Responsabile ARCORACI Vincenzo
Dipartimento MEDICINA CLINICA E SPERIMENTALE
Codice P2022JLLS9_002 CUP J53D23017990001
Contributo MUR € 86.461,00 - Importo Totale € 86.461,00
Settore ERC LS7
Responsabile ARFUSO Francesca
Dipartimento SCIENZE VETERINARIE
Codice P2022TL7HA_002 CUP J53D23014410001
Contributo MUR € 77.084,00 - Importo Totale € 77.084,00
Settore ERC LS2
Descrizione del progetto, delle finalità e dei risultati attesi
Il cambiamento climatico è un argomento che desta particolare preoccupazione per la società globale a causa degli impatti negativi sull’ambiente, sulla flora, sulla fauna, sulla salute e sul benessere umano. Al fine di contenere o ridurre le emissioni di gas serra per salvaguardare il nostro pianeta, è di interesse comune identificare tutti i possibili punti critici su cui sono possibili interventi. Il settore zootecnico è uno dei responsabili delle emissioni di metano. Tuttavia, questa emissione non può essere attribuita semplicemente alla presenza di allevamenti, ma all’elevata incidenza di chetosi nelle vacche in lattazione. La chetosi è una malattia metabolica con elevata incidenza all’inizio della lattazione nelle vacche da latte. Questa malattia sembra essere correlata all’aumento della produzione di gas serra che hanno un impatto negativo sulla salute dell’ambiente. Gli obiettivi del progetto sono indagare ulteriormente questo aspetto della chetosi quantificando l'emissione di gas serra negli animali sani e malati, nonché la durata dell'aumento. Confermare che l’aumento delle emissioni di gas serra causato dalla chetosi potrebbe contribuire a un maggiore interesse da parte della comunità scientifica internazionale, della società, delle industrie e delle autorità politiche per identificare nuovi punti critici su cui intervenire per limitare le emissioni di gas serra. Nuove tecniche analitiche come la metabolomica e gli studi sul microbioma forniscono nuove e più approfondite prospettive per valutare questa malattia. Ciò potrebbe aiutare nello sviluppo di farmaci più efficaci per gestire il microbioma ruminale e prevenire la chetosi, e, contribuirebbe a migliorare le condizioni ambientali.
Description of the project, aims and expected results
Climate change is a topic of particular concern for global society due to its negative impacts on the environment, flora, fauna, human health and well-being. In order to contain or reduce greenhouse gas emissions to safeguard our planet, it is of common interest to identify all possible hot spots where interventions are possible. The livestock sector is one of the responsible for methane emissions. However, this emission cannot be attributed simply to the presence of livestock, but to the high incidence of ketosis in lactating cows. Ketosis is a metabolic disease with high incidence at the beginning of lactation in dairy cows. This disease seems to be related to the increased production of greenhouse gases that have a negative impact on the health of the environment. The objectives of the project are to further investigate this aspect of ketosis by quantifying the greenhouse gas emission in healthy and diseased animals, as well as the duration of the increase. Confirming that the increase in greenhouse gas emissions caused by ketosis could contribute to a greater interest from the international scientific community, society, industries and policy authorities to identify new critical points on which to intervene to limit greenhouse gas emissions. New analytical techniques such as metabolomics and microbiome studies provide new and more in-depth perspectives to evaluate this disease. This could help in the development of more effective drugs to manage the rumen microbiome and prevent ketosis, and, would contribute to improving environmental conditions.
Responsabile BENINATI Concetta (PI)
Dipartimento PATOLOGIA UMANA DELL'ADULTO E DELL'ETÀ EVOLUTIVA "GAETANO BARRESI"
Codice P2022BNCKS_001 CUP J53D23014110001
Contributo MUR € 142.437,00 - Importo Totale € 142.437,00
Settore ERC LS6
Descrizione del progetto, delle finalità e dei risultati attesi
Esiste un enorme interesse per le terapie basate sugli interferoni di tipo I (IFN-I) utili al trattamento delle infezioni batteriche. E’stato dimostrato per la prima volta, in un contributo scientifico del 2007 di G. Teti et al dal titolo Type I IFN signaling is crucial for host resistance against different species of pathogenic bacteria, (Journal of Immunology) che l’assenza di INF-I rendeva molto suscettibili gli animali alle infezioni da batteri extracellulari gram-positivi. Tuttavia nessun progresso per la comprensione dei meccanismi molecolari coinvolti sono stati fatti. Il progetto si propone di studiare il ruolo dell’IFN-I nelle infezioni respiratorie gravi causate da patogeni che mostrano sovente uno spettro di multi-resistenza ai comuni antibiotici. Studieremo le infezioni respiratorie causate da Staphylococcus aureus, Klebsiellea pneumoniae e Streptococcus pneumoniae con lo scopo di verificare il ruolo dell’IFN endogeno ed esogeno nella clearance del microrganismo ma anche, utilizzando topi transgenici per alcune vie di trasduzione del segnale che portano all’espressione/regolazione di IFN-I (come RIPK1, RIPK3, STING e MLKL) per comprendere come aiutare il sistema immunitario nella selezione di risposte utili all’organismo. Utilizzeremo anche anticorpi anti-recettori per l’Interferon in associazione o meno con vescicole extracellulari batteriche (BEV) provenienti da colture di Lattococcus sp. per studiare il loro effetto immunomodulante. Si prevede che questi studi saranno utili per l'applicazione razionale di approcci terapeutici basati su IFN o anti-IFN per il trattamento della polmonite batterica potenzialmente letale.
Description of the project, aims and expected results
There is enormous interest in therapies based on type I interferons (IFN-I) useful for treatment of bacterial infections. For the first time, in 2007, was demonstrated in a scientific contribution by G. Teti et al entitled Type I IFN signaling is crucial for host resistance against different species of pathogenic bacteria, (Journal of Immunology) that the absence of INF-I makes experimental animals very susceptible to infections by extracellular gram-positive bacteria. However, no progress has been made in understanding the molecular mechanisms yet. The project aims to study the role of IFN-I in severe respiratory infections caused by pathogens that often show a spectrum of multi-resistance to common antibiotics. We are studying the respiratory infections caused by Staphylococcus aureus, Klebsiellea pneumoniae and Streptococcus pneumoniae with the aim of verifying the role of endogenous and exogenous IFN in the clearance of the microorganism. Furthermore, using transgenic mice for signal transduction pathways that lead to the expression/regulation of IFN-I (such as RIPK1, RIPK3, STING and MLKL) we want to understand how help the immune system in selecting responses useful to the organism. We will also use anti-interferon receptor antibodies in association or not to bacterial extracellular vesicles (BEV) derived from Lactococcus sp. cultures to study their immunomodulatory effect. These studies are expected to be useful for the rational application of IFN- or anti-IFN-based therapeutic approaches for the treatment of life-threatening bacterial pneumonia.
