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  Sistema integrato di screening cardiotossicologico su organoidi cardiaci 3D con gemello digitale predittivo

  La valutazione della cardiotossicità e dell’efficacia di nuovi composti farmacologici destinati al trattamento delle patologie cardiovascolari rappresenta uno degli aspetti più critici e delicati nello sviluppo di nuovi farmaci. Gli attuali metodi preclinici, basati su modelli animali o colture cellulari bidimensionali, mostrano limitazioni strutturali e funzionali significative, rendendo urgente l’adozione di modelli più fisiologicamente rilevanti e compatibili con sistemi di screening ad alta produttività (HTS). In questo contesto si inserisce la tecnologia innovativa degli organoidi cardiaci tridimensionali, sviluppata dal team della Prof.ssa Chiara Collesi, che rappresenta una svolta nel campo della modellizzazione in vitro del tessuto miocardico. Questi organoidi sono ottenuti da cellule umane (nello specifico, cardiomiociti derivati da cellule staminali pluripotenti, derivate da pazienti affetti, ad esempio, da cardiomiopatia) organizzate in una geometria toroidale, capace di riprodurre in modo fedele la contrattilità, la propagazione del potenziale d’azione e le risposte elettrofisiologiche tipiche del miocardio umano. La particolare geometria tridimensionale consente, rispetto ai tessuti ingegnerizzati a conformazione lineare, una maggiore coerenza nella propagazione della depolarizzazione e una quantificazione più accurata delle dinamiche di contrattilità-rilassamento, rendendo questi modelli ideali per applicazioni di tipo funzionale. Fondamentale in questo contesto la straordinaria potenzialità di questi modelli di poter essere utilizzati per predire la risposta del paziente a trattamenti farmacologici mirati, sperimentali e/o non convenzionali. Tuttavia, nonostante il grande potenziale biologico, gli organoidi cardiaci non sono ancora integrati in piattaforme automatizzate compatibili con screening automatizzati, a causa della complessità delle condizioni di coltura, della mancanza di piastre di coltura adatte, della carenza della standardizzazione dei readout funzionali e della totale assenza di modelli computazionali integrati in grado di simulare in tempo reale le risposte osservate. Di conseguenza, la capacità analitica e predittiva di questi modelli resta oggi confinata a protocolli manuali o semi-quantitativi, che ne limitano fortemente l’impatto nelle fasi earlystage dello sviluppo di nuovi farmaci. Il progetto RingScreen nasce con l’obiettivo di colmare questo gap tecnologico, proponendo una piattaforma integrata hardware-software in grado di coniugare: • organoidi cardiaci tridimensionali a geometria toroidale, coltivati in condizioni ottimizzate per lo screening ad alta processivita’ e il monitoraggio funzionale automatizzato, e • un modello fisico-matematico dell’organoide cardiaco, utile a quantificare l’attività meccanica contrattile a partire dai dati sperimentali. Il cardine del sistema RingScreen è rappresentato dall’idea di integrare i dati biologici e la loro analisi matematica, sviluppando un algoritmo intelligente in grado di analizzare i dati acquisiti da ogni organoide (frequenza di battito, ampiezza della contrazione, tempo di recupero, presenza di aritmie, ecc.) per interpretare le misurazioni fisiche insorte ad esempio dalla somministrazione di diversi stimoli farmacologici e fornire parametri importanti per la diagnosi/prognosi o la scelta terapeutica per un dato paziente. L’approccio proposto da RingScreen mira a rendere scalabile e standardizzabile lo studio delle risposte cardiache ai farmaci attraverso gli screening ad alta processività, accelerando la pipeline preclinica, migliorando la sicurezza del paziente e aprendo la strada a nuove applicazioni in ambito di medicina personalizzata e farmacologia traslazionale.
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  MicroRNA esosomiale da biopsia liquida per il monitoraggio e la personalizzazione dei trattamenti del melanoma cutaneo avanzato

  Il melanoma cutaneo è un tumore della pelle con incidenza elevata in alcune aree tra Italia e Austria, come mostrato dal progetto MEMS (ITAT1018). Le linee guida ESMO raccomandano l’immunoterapia con farmaci anti-PD1 per ridurre il rischio di recidiva nei pazienti con melanoma avanzato operabile (stadio IIb, IIc, III e IV), sia dopo l’intervento (trattamento adiuvante) sia prima (neo-adiuvante), per ridurre il tumore e rendere l’intervento meno invasivo. Tuttavia, l’immunoterapia può causare effetti collaterali anche gravi, poiché il sistema immunitario può attaccare tessuti sani, indipendentemente dalla risposta al trattamento. Attualmente non esistono biomarcatori in grado di prevedere chi risponderà alla terapia, con conseguenti disagi per i pazienti e costi per il sistema sanitario. Il progetto, in collaborazione con centri dermatologici, laboratori universitari e una PMI, mira a identificare biomarcatori predittivi e di monitoraggio basati su microRNA contenuti in esosomi, estratti da biopsie liquide (sangue e urina), e a validarli su campioni raccolti durante il progetto per lo sviluppo di una pipeline analitica di possibile traduzione commerciale.
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  BRiC 2025 ID 69 - Caratterizzazione del carico EXTRA-polmonare di fibre e corpuscoli dell’ASBesto e sua correlazione con l’esposizione pregressa e la patologia sviluppata: FOCUS sulla traslocazione - Acronimo ASB-EXTRA-FOCUS

