Microambiente tumorale
DIPARTIMENTI
Oncologia e Medicina molecolare
Studiamo le interazioni tra cellule tumorali e il microambiente circostante, composto da cellule immunitarie, fibroblasti, matrice extracellulare e vasi sanguigni, per comprendere i meccanismi della progressione tumorale e della risposta immunitaria al tumore. La ricerca indaga come fattori fisiologici (interferoni, IL-33), patologici (tossina CNF1 di Escherichia coli) e molecole bioattive di origine naturale (polifenoli dell’olio di oliva) modulino questo microambiente, influenzando lo sviluppo del tumore e l’efficacia delle terapie.
Le nostre analisi si articolano su più livelli:
- Molecolare: studio di trascrittoma ed epigenoma per comprendere come i fattori modulano l’espressione genica e la regolazione epigenetica;
- Cellulare: analisi fenotipiche e funzionali con particolare attenzione alle cellule immunitarie;
- Proteico: valutazioni proteomiche focalizzate su fattori immunitari e vie di segnalazione cruciali.
Questo approccio integrato ci consente di comprendere come riprogrammare il microambiente tumorale, potenziando la risposta immunitaria e favorendo lo sviluppo di terapie innovative.
Unravelling the role of bacterial toxins in colorectal carcinogenesis
Il progetto nasce grazie a una collaborazione scientifica tra il nostro istituto e lo IARC. L’obiettivo è studiare il ruolo delle tossine batteriche di Escherichia coli, in particolare CNF1, nella cancerogenesi del colon-retto. Lo studio considera anche i fattori genetici predisponenti che determinano l’associazione tra tossine batteriche (Escherichia coli e Bacteroides fragilis) e adenocarcinomi del colon-retto. I risultati mostrano che la tossina CNF1 ha effetti genotossici, favorisce la formazione di adenomi in modelli animali con colite cronica e altera la barriera intestinale, promuovendo l’infiammazione. Lo studio mira anche a identificare nuovi target terapeutici, attraverso analisi epigenetiche quali metilazione del DNA e microRNA. Lo studio mira anche a chiarire le interazioni tra microbiota, tossine batteriche e alterazioni molecolari nella carcinogenesi intestinale, al fine di aggiornare i fattori di rischio e ottimizzare le strategie di prevenzione del cancro del colon-retto.
Responsabile scientifico
- Laura Bracci - Primo Ricercatore (OMM)
- Alessia Fabbri - Primo Ricercatore (OMM)
Collaboratori ISS
- Michela Tozzi - Dottorando di Ricerca (OMM)
- Gabriella Rainaldi - Primo Ricercatore (OMM)
- Federica Moschella - Primo Ricercatore (OMM)
- Francesca Marcon - Primo Ricercatore (DAMSA)
Finanziamento
- IARC
- PNRR - MISSION 4 – COMPONENT 2 - INVESTMENT 1.3 - CODE PE0000019 - CUP: I83C22001830006 - “HEAL ITALIA - Health Extended Alliance for Innovative Therapies, Advanced Lab-research, and Integrated Approaches of Precision Medicine”– Responsabile Scientifico Mauro Biffoni, OMM
Collaboratori esterni
- Zdenko Herceg e Rita Khoueiry, Epigenomics and Mechanisms Branch, IARC, Lyon, France
- Valerio Pazienza e Concita Panebianco, Divisione di Gastroenterologia, IRCCS "Casa Sollievo della Sofferenza", San Giovanni Rotondo (FG)
- Ranieri Verin, Dipartimento di Medicina Comparativa e Scienze dell’Alimentazione, Università di Padova
- Antonella Sistigu, Dipartimento di Medicina Traslazionale e Chirurgia, Università Cattolica del Sacro Cuore, Roma
- Cristiano Spada, U.O.C. Endoscopia Digestiva Chirurgica, Dipartimento di Scienze Mediche e Chirurgiche Addominali ed Endocrino-Metaboliche, Fondazione Policlinico Universitario A. Gemelli IRCCS, Roma
- Biobanca IRE, Istituto Nazionale Tumori Regina Elena, Roma
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 (OMM)
Collaboratori ISS
- Michela Tozzi - Dottorato di Ricerca (OMM)
- Alessia Fabbri - Primo Ricercatore (OMM)
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.
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 (OMM)
Collaboratori ISS
- Fabrizio Mattei - Primo Ricercatore (OMM)
- Donatella Pietraforte - Dirigente di Ricerca (FAST)
- Egidio Iorio - Primo Ricercatore (FAST)
- Maria Elena Pisanu - Ricercatore (FAST)
- Mattea Chirico - Ricercatore (FAST)
- Paola Matarrese - Primo Ricercatore (MEGE)
- Sara Baccarini - Ricercatore (MEGE)
- Alessandro Giuliani - Dirigente di Ricerca (DAMSA)
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 (OMM)
Collaboratori ISS
- Fabrizio Mattei - Primo Ricercatore (OMM)
- Adriana Rosa Gambardella - Ricercatore (OMM)
- Francesco Noto - Dottorando di Ricerca (OMM)
- Iole Macchia - Primo Ricercatore (OMM)
- Cristiana Zanetti - Ricercatore (OMM)
- Isabella Parolini - Primo Ricercatore (OMM)
- Claudia Afferni, COFAR
- Francesca Spadaro - Primo Ricercatore (FAST)
- Valentina Tirelli - Ricercatore
- Donatella Pietraforte - Dirigente di Ricerca (FAST)
- Mario Falchi - Ricercatore (AIDS)
- Paola Matarrese - Primo Ricercatore (MEGE)
- Antonella Tinari MEGE
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
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 (OMM)
Collaboratori ISS
- Parlato Stefania - Primo Ricercatore (OMM)
- Mattei Fabrizio - Primo Ricercatore (OMM)
- Schiavoni Giovanna - Primo Ricercatore (OMM)
- Maria Rosaria Venturino - Dottoranda di Ricerca (OMM)
- Mario Falchi - Ricercatore (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