Responsabile BONACCORSI Ivana
Dipartimento SCIENZE CHIMICHE, BIOLOGICHE, FARMACEUTICHE ED AMBIENTALI
Codice P20225SZMX_002 CUP J53D23013760001
Contributo MUR € 70.000,00 - Importo Totale € 70.000,00
Settore ERC LS8
Responsabile CACCAMO Daniela
Dipartimento SCIENZE BIOMEDICHE, ODONTOIATRICHE E DELLE IMMAGINI MORFOLOGICHE E FUNZIONALI
Codice P2022FAS5R_002 CUP J53D23017980001
Contributo MUR € 84.550,00 - Importo Totale € 84.550,00
Settore ERC LS7
Responsabile CAMPANA Stefania (PI)
Dipartimento PATOLOGIA UMANA DELL'ADULTO E DELL'ETÀ EVOLUTIVA "GAETANO BARRESI"
Codice P2022E2JSK_001 CUP J53D23017430001
Contributo MUR € 118.500,00 - Importo Totale € 118.500,00
Settore ERC LS4
Descrizione del progetto, delle finalità e dei risultati attesi
Il mieloma multiplo (MM) è una neoplasia maligna delle plasmacellule (PC) e costituisce il secondo tumore ematologico più comune. L'importanza delle cellule Natural Killer (NK) nell’immunosorveglianza del MM è stata ampiamente dimostrata, tuttavia, i determinanti genetici e i meccanismi di sensibilità o resistenza alle cellule NK nel MM non sono pienamente compresi. Questo progetto si propone di identificare le principali vulnerabilità molecolari delle cellule di mieloma all'immunosorveglianza mediata dalle cellule NK. Utilizzando l'innovativa tecnologia CRISPR/Cas9, identificheremo sistematicamente le perturbazioni che potenziano l'attività delle cellule NK contro le cellule MM. Come secondo obbiettivo, la compromissione della signature molecolare identificata sarà valutata nei diversi stadi clinici. Infine, valuteremo di sfruttare questa signature per definire nuovi candidati terapeutici contro il MM.
Description of the project, aims and expected results
Multiple Myeloma (MM) is a malignant disorder of plasma cells (PCs) and constitutes the second most common hematological cancer. The importance of Natural Killer (NK) cells in immune surveillance in MM has been largely demonstrated, however, genetic determinants and mechanisms of sensitivity or resistance to NK cells in MM are incompletely understood. The main goal of this research project is to identify the major molecular vulnerabilities of myeloma cells to NK cell mediated immunosurveillance. By using innovative single cell CRISPR/Cas9 technology, we will systemically identify perturbations that enhance NK cell activity against MM cells. As a second main point, the impairment of the identified molecular signatures will be explored along MM evolution. Lastly, we will investigate the potential therapeutic utility of targeting this signature with the aim to define novel therapeutic candidates against MM.
Responsabile CASILI Giovanna (PI)
Dipartimento SCIENZE CHIMICHE, BIOLOGICHE, FARMACEUTICHE ED AMBIENTALI
Codice P2022W2LNA_001 CUP J53D23018090001
Contributo MUR € 125.848,00 - Importo Totale € 125.848,00
Settore ERC LS7
Descrizione del progetto, delle finalità e dei risultati attesi
I tumori del sistema nervoso centrale (SNC) sono classificati come malattie di particolare significato clinico con elevata disabilita ed elevata mortalita. I gliomi rappresentano circa l'80% di tutte le neoplasie primarie del SNC; tra questi, il glioblastoma multiforme (GBM) e riconosciuto come uno dei tumori cerebrali primari piu aggressivamente infiltrativi con una prognosi infausta per i pazienti adulti. Lo stato infiammatorio persistente nel GBM contribuisce ad esacerbare la progressione del tumore e la diffusione metastatica, rendendolo in grado di sfuggire alla chirurgia o ad altri interventi clinici. Negli ultimi anni sono diventate disponibili informazioni interessanti sul ruolo della sfingosina-1 fosfato (S1P) nella progressione del GBM. S1P, un mediatore lipidico biologicamente attivo, e strettamente regolato dall'equilibrio tra la sintesi dipendente dalla sfingosina chinasi e la degradazione da parte delle liasi/fosfatasi S1P. D'altro canto e stato dimostrato che S1P deriva dalla L-serina, un prodotto metabolico generato all'interno della via di transulfurazione durante la conversione della L-cisteina in H2S guidata dalla cistationina-β-sintasi (CBS). L'H2S e un messaggero chimico gassoso con ruoli regolatori nella neurotrasmissione, il cui ruolo ed effetti sulla biologia e sulla progressione del tumore sono in realta controversi. In questo scenario, la presente proposta mira a esplorare l'interazione tra la via della transulfurazione e la segnalazione S1P nel GBM attraverso studi in vitro, in vivo e su biopsie di pazienti, fornendo l'identificazione di nuovi bersagli molecolari/terapeutici per questa neoplasia devastante e ancora irrisolta.
Description of the project, aims and expected results
Central nervous system (CNS) tumors are classified as diseases of particular clinical significance with high disability and high mortality. Gliomas represent approximately 80% of all primary CNS neoplasms; among them, glioblastoma multiforme (GBM) is recognized as one of the most aggressively infiltrative primary brain tumors with a poor prognosis for adult patients. The persistent inflammatory state in GBM contributes to exacerbating tumor progression and metastatic spread, making it unable to escape surgery or other clinical interventions. In recent years, interesting information has become available on the role of sphingosine-1 phosphate (S1P) in the progression of GBM. S1P, a biologically active lipid mediator, is tightly regulated by the balance between sphingosine kinase-dependent synthesis and degradation by S1P lyases/phosphatases. On the other hand, S1P has been shown to derive from L-serine, a metabolic product generated within the transsulfuration pathway during the conversion of L-cysteine to H2S driven by cystathionine-β- synthase (CBS). H2S is a gaseous chemical messenger with regulatory roles in neurotransmission, whose role and effects on tumor biology and progression are actually controversial. In this scenario, the present proposal aims to explore the interaction between the transsulfuration pathway and S1P signaling in GBM through in vitro, in vivo and patient biopsy studies, providing the identification of new molecular/therapeutic targets for this neoplasm. devastating and still unresolved.
Responsabile CASTAGNO Pasquale
Dipartimento SCIENZE MATEMATICHE E INFORMATICHE, SCIENZE FISICHE E SCIENZE DELLA TERRA
Codice P2022N9958_002 CUP J53D23013840001
Contributo MUR € 43.281,00 - Importo Totale € 43.281,00
Settore ERC LS8
Descrizione del progetto, delle finalità e dei risultati attesi
La balenottera comune del Mar Mediterraneo è protetta da accordi internazionali e recentemente è stata classificata “in pericolo” dall'Unione Internazionale per la Conservazione della Natura. Sebbene sia noto che le balenottere si riuniscono in regioni altamente produttive del Mar Mediterraneo per nutrirsi e socializzare, le principali aree di riproduzione, il comportamento acustico e i movimenti stagionali rimangono poco conosciuti. Il monitoraggio acustico passivo può fornire informazioni cruciali sulla loro ecologia ed eventuali minacce. Studiare la struttura e l’uso del canto è fondamentale per monitorarne la distribuzione e lo stato di conservazione. KNOWhale mira a studiare il comportamento acustico e i movimenti stagionali delle balenottere nel Mediterraneo meridionale. Cerca di identificare modelli ricorrenti nel loro canto e capire come i fattori ambientali e antropici ne influenzano la comunicazione. Abbinando metodi di monitoraggio acustico passivo con studi sul campo, il progetto mira a definire le differenze nelle sequenze di richiamo e fornire dati per la conservazione.
Finalità:
Studio del comportamento acustico delle popolazione della balonottera comune, definendo le caratteristiche dei suoni emessi.
Valutare l’impatto delle sorgenti rumorose sulla comunicazione intra-specie, definendo sia il livello della sorgente sonora sia un modello per stimare lo spazio di comunicazione acustica intraspecifica.
Definire gli “hotspot” principali delle specie in transito tra il Mediterraneo occidentale e orientale e il grado di dispersione stagionale della popolazione.
Risultati attesi:
Comprendere l'ecologia della popolazione, il comportamento e la distribuzione della balenottera comune nell'Italia meridionale.
Conoscere gli effetti dell'inquinamento acustico sulle balenottere, per sviluppare strategie di conservazione.
Description of the project, aims and expected results
The Mediterranean Sea fin whale (FW) is protected by international agreements and recently classified as “endangered” by the International Union for Conservation of Nature's Red List. While it's known the FW gather in highly productive regions of the Mediterranean, where the animals congregate for feeding and socializing, their main breeding areas, acoustic behaviour and seasonal movements remain poorly understood. Acoustics, particularly Passive Acoustic Monitoring (PAM), can provide crucial insights into their ecology and threats. Understanding the structure and use of fin whale songs is crucial for monitoring their distribution and conservation status. KNOWhale aims to study the acoustic behaviour and seasonal movements of fin whales in the southern Mediterranean. It seeks to identify recurring patterns in their songs and understand how environmental and anthropogenic factors influence their acoustic communication. By coupling PAM methods with field studies, the project aims to define differences in call sequences and provide essential data for conservation efforts.
Main goals:
Study fin whale Mediterranean population's acoustic behavior by defining features of their low-frequency calls and songs.
Assess noise sources' impact on intraspecies communication through initial field studies on FW sound propagation, source level definition, and communication space modelling.
Identify key hotspots for species transit between Western and Eastern Mediterranean, and assess seasonal population dispersion in the region.
Expected results:
Understand FW population ecology, behaviour and distribution in Southern Italy.
Understand of the effects of noise pollution on FW, as urgently required for the development of conservation strategies.
Responsabile CICERO Nicola
Dipartimento SCIENZE BIOMEDICHE, ODONTOIATRICHE E DELLE IMMAGINI MORFOLOGICHE E FUNZIONALI
Codice P2022HAMX9_002 CUP J53D23014350001
Contributo MUR € 117.123,00 - Importo Totale € 117.123,00
Settore ERC LS2
Responsabile CONDURSO Concetta
Dipartimento SCIENZE VETERINARIE
Codice P2022L85LS_002 CUP J53D23018430001
Contributo MUR € 56.493,00 - Importo Totale € 56.493,00
Settore ERC LS9
Descrizione del progetto, delle finalità e dei risultati attesi
La rapida crescita della popolazione mondiale, prevista oltre i 10 miliardi entro il 2050, rende urgente lo sviluppo di un sistema alimentare sostenibile e capace di garantire l’accesso ad un’alimentazione sana e nutriente a tutti gli individui, attraverso strategie che ottimizzino l’uso delle risorse, riducano gli sprechi, recuperino i nutrienti e promuovano diete a base di proteine vegetali. In questo contesto, il progetto HemPasta intende applicare il concetto “dalla culla alla culla” alla farina di panello di semi di canapa, sottoprodotto dell’industria olearia. Attualmente, il mercato globale dell'olio di canapa è in rapida espansione grazie al suo utilizzo in svariati settori industriali e alla crescente consapevolezza dei suoi benefici per la salute. Poiché l’olio costituisce solo il 25-35% del seme, il processo di produzione genera una grande quantità di sottoprodotti, in particolare sotto forma di panello. Questo sottoprodotto è ricco in proteine ad elevato valore biologico, micro- e macroelementi, composti bioattivi, presenta un rapporto ottimale di acidi grassi ω6/ω3 ed è privo di allergeni e glutine. Il panello può essere facilmente trasformato in farina, ottenendo un ingrediente altamente nutriente, ideale per la fortificazione di svariati prodotti alimentari. Ad oggi, però, questo rimane sottoutilizzato per le scarse proprietà sensoriali e reologiche. Il progetto HemPasta punta al miglioramento qualitativo della farina di panello di canapa attraverso lo sviluppo e l’ottimizzazione di un idoneo protocollo biotecnologico basato su trattamenti fermentativi ed enzimatici. La farina migliorata sarà utilizzata nella produzione di pasta fresca ad elevato valore aggiunto, promuovendo un sistema alimentare etico e sostenibile.
Description of the project, aims and expected results
With the world population projected to exceed 10 billion by 2050, it is imperative to establish a safe, secure, and sustainable food system. This can be achieved through strategies that optimize resource use, minimize waste, promote plant-based diets, and recycle nutrients. In this context, the HemPasta project aims to apply the cradle-to-cradle concept to hemp seed cake flour, a by-product of the hemp seed oil industry. Currently, the global market of hemp seed oil is experiencing significant growth driven by its use across various industries and increasing consumer awareness of its health benefits. Hemp seed oil makes up 25-35% of the whole seed resulting in substantial by-product generation during its production, particularly in the form of hemp seed cake. This by-product is rich in protein of high biological value, mineral elements, bioactive compounds, and an optimal ω6/ω3 fatty acid ratio, without causing food allergies or affecting celiac sufferers. Hemp seed cake can be easily processed into flour, resulting in a highly nutritious ingredient for food fortification. Despite its potential, this ingredient remains underutilized due to its poor sensory and rheological properties. The HemPasta project aims to apply fermentation and enzymatic treatments, either independently or combined, to improve the physicochemical and sensory properties of cake flour, developing and optimizing the biotechnological protocol to effectively address the limitations of this by-product in the food sector. The ameliorated flour will be used in the manufacturing of value-added fresh pasta, meeting the needs of the global food system for more sustainable and ethical products.
Responsabile CORDARO Marika (PI)
Dipartimento SCIENZE BIOMEDICHE, ODONTOIATRICHE E DELLE IMMAGINI MORFOLOGICHE E FUNZIONALI
Codice P2022BH28Y_001 CUP J53D23017410001
Contributo MUR € 80.860,00 - Importo Totale € 80.860,00
Settore ERC LS4
Descrizione del progetto, delle finalità e dei risultati attesi
Nonostante la loro efficacia come biocidi, gli isotiazolinoni sono forti sensibilizzatori che producono irritazioni cutanee e allergie e possono comportare rischi ecotossicologici. La mancanza di dati scientifici sugli effetti di questi isotiazolinoni rappresenta un rischio per la salute ecologica e umana perché producono specie reattive dell’ossigeno, aumentano il rilascio di citochine e inducono una risposta proinfiammatoria che ha portato alla morte cellulare nei mammiferi e nei pesci. A causa del crescente utilizzo e impatto degli isotiazolinoni nell'uomo e del loro rilascio nell'ambiente, principalmente per la loro presenza nei dispositivi medici utilizzati per la diffusione del Covid-19, l'identificazione del loro meccanismo d'azione a breve e lungo termine necessita di maggiori approfondimenti. La realizzazione di questo progetto avrà notevoli conseguenze sull’avanzamento della conoscenza del rapporto tra inquinamento ambientale e salute umana con un’elevata incidenza sanitaria e di conseguenza un elevato impatto economico. I risultati attesi forniranno un quadro più completo degli effetti della famiglia degli isotiazolinoni sulla salute animale e umana, con un focus sulla via molecolare più importante coinvolta in diversi eventi patologici.
Description of the project, aims and expected results
Despite their effectiveness as biocides, isothiazolinones are strong sensitizers that produce skin irritation and allergies and may pose ecotoxicological risks. The lack of scientific data on the effects of these isothiazolinones represents a risk for ecological and human health because they produce reactive oxygen species, increase the release of cytokines and induce a proinflammatory response that has led to cell death in mammals and fish. Due to the increasing use and impact of isothiazolinones in humans and their release into the environment, mainly due to their presence in medical devices used for the spread of Covid-19, the identification of their short- and long-term mechanism of action requires further investigation. The implementation of this project will have significant consequences on the advancement of knowledge of the relationship between environmental pollution and human health with a high health incidence and consequently a high economic impact. The expected results will provide a more complete picture of the effects of the isothiazolinone family on animal and human health, with a focus on the most important molecular pathway involved in several pathological events.
Responsabile COSTA Francesco
Dipartimento SCIENZE BIOMEDICHE, ODONTOIATRICHE E DELLE IMMAGINI MORFOLOGICHE E FUNZIONALI
Codice P2022RJS7X_002 CUP J53D23017500001
Contributo MUR € 69.120,00 - Importo Totale € 69.120,00
Settore ERC LS4
Responsabile CRUPI Rosalia
Dipartimento SCIENZE VETERINARIE
Codice P2022R2AFL_002 CUP J53D23018520001
Contributo MUR € 67.500,00 - Importo Totale € 67.500,00
Settore ERC LS9
Descrizione del progetto, delle finalità e dei risultati attesi
I pesticidi vengono utilizzati sugli animali domestici per il controllo delle malattie trasmesse da vettori, oltre che in agricoltura e abitazioni. Sebbene considerati sicuri se impiegati correttamente, cresce la preoccupazione sugli effetti negativi dell’esposizione cronica, sia sugli animali che sugli esseri umani. L’avvelenamento degli animali domestici è spesso dovuto all’uso esterno di pesticidi, con casi più gravi causati da uso improprio o abuso a lungo termine. Questi episodi rappresentano un indicatore dell’esposizione umana ai contaminanti ambientali, poiché gli animali condividono l’ambiente domestico con l’uomo. Nonostante la rilevanza della tossicità cronica indotta dai pesticidi, i dati disponibili sulla neuro- e cardiotossicità nei modelli animali sono limitati e mancano studi clinici sugli animali domestici. Gli oli essenziali si stanno affermando come alternative naturali agli acaricidi chimici, grazie alla loro biosicurezza, biodegradabilità e basso rischio di tossicità. La supplementazione alimentare con composti fenolici naturali potrebbe inoltre aiutare a gestire i sintomi tossici. Questo studio contribuirà a:
- Sviluppare protocolli di estrazione di metaboliti bioattivi da Citrus spp. e Lamiaceae usando tecniche adattate di Chimica Verde.
- Identificare metodi alternativi per il controllo degli ectoparassiti.
- Individuare biomarcatori precoci di neuro- e cardiotossicità da pesticidi e valutare l’uso di fitocomplessi come integratori alimentari.
- Sensibilizzare veterinari e proprietari sull'uso consapevole di composti naturali e sulla gestione sostenibile delle risorse.
Questi risultati promuoveranno pratiche a basso impatto ambientale, sostenute dalla legislazione internazionale sempre più orientata verso l’eco-compatibilità.
Description of the project, aims and expected results
Pesticides are used on pets to control vector-borne diseases, as well as in agriculture and households. Although considered safe when used correctly, there is growing concern about the negative effects of chronic exposure, both on animals and humans. Pet poisoning is often due to the external use of pesticides, with more severe cases caused by improper use or long-term abuse. These incidents serve as an indicator of human exposure to environmental contaminants, as pets share the living environment with humans.
Despite the relevance of chronic pesticide-induced toxicity, available data on neuro- and cardiotoxicity in animal models are limited, and clinical studies on pets are lacking. Essential oils are emerging as natural alternatives to chemical acaricides, thanks to their biosafety, biodegradability, and low toxicity risk. Additionally, dietary supplementation with natural phenolic compounds could help manage toxic symptoms. This study will contribute to:
- Developing extraction protocols for bioactive metabolites from Citrus spp. and Lamiaceae using Green Chemistry techniques.
- Identifying alternative methods for ectoparasite control.
- Detecting early biomarkers of pesticide-induced neuro- and cardiotoxicity and evaluating the use of phytocomplexes as dietary supplements.
- Raising awareness among veterinarians and pet owners about the conscious use of natural compounds and sustainable resource management.
These findings will promote low environmental impact practices, supported by international legislation increasingly focused on eco-compatibility.
Responsabile CUZZOCREA Salvatore (PI)
Dipartimento SCIENZE CHIMICHE, BIOLOGICHE, FARMACEUTICHE ED AMBIENTALI
Codice P2022R34ZE_001 CUP J53D23018070001
Contributo MUR € 100.000,00 - Importo Totale € 100.000,00
Settore ERC LS7
Descrizione del progetto, delle finalità e dei risultati attesi
I disturbi vascolari contribuiscono alla morbilità e alla mortalità in un’ampia gamma di patologie, tra cui l’infarto del miocardio, l’ictus ischemico, il danno renale acuto, i traumi e l’arresto circolatorio.
Uno squilibrio nell’offerta e nella domanda metabolica all’interno dell’organo ischemico provoca una profonda ipossia tissutale e una disfunzione microvascolare. La successiva riperfusione aggrava il danno in seguito all’attivazione delle risposte immunitarie e alla morte cellulare. I recenti progressi nella comprensione delle conseguenze molecolari e immunologiche dell’ischemia e della riperfusione possono portare a strategie terapeutiche innovative. In questo scenario, l'attivazione dell'inflammasoma NLRP3 possiede un ruolo chiave nell'aggravare lo stress ossidativo, il processo infiammatorio e la disfunzione endoteliale durante I/R cerebrale e intestinale. Tuttavia è stato dimostrato che i gasotrasmettitori, NO e H2S, condividono effetti benefici sulla funzione endoteliale, sulla microcircolazione cerebrale, sulla difesa della mucosa ed effetti antinfiammatori. Pertanto, studiare le vie molecolari coinvolte durante il danno da ischemia/riperfusione, sia con attività pro che antinfiammatoria, potrebbe aiutare a migliorare la patofisiologia dell'I/R. In questa prospettiva, delineare potenziali farmaci mirati all'inflammasoma NLRP3, coinvolto nel processo infiammatorio e nella disfunzione endoteliale durante l'I/R, potrebbe rappresentare una promettente terapia target per un insulto ischemico. In progetto prevede un primo studio sul coinvolgimento della via NLRP3 utilizzando topi KO, nonché il coinvolgimento di NO e H2S e del loro ruolo sull'infiammazione e sull'angiogenesi; la seconda parte del progetto prevede, invece, l’utilizzo di trattamenti farmacologico con donatori di H2S su topi WT, al fine di identificare il miglior trattamento per ridurre il danno da I/R.
Responsabile D'ASCOLA Angela (PI)
Dipartimento MEDICINA CLINICA E SPERIMENTALE
Codice P2022WZXRP_001 CUP J53D23019180001
Contributo MUR € 120.761,00 - Importo Totale € 120.761,00
Settore ERC LS1
Descrizione del progetto, delle finalità e dei risultati attesi
Endothelial cell-specific molecule 1 (ESM1), nota anche come endocano, è un proteoglicano circolante sovraregolato in un ampio spettro di processi fisiopatologici. Nel cancro al seno (BC), ESM1 promuove la progressione del tumore e le metastasi attraverso la regolazione della crescita tumorale, dell'angiogenesi, dell'invasione cellulare e della resistenza ai farmaci. I fibroblasti associati al cancro (CAF) sono un componente chiave del microambiente tumorale (TME), coinvolto nella secrezione di fattori di crescita che supportano la progressione del tumore.
Questo progetto mira a indagare nuovi aspetti dell'interazione tra le cellule del BC e il microambiente tumorale (CAF), caratterizzando il ruolo di ESM-1 nella progressione del BC e chiarendo i meccanismi alla base della modulazione delle funzioni cellulari. In particolare, ci proponiamo di ricavare informazioni utili a spiegare gli effetti dell'alterata espressione di ESM1 nel cross-talk stroma-BC su proliferazione cellulare, migrazione, invasione, attraverso analisi proteomiche, genomiche ed epigenomiche. Inoltre, negli studi ex vivo, valuteremo la possibile correlazione clinica tra ESM1, gli stadi del tumore al seno e la risposta alla chemioterapia, fornendo nuovi spunti utili per proporre l'ESM1 come biomarker prognostico durante la terapia.
Livelli elevati di ESM1 sono stati riscontrati anche in malattie infiammatorie come l’artrite reumatoide (RA). Durante la sua patogenesi, i sinoviociti fibroblasti (FLS) svolgono un ruolo cruciale nell'esordio precoce e nella progressione della malattia producendo vari mediatori che inducono un comportamento invasivo simile a quello osservato in condizioni tumorali. Pertanto, chiarire il ruolo di ESM1 potrebbe essere rilevante per comprendere la patogenesi di questa malattia e per future applicazioni terapeutiche.
Description of the project, aims and expected results
Endothelial cell-specific molecule 1 (ESM1), also known as endocan, is a circulating proteoglycan upregulated in a broad spectrum of pathophysiological processes. In breast cancer (BC), ESM1 promotes tumor progression and metastasis through the regulation of tumor growth, angiogenesis, cell invasion, and drug resistance. Cancer-associated fibroblasts (CAFs) are a key component of the tumor microenvironment (TME), involved in the secretion of growth factors that support tumor progression.
This project aims to investigate new aspects of the cross-talk between BC cells and tumor microenvironment (CAFs), characterizing the role of ESM-1 in BC progression and clarifying the underlying mechanisms of modulation of cell functions. In particular, we aim to get information about the effects of altered expression of ESM1 in stroma-BC cross-talk on cell proliferation, migration, invasion and at the omic level (proteomic, genomic, and epigenomic). Moreover, in ex vivo studies, we will focus our attention on the clinical correlation between ESM1 and breast tumor stages and response to chemotherapy, providing new insights useful to propone ESM1 as a prognostic biomarker during therapy.
High ESM1 levels have also been reported in inflammatory diseases such as rheumatoid arthritis (RA). During the pathogenesis of RA, fibroblast-like synoviocytes (FLSs) play a crucial role in early-onset and disease progression by producing various mediators that induce an invasive behavior similar to that observed in tumor conditions. Based on this evidence, disclosing the role of ESM1 might be relevant to understanding the pathogenesis of this inflammatory disease and for future therapeutic applications.
Responsabile DI PAOLA Rosanna
Dipartimento SCIENZE VETERINARIE
Codice P2022Z2ELY_002 CUP J53D23018150001
Contributo MUR € 74.537,00 - Importo Totale € 74.537,00
Settore ERC LS7
Descrizione del progetto, delle finalità e dei risultati attesi
Il trauma cranico (TBI) consiste in un insulto primario causato da forze biomeccaniche e un danno secondario che comprende mala@e neurodegeneraBve come il morbo di Alzheimer (AD) correlato all'elevata espressione della proteina precursore dell'amiloide (APP).
TGF-β1 una citochina anBnfiammatoria che esercita effe@ neuroprote@vi contro la
neurodegenerazione indoOa dalla β amiloide. Diversi studi hanno dimostrato un deterioramento sele@vo del TGF-ß1 e della sua via di segnale nel cervello di AD, un deficit che promuove l'insorgenza di disfunzioni cogniBve e deficit di memoria. È interessante notare che il TGF-β1 esercita anche un ruolo chiave nell'asse intesBno-cervello e le fluOuazioni del buBrrato dipendenB dalla disbiosi intesBnale possono interferire con la sintesi e il rilascio di TGF-β1. Diversi studi sia sugli animali che
sull’uomo hanno dimostrato che il trauma cranico influenza in modo significaBvo l’abbondanza e la diversità delle specie baOeriche, provocando disbiosi intesBnale.
È interessante notare che il traOamento acuto con inibitori sele@vi della ricaptazione della serotonina (SSRI), come fluoxeBna e fluvoxamina, può esercitare effe@ anBnfiammatori e neuroprote@vi in modelli animali di TBI, ma al momento non è noto il contributo della segnalazione del TGF-ß1 nella fase preclinica l'efficacia degli SSRI contro il trauma cranico e l'impaOo del traOamento cronico con quesB farmaci sull'asse intesBno/cervello.
Partendo da queste prove, questo progeOo mira a sfruOare l'ipotesi che un traOamento cronico con SSRI possa prevenire il deterioramento cogniBvo e la neurodegenerazione correlata all'AD in un modello TBI validato aOraverso l'asse intesBno/cervello e il rilascio di TGF-ß1.
Description of the project, aims and expected results
TraumaBc brain injury (TBI) consists of a primary insult caused by biomechanical forces and a secondary damage that includes neurodegeneraBve diseases such as Alzheimer's disease (AD) related to the elevated expression of amyloid precursor protein (APP). TGF-β1 is an anB-inflammatory cytokine that exerts neuroprotecBve effects against amyloid β-induced neurodegeneraBon. Several studies have demonstrated a selecBve impairment of TGF-β1 and its signaling pathway in AD brain, a deficit that promotes the onset of cogniBve dysfuncBon and memory deficits. InteresBngly, TGF-β1 also plays a key role in the gut-brain axis and gut dysbiosisdependent fluctuaBons in butyrate can interfere with TGF-β1 synthesis and release. Several studies in both animals and humans have shown that TBI significantly affects the abundance and diversity of bacterial species, resulBng in gut dysbiosis.
InteresBngly, acute treatment with selecBve serotonin reuptake inhibitors (SSRIs), such as fluoxeBne and fluvoxamine, can exert anB-inflammatory and neuroprotecBve effects in animal models of TBI, but the contribuBon of TGF-ß1 signaling in the preclinical phase, the efficacy of SSRIs against TBI, and the impact of chronic treatment with these drugs on the gut/brain axis are currently unknown.
Building on this evidence, this project aims to exploit the hypothesis that chronic SSRI treatment can prevent cogniBve impairment and AD-related-neurodegeneraBon in a validated TBI model through the gut/brain axis and TGF-ß1 release.
Responsabile DI PIETRO Simona (PI)
Dipartimento SCIENZE VETERINARIE
Codice P2022KJJRN_001 CUP J53D23018390001
Contributo MUR € 157.476,00 - Importo Totale € 157.476,00
Settore ERC LS9
Descrizione del progetto, delle finalità e dei risultati attesi
Nella proposta progettuale, partendo dal riciclo degli scarti di lavorazione dell’acciuga, particolarmente apprezzata dal consumatore, verrà avviata la produzione di idrolizzati di collagene, quali peptidi bioattivi. La loro attività antiossidante e antinfiammatoria verrà valutata in un modello in vitro, utilizzando una linea cellulare di macrofagi di topo stimolata con lipopolisaccaride (LPS) da Escherichia coli e poi trattata con gli
idrolizzati di collagene (ACHs). Attraverso metodi analitici quali Western Blot e PCR, verranno analizzate l'espressione proteica di molecole pro-infiammatorie, come NF-κB, IκB-α, COX-2 e iNOS, e l'espressione genica di IL-1β, TNF-α e IL-6. Successivamente, l’attività antiartritica dell’integratore orale a base di ACHs a due diverse concentrazioni verrà testata in un modello murino di artrite reumatoide indotta da collagene (CIA), avente caratteristiche di immunità cellulare e umorale tipiche dell’artrite reumatoide umana. La gravità dell'artrite nei topi sarà valutata tramite punteggi clinici e test comportamentali. Saranno effettuati campionamenti di tessuti e materiale biologico per valutazioni post-mortem: diversi markers infiammatori ed ossidativi verranno analizzati su sangue e tessuti (analisi istologica, immunoistochimica e analisi western blot). I livelli sierici delle citochine proinfiammatorie saranno misurati mediante metodo ELISA (TNF, IL-1, IL- 6, chemochine per MIP1, MIP2). Inoltre, verrà valutata l'espressione genica tissutale dei markers mediante Real Time PCR quantitativa. I progressi ottenuti saranno costantemente monitorati e i dati saranno raccolti per la condivisione dei risultati. Al termine del progetto, avverrà il trasferimento del know-how acquisito alla comunità scientifica, al fine di stimolare l'interazione tra Università e industrie del settore ittico e avviare la produzione di integratori nutraceutici.
Description of the project, aims and expected results
In the project proposal, the production of collagen hydrolysates, such as bioactive peptides, will start from the recycling of anchovy processing waste. Their antioxidant and anti-inflammatory activity will be evaluated in an in vitro model using a mouse macrophage cell line stimulated with lipopolysaccharide (LPS) from Escherichia coli and then treated with collagen hydrolysates (ACHs). Protein expression of pro-inflammatory molecules such as NF-κB, IκB-α, COX-2 and iNOS and gene expression of IL-1β, TNF-α and IL-6 will be analysed using Western blot and PCR. The anti-arthritic activity of the oral ACHs supplement at two different concentrations will then be tested in a mouse model of collagen-induced rheumatoid arthritis (CIA), which has cellular and humoral immunity features typical of human rheumatoid arthritis. The severity of arthritis in mice will be assessed by clinical scores and behavioural tests. Tissue and biological samples will be collected for post-mortem evaluation: several inflammatory and oxidative markers will be analysed in blood and tissues (histological analysis, immunohistochemistry and Western blot analysis). Serum levels of proinflammatory cytokines will be measured by ELISA (TNF, IL-1, IL-6, chemokines for MIP1, MIP2). In addition, tissue gene expression of markers will be assessed by quantitative real-time PCR. Progress will be continuously monitored and data will be collected to share the results. At the end of the project, the knowhow acquired will be transferred to the scientific community in order to stimulate interaction between universities and fish industry and to start the production of nutraceutical supplements.
Responsabile DI ROSA Ambra Rita
Dipartimento SCIENZE VETERINARIE
Codice P2022SN3M9_004 CUP J53D23018560001
Contributo MUR € 41.250,00 - Importo Totale € 41.250,00
Settore ERC LS9
Descrizione del progetto, delle finalità e dei risultati attesi
Il progetto proposto affronta sfide globali cruciali come sovrappopolazione, sicurezza alimentare, sostenibilità ambientale e resistenza agli antimicrobici. Si mira a valorizzare i sottoprodotti agricoli biologici attraverso un processo di bioconversione mediato da larve di Hermetia illucens (mosca soldato nera), trasformando i rifiuti in risorse preziose. Il processo produce molecole ad alto valore biologico come lipidi, chitina e chitosano, utilizzabili in vari settori, inclusi integratori alimentari, farmaceutica e materiali biologici.
Integrando chitina, lipidi e esuvie pupali macinate nella dieta delle galline ovaiole, si mira a migliorare la nutrizione avicola e potenzialmente a potenziare la funzione immunitaria. Sarà valutato l'effetto sulla comunità microbica cecale, gli acidi grassi a catena corta e la modulazione del sistema immunitario, fornendo preziosi insight sulla salute degli animali. Sarà inoltre valutata la qualità delle uova prodotte, sia da un punto di vista chimico-nutrizionale, che organolettico, utilizzando tecnologie innovative quali i sensi artificiali.
Il progetto valuterà anche l'attività antimicrobica diretta dei lipidi, di HI e del chitosano contro patogeni umani e avicoli, potenzialmente sviluppando agenti antimicrobici naturali per combattere la resistenza agli antibiotici. Attraverso modelli in vitro di mucosa intestinale, si indagherà sugli effetti dei composti bioattivi sulla salute intestinale, potenziando lo sviluppo di alimenti funzionali.
Description of the project, aims and expected results
The proposed project addresses critical global challenges such as overpopulation, food security, environmental sustainability, and antimicrobial resistance. It aims to valorize organic agricultural by-products through a bioconversion process mediated by Hermetia illucens larvae, transforming waste into valuable resources. This process yields high biological value molecules such as lipids, chitin, and chitosan, applicable in various sectors including food supplements, pharmaceuticals, and biological materials.
By incorporating chitin, lipids, and ground pupal exuviae into the diet of laying hens, the project aims to improve poultry nutrition and potentially enhance immune function. The effects on the cecal microbial community, short-chain fatty acids, and immune system modulation will be evaluated, providing valuable insights into animal health. The quality of the eggs produced will also be assessed chemically, nutritionally, and organoleptically using innovative technologies such as artificial senses.
The project will assess the direct antimicrobial activity of HI lipids and chitosan against human and avian pathogens, potentially developing natural antimicrobial agents to combat antibiotic resistance. Through in vitro models of intestinal mucosa, the effects of bioactive compounds on intestinal health will be investigated, fostering the development of functional foods.
Finally, the by-products of the bioconversion process will be evaluated for their fertilization potential, contributing to sustainable agriculture and the circular economy. The project also includes a capacity-building component to ensure the long-term success and sustainability of the results through multidisciplinary knowledge transfer.
Responsabile ESPOSITO Emanuela
Dipartimento SCIENZE CHIMICHE, BIOLOGICHE, FARMACEUTICHE ED AMBIENTALI
Codice P2022BW5R5_002 CUP J53D23017950001
Contributo MUR € 70.988,00 - Importo Totale € 70.988,00
Settore ERC LS7
Descrizione del progetto, delle finalità e dei risultati attesi
L'idrogeno solforato (H2S) è un trasmettitore gassoso endogeno insieme all'ossido nitrico (NO) e al monossido di carbonio. H2S è generato enzimaticamente attraverso processi che coinvolgono tre enzimi costitutivi, vale a dire cistationina β-sintasi (CBS), cistationina γ-liasi (CSE) e 3-mercaptopiruvato sulfurtransferasi (3MST). La via della transulfurazione genera, come prodotto finale, H2S che può innescare molteplici vie di segnalazione con diverse funzioni biologiche. Tra i diversi meccanismi d'azione attraverso i quali l'H2S può esercitare la sua attività biologica è particolarmente rilevante l’aumento dei livelli di nucleotidi ciclici rilevante nella fisiopatologia del sistema cardiovascolare.
È stato recentemente dimostrato che la concentrazione nanomolare di H2S in vitro può innescare la sintesi di un nucleotide ciclico “non canonico”, cIMP, coinvolto nel meccanismo contrattile del sistema vascolare in cooperazione con l’attività di NO.
Sebbene i nucleotidi ciclici “canonici” e “non canonici” (cAMP, cGMP e cIMP) siano i secondi messaggeri che guidano il controllo del tono vascolare, i meccanismi esatti dietro il loro equilibrio e l'interazione con la transulfurazione non sono ancora definiti. Questo progetto di ricerca si propone di indagare il ruolo svolto dall'asse transulfurazione/H2S/ nucleotidi ciclici e loro relazione con la via dell'NO nelle patologie cardiovascolari a base infiammatoria.
Description of the project, aims and expected results
Hydrogen sulfide (H2S) is an endogenous gaseous transmitter together with nitric oxide (NO) and carbon monoxide. H2S is enzymatically generated through processes involving three constitutive enzymes, namely cystathionine β-synthase (CBS), cystathionine γ-lyase (CSE) and 3-mercaptopyruvate sulfurtransferase (3MST). The transsulfuration pathway generates, as an end product, H2S that can trigger multiple signaling pathways with different biological functions. Among the different mechanisms of action through which H2S can exert its biological activity, the increase in the levels of cyclic nucleotides is particularly relevant in the physiopathology of the cardiovascular system.
It has been recently demonstrated that nanomolar concentration of H2S in vitro can trigger the synthesis of a “non-canonical” cyclic nucleotide, cIMP, involved in the contractile mechanism of the vascular system in cooperation with the activity of NO.