  Le malattie causate dall’esposizione alle fibre di amianto rappresentano un problema rilevante non solo per ragioni mediche, ma anche per le conseguenze sociali, legali, finanziarie e politiche che comportano. L’analisi quantitativa delle fibre di amianto e dei corpuscoli dell’asbesto nel tessuto polmonare, secondo un protocollo validato impiegato a livello nazionale messo a punto dal gruppo di lavoro Biofibre dell’Istituto Superiore di Sanità, viene sempre più frequentemente applicata come approfondimento di indagine in problematiche di carattere medico-legale quando è necessario stabilire un nesso causale tra pregressa esposizione all’amianto ed il decesso per una patologia correlabile all’asbesto. Questo tipo di analisi risulta particolarmente utile (i) quando le informazioni sulla storia occupazionale sono lacunose, poco attendibili o non permettono di raggiungere nessuna conclusione, (ii) per confermare una rilevante esposizione, documentata dalla ricostruzione della storia professionale e (iii) nei casi di neoplasie, come il carcinoma polmonare, che presentano un’elevata incidenza in soggetti non esposti e la sovrapposizione con altri fattori di rischio (il fumo). Poiché le fibre di amianto una volta inalate possono raggiungere diversi siti extra-polmonari, alcuni dei quali direttamente coinvolti nell’insorgenza di patologie asbesto correlate, estendere la precedente analisi anche a siti extra-polmonari diventa ancora più rilevante in particolare nei casi di neoplasie che rientrano tra quelle la cui origine lavorativa è considerata di limitata probabilità o per quelle per le quali solo recentemente gli studi epidemiologici hanno suggerito un’associazione con l’esposizione. Sarebbe quindi auspicabile una ricerca sistematica e dedicata della distribuzione delle fibre di amianto/corpuscoli dell’asbesto all’interno dell’organismo, in diversi contesti espositivi e patologici, per colmare la lacuna conoscitiva sulla presenza di fibre di amianto nei tessuti extra-polmonari, al fine di comprendere meglio il contributo dell’esposizione nello sviluppo di tutte le patologie amianto-correlate. Lo scopo si questo studio è quello di • investigare la correlazione tra il carico mineralogico tessutale (determinato secondo la metodica riconosciuta a livello nazionale) rilevato a livello polmonare con il carico presente nei diversi tessuti/organi di individui con profili di esposizione e patologici/clinici accuratamente determinati. • verificare se l’interazione delle fibre di amianto con cellule di tipo infiammatorio possa in qualche modo contribuire al potenziale di traslocazione delle fibre stesse nei tessuti extra-polmonari umani.
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  ITAT-11-035 NuCaT – Una piattaforma tecnologica per la terapia nutrizionale mirata contro il cancro/Eine technologische Plattform für die zielgerichtete Ernährungstherapie bei Krebs

  Il cancro rappresenta ancora una delle principali sfide sanitarie in Europa, inclusi il Friuli Venezia Giulia e l’Austria. Sviluppare terapie efficaci che riducano l’impatto socioeconomico dei trattamenti attuali è una priorità. Molti tumori solidi resistono alle terapie standard a causa di un microambiente tumorale immunosoppressivo (TME). La dieta mima-digiuno (Fasting-Mimicking Diet, FMD), che simula gli effetti del digiuno, si è dimostrata promettente nel colpire selettivamente le cellule tumorali proteggendo quelle sane. Studi clinici preliminari ne confermano la sicurezza e il potenziale, soprattutto in combinazione con terapie convenzionali, migliorando gli esiti per i pazienti. NuCaT rafforzerà la collaborazione tra istituzioni italiane e austriache nei settori della genetica, della ricerca clinica e della biotecnologia, creando una piattaforma congiunta per la terapia oncologica nutrizionale basata su FMD. La piattaforma monitorerà le risposte molecolari e cellulari, validerà l’efficacia terapeutica e identificherà biomarcatori e strategie mirate alle vulnerabilità tumorali indotte da FMD, accelerando l’integrazione dell’approccio nutrizionale nella cura del cancro.
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  QUAntum computing and simulation: Sviluppo, Applicazioni e Ricerca in Friuli Venezia Giulia

  QUASAR-FVG si pone l’obiettivo di sviluppare soluzioni innovative per affrontare il problema della scalabilità delle piattaforme per il calcolo e la simulazione quantistica basate su atomi neutri, rafforzando il ruolo della regione Friuli-Venezia Giulia come polo di eccellenza nella ricerca sulle tecnologie quantistiche. L’integrazione di sviluppo sperimentale, simulazioni numeriche e algoritmi avanzati consentirà di creare un quadro unificato tra hardware, modelli teorici e protocolli, favorendo la validazione e il benchmarking di dei protocolli quantistici. L’Università di Trieste, attraverso il laboratorio ArQuS, contribuirà con competenze ed infrastrutture sperimentali all'avanguardia per la manipolazione e rivelazione di qubit atomici, oltre che con attività connesse di simulazione classica di circuiti e sistemi quantistici.