AR, Lucarini V, Ziccheddu G, Parolini I, Zanetti C, D’Urso MT, De Ninno A, Businaro L, Afferni C, Mattei F, Schiavoni G. IL-33 Promotes CD11b/CD18-Mediated Adhesion of Eosinophils to Cancer Cells and Synapse-Polarized Degranulation Leading to Tumor Cell Killing. Cancers 2019. 11(11):1664.

Building solutions for healthcare: Organs-on-Chip for onco-immunology

In oncologia, la tecnologia organ-on-chip offre un’opportunità senza precedenti per studiare in modo realistico e controllato le complesse interazioni tra cellule tumorali e sistema immunitario all’interno del microambiente tumorale. La capacità di replicare l’architettura tridimensionale del tumore e il suo contesto biologico permette di analizzare i meccanismi di evasione immunitaria, l’efficacia delle immunoterapie e la risposta individuale ai trattamenti. Le piattaforme immune system–tumor-on-chip stanno quindi emergendo come strumenti innovativi per accelerare la ricerca in immuno-oncologia e favorire lo sviluppo di approcci terapeutici più mirati e personalizzati.

Gli obiettivi del nostro progetto sono:

• Ricostruire un microambiente tumorale 3D realistico, includendo vascolarizzazione, matrice extracellulare e gradienti fisiologici.
• Integrare cellule immunitarie umane per studiare l’attivazione e la risposta contro il tumore.
• Analizzare in tempo reale le interazioni immuno-tumorali, come evasione immunitaria e infiltrazione linfocitaria.
• Valutare immunoterapie in un sistema fisiologicamente rilevante, osservando efficacia e tossicità.
• Favorire la medicina personalizzata, usando cellule derivate da pazienti per predire la risposta ai trattamenti.
• Ridurre l’uso di modelli animali, offrendo un’alternativa etica e più predittiva per la ricerca oncologica.

Responsabile scientifico

• Lucia Gabriele - Primo Ricercatore (Dipartimento Oncologia e Medicina Molecolare)

Collaboratori ISS

• Parlato Stefania - Primo Ricercatore (Dipartimento Oncologia e Medicina Molecolare)
• Mattei Fabrizio - Primo Ricercatore (Dipartimento Oncologia e Medicina Molecolare)
• Schiavoni Giovanna - Primo Ricercatore (Dipartimento Oncologia e Medicina Molecolare)
• Maria Rosaria Venturino - Dottoranda di Ricerca (Dipartimento Oncologia e Medicina Molecolare)
• Mario Falchi - Ricercatore (Centro nazionale ricerca su HIV/AIDS)

Finanziamento

PNRR - MISSION 4 – COMPONENT 2 - INVESTMENT 1.5 - CODE ECS00000024 - CUP: I83C22001000005 - “ROME TECHNOPOLE - Creation and strengthening of “Innovation Ecosystems” - construction of territorial R&D leaders – Sub-project: Building solutions for healthcare: Organs-on-chip for onco-immunology. Responsabile Scientifico: Marco Crescenzi e Franco Cardone.

Collaboratori esterni

• Luca Businaro, Annamaria Gerardino e Adele De Ninno, Istituto di Fotonica e Nanotecnologie, Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR), Roma 

Pubblicazioni

1. Parlato S, Grisanti G, Sinibaldi G, Peruzzi G, Casciola CM, Gabriele L. Tumor-on-a-chip platforms to study cancer-immune system crosstalk in the era of immunotherapy. Lab Chip. 2021 Jan 21;21(2):234-253. doi: 10.1039/d0lc00799d.