Although “canonical” and “non-canonical” cyclic nucleotides (cAMP, cGMP and cIMP) are the second messengers that drive the control of vascular tone, the exact mechanisms behind their balance and interaction with transsulfuration are not yet defined. This research project aims to investigate the role played by the transsulfuration/H2S/cyclic nucleotide axis and their relationship with the NO pathway in inflammatory cardiovascular diseases.
Responsabile GAGLIO Gabriella
Dipartimento SCIENZE VETERINARIE
Codice P2022EHFA9_002 CUP J53D23014140001
Contributo MUR € 105.000,00 - Importo Totale € 105.000,00
Settore ERC LS6
Descrizione del progetto, delle finalità e dei risultati attesi
Il progetto mira a migliorare la sensibilizzazione alla salute umana nei bambini delle scuole elementari delle due maggiori isole italiane, Sardegna e Sicilia, comprendendo gli ambienti urbani, rurali e periurbani, attraverso l’educazione sanitaria partecipativa a livello scolastico per il controllo delle zoonosi, con un approccio che utilizza metodi multimediali. Durante il progetto verrà effettuato inoltre uno studio epidemiologico sui parassiti degli animali domestici che convivono con gli studenti coinvolti nel progetto e una raccolta sistematica di campioni fecali per l'esame parassitologico nei parchi urbani più frequentati. Il progetto, pensato per coinvolgere i bambini delle scuole elementari dai 7 ai 9 anni. I risultati contribuiranno all'esplorazione di nuove strategie di comunicazione volte a controllare importanti zoonosi coinvolgendo le generazioni più giovani secondo l'agenda 2030 dell'OMS e le linee guida PNRR e saranno opportunamente divulgati utilizzando diversi social media.
Description of the project, aims and expected results
The project aims to improve human health raising awareness in elementary schoolchildren of the two largest Italian Islands, Sardinia and Sicily, including urban, rural and peri-urban settings, through school-based participatory Health Education for zoonoses control, with an edutainment approach. Carefree with our pets will also carry out an epidemiological study on parasites of the pets cohabiting with schoolchildren involved in the project and a systematic collection of fecal samples for parasitological examination in the most frequently visited urban parks. The project, designed to involve elementary schoolchildren of 7 to 9 grades. The outcomes will contribute to explore new communication strategies aimed to control important zoonoses engaging younger generation according to WHO's agenda 2030 and PNRR guideline and will be disseminated using different social media.
Responsabile GERMANA' Antonino
Dipartimento SCIENZE VETERINARIE
Codice P2022M9ZR4_004 CUP J53D23013830001
Contributo MUR € 58.271,00 - Importo Totale € 58.271,00
Settore ERC LS8
Descrizione del progetto, delle finalità e dei risultati attesi
Il progetto nasce dalla necessità di sviluppare e standardizzare nuovi bioindicatori specifici per la caratterizzazione delle acque costiere in termini di qualità ambientale, oggetto di attenzione da parte del mondo scientifico, a livello globale. Più specificatamente, il progetto sarà focalizzato su Aphanius fasciatus, noto come Nono Killifish, un piccolo pesce eurialino, appartenente alla Famiglia Cyprinodontidae, che popola acque salmastre costiere di estuari e lagune. L’Unità di Messina, in particolare, si occuperà dello studio anatomico, istologico e ultrastrutturale di vari organi e apparati degli esemplari di Aphanius fasciatus, prelevati da differenti siti italiani oggetto di indagine, con differenti caratteristiche ambientali, in termini di presenza o meno di inquinanti/contaminanti ambientali. La finalità del progetto è quella di fornire le basi utili per approfondimenti sugli aspetti anatomici e funzionali degli organi e dei sistemi di Aphanius e per un'interpretazione accurata delle eventuali osservazioni anatomo-isto-patologiche riscontrate.Coerentemente con gli obiettivi del progetto, l'unità di Messina fornirà, pertanto, elementi utili per la validazione di Aphanius come modello in campo biomedico e come potenziale bioindicatore per il monitoraggio ambientale. La condivisione di questo tipo di conoscenze e di protocolli riguardanti questo modello dal crescente interesse in campo ecotossicologico, potrebbe essere di grande interesse per la comunità scientifica.
Responsabile GERMANO' Maria Paola
Dipartimento SCIENZE CHIMICHE, BIOLOGICHE, FARMACEUTICHE ED AMBIENTALI
Codice P2022SECH4_002 CUP J53D23019160001
Contributo MUR € 68.211,00 - Importo Totale € 68.211,00
Settore ERC LS1
Descrizione del progetto, delle finalità e dei risultati attesi
In accordo con gli obiettivi di un’agricoltura sostenibile e di un’economia circolare, il presente progetto di ricerca è finalizzato alla valorizzazione del settore agroindustriale nel territorio del mezzogiorno con ricadute sull’intero territorio nazionale. Il progetto mira, in particolare, alla valorizzazione degli scarti di lavorazione di alcune specie di Cynara. Il genere Cynara comprende il carciofo (Cynara cardunculus L. var. scolymus L.), il cardo coltivato (Cynara cardunculus L. var. altilis DC) e il cardo selvatico (Cynara cardunculus L. var. sylvestris Lam.). Il carciofo può essere considerato una ricca fonte di metaboliti bioattivi ed è ampiamente conosciuto per le sue proprietà nutraceutiche e medicinali. In tale contesto, il primo obiettivo del progetto è ampliare le conoscenze scientifiche sugli scarti (foglie) di carciofo e di cardo attraverso la valutazione delle loro potenziali attività biologiche. Le foglie saranno estratte con diverse miscele etanolo/acqua. Verranno condotti esperimenti in vivo per valutare la capacità degli estratti/composti isolati di inibire la melanogenesi in embrioni di zebrafish (Danio rerio). Verrà, inoltre, utilizzato il modello sperimentale della membrana corioallantoica per testare l'attività angiogenica/anti-angiogenica e la tossicità degli estratti.
Inoltre, al fine di migliorare le proprietà fisico-chimiche degli estratti, che potrebbero influenzarne la biodisponibilità, saranno preparate nanoformulazioni innovative a base di polimeri biodegradabili che incapsulano gli ingredienti attivi in quanto tali o sotto forma di complessi di inclusione con ciclodestrine e sarà, quindi, effettuata una comparazione della loro attività biologica.
Il presente progetto è, quindi, finalizzato al potenziale impiego di estratti/composti isolati dagli scarti di lavorazione di alcune specie di Cynara per applicazioni nel settore nutraceutico e cosmeceutico come agenti depigmentanti.
Description of the project, aims and expected results
In agreement with one objective of the Sustainable Agriculture and Circular Economy, the present research project is aimed to enhance the agro-industrial sector in the territory of Southern Italy with repercussions on the entire national territory. The project aims to broaden basic knowledge on the treatment, sustainable exploitation, and enhancement of processing waste of some Cynara species. The Genus Cynara comprises artichoke (Cynara cardunculus L. var. scolymus L.), cardoon (Cynara cardunculus L. var. altilis DC) and wild cardoon (Cynara cardunculus L. var. sylvestris Lam.). Artichoke could be considered a rich source of bioactive metabolites, and it is widely known for its nutraceutical and medicinal properties. Within this framework, the first aim of the project is to rationalize scientific knowledge on Cynara by-products through the investigation of their biological activities. Cynara leaves will be extracted with different ethanol/water mixtures. In vivo experiments will be conducted to assess the most active extract/compounds. For this purpose, the potential anti-melanogenic activity was evaluated employing a zebrafish phenotype-based screening model. In addition, the chick chorioallantoic membrane assay will allow a preliminary screening for toxicity, and angiogenic/anti-angiogenic activity.
Moreover, in order to improve the physical-chemical properties of extracts/active ingredient(s) that could affect their bioavailability, innovative nanoformulations based on biodegradable polymers loading free active ingredients or complexed with cyclodextrins will be prepared and compared for their biological activity.
The overall goal of the proposed research is to enhance the use of Cynara by-products as a source of skin-whitening agents for pharmaceutical and cosmeceutical applications.
Responsabile GERVASI Teresa (PI)
Dipartimento SCIENZE BIOMEDICHE, ODONTOIATRICHE E DELLE IMMAGINI MORFOLOGICHE E FUNZIONALI
Codice P2022973R3_001 CUP J53D23018230001
Contributo MUR € 76.734,00 - Importo Totale € 76.734,00
Settore ERC LS9
Descrizione del progetto, delle finalità e dei risultati attesi
Il progetto MeLa ha come obbiettivo quello di sviluppare, mediante l’utilizzo ceppi appartenenti al genere Streptomyces, un processo biotecnologico sostenibile per la produzione di melanina, al fine di impiegarla in qualità di agente antimicrobico, antiossidante e chelante dei metalli pesanti all'interno di film biodegradabili, funzionali all’implementazione dei livelli di sicurezza dei sistemi di packaging alimentare.
In tale processo si prevede l’impiego di almeno un ceppo di Streptomyces isolato da campioni di suolo e/o di un ceppo commerciale, congiuntamente a substrati lignocellulosici derivati da sottoprodotti agroindustriali della filiera agrumaria. I ceppi e i substrati verranno inizialmente valutati sulla base di studi fisiologici effettuati in beute di Erlenmeyer. In una fase successiva, saranno sviluppati processi di fermentazione batch e di purificazione su scala di laboratorio, al fine di ottimizzarne la produttività. La melanina purificata sarà quindi integrata in film e rivestimenti biodegradabili multifunzionali per testarne le proprietà antiossidanti, antimicrobiche e chelanti dei metalli pesanti, con applicazioni finalizzate a garantire ed incrementare la sicurezza alimentare.
Si ipotizza che i risultati del progetto MeLa possano offrire un contributo significativo alla comunità scientifica, sviluppando nuove conoscenze e producendo innovazioni tecniche, anche nell’ambito della green chemistry. Ciò potrà avere un impatto rilevante sui sistemi atti a garantire la sicurezza alimentare, sulla produzione di film e rivestimenti biodegradabili, nonché sullo sviluppo di processi biotecnologici di produzione e purificazione volti a ottenere prodotti ad alto valore aggiunto attraverso la valorizzazione di sottoprodotti derivanti dal comparto agroindustriale.
Description of the project, aims and expected results
The goal of the MeLa project is to realize a sustainable biotechnological process of melanin production from Streptomyces strains, using lignocellulose wastes as substrates. In addition, the project envisions the use of the obtained melanin as an antimicrobial, antioxidant, and heavy metal chelating agent in biodegradable films to increase safety in the field of food packaging. The project involves the use of at least one strain of Streptomyces isolated from agricultural soil samples and/or a commercial strain and lignocellulose substrates derived from citrus by-products. All strains and lignocellulose substrates will be tested initially through physiology studies in Erlenmeyer flasks. Batch-type fermentation and downstream purification processes will be developed on a laboratory scale to improve productivity, and the purified melanin will be incorporated into biodegradable multifunctional films and coatings to test its antioxidant, antimicrobial, and heavy metal chelating activity for food safety applications.
The MeLA project results might act as a reinforcement in the scientific community producing new knowledge and technical innovation in the field of green chemistry and new food safety systems; production of biodegradable films and coatings, development of biotechnological production and purification processes to obtain added value products by using agricultural byproducts; as well as use of green chemistry for bio-based systems.
Responsabile GIANNETTO Alessia Caterina
Dipartimento SCIENZE CHIMICHE, BIOLOGICHE, FARMACEUTICHE ED AMBIENTALI
Codice P2022LASKT_002 CUP J53D23019130001
Contributo MUR € 85.000,00 - Importo Totale € 85.000,00
Settore ERC LS1
Responsabile GUGLIANDOLO Concetta
Dipartimento SCIENZE CHIMICHE, BIOLOGICHE, FARMACEUTICHE ED AMBIENTALI
Codice P2022M7S2J_003 CUP J53D23018450001
Contributo MUR € 67.500,00 - Importo Totale € 67.500,00
Settore ERC LS9
Descrizione del progetto, delle finalità e dei risultati attesi
Le riserve idriche globali nelle aree del Mediterraneo si stanno progressivamente riducendo e la disponibilità dell’acqua per l’agricoltura sta diventando un grave problema, pertanto lo sviluppo di strategie per contrastare la scarsità idrica e l’idrorepellenza del suolo è urgente. L’incorporazione nei terreni di biopolimeri, quali sostanze ecocompatibili, capaci di aumentare l’idratazione e ridurre l’idrorepellenza del suolo rappresenta una strategia innovativa per un’agricoltura sostenibile. I biopolimeri derivanti da microrganismi marini svolgono un ruolo importante in situ nell’aumentare la biodisponibilità delle riserve idriche e dei nutrienti, consentendo lo sviluppo microbico e la loro sopravvivenza in condizioni ambientali avverse, inclusa l’essiccazione. Il progetto SeaForSoil mira a sfruttare nuovi agenti idratanti o umettanti (biotensioattivi ed esopolisaccaridi) provenienti da cianobatteri, termofili e alghe marine, al fine di migliorare la qualità del suolo e fornire benefici alla crescita e alla salute delle piante. Questi biopolimeri capaci di influenzare le proprietà abiotiche del suolo potrebbero determinare variazioni nella comunità microbica del suolo, influenzando di conseguenza la produttività e la qualità delle colture. Il progetto rientra nel tema strategico emergente “SOSTENIBILITÀ E TUTELA DELLE RISORSE NATURALI”, relativo agli obiettivi del cluster 6 (Alimentazione, Bioeconomia, Risorse naturali, Agricoltura e Ambiente) del Programma Quadro Europeo di Ricerca e Innovazione 2021-2027.
I risultati attesi forniranno un prezioso contributo per colmare le attuali lacune circa le relazioni tra le diverse pratiche agricole e le proprietà e funzionalità del suolo, nonché contribuiranno ad aumentare le attuali conoscenze sulle relazioni tra cambiamenti climatici e biodiversità e funzionalità del suolo.
Description of the project, aims and expected results
Global water reserves, as well as those in the Mediterranean areas, have been significantly reduced and water for agriculture is becoming a great constraint and the development of strategies to solve the problems of soil water scarcity and water repellence is of great interest. The incorporation into soils of biopolymers, as eco-compatible substances, represents an innovative strategy for sustainable applications in agriculture to increase soil hydration and reduce soil water repellence. Biopolymers from marine microorganisms play important role in situ, increasing the bioavailability of water reserves and nutrients, allowing growth and survival in adverse environmental conditions, including desiccation.
SeaForSoil project aims exploiting novel moisturizing agents or wetting agents (biosurfactants and exopolysaccharides) from cyanobacteria, thermophiles and seaweeds, in order to improve soil quality and provide benefits to plant growth and health. These biopolymers cause changes in soil abiotic properties that, in turns, could determine variations in the soil microbial community in terms of abundance, biodiversity and functionality, consequently affecting the crop productivity and quality. It is part of the emerging strategic theme "SUSTAINABILITY AND PROTECTION OF NATURAL RESOURCES", related to the cluster 6 objectives (Food, Bioeconomy, Natural Resources, Agriculture and Environment) of the European Framework Program for Research and Innovation 2021-2027.
The expected results will provide a precious contribution to fill the current gaps about the relationships among the different agricultural practices and the soil properties and functionality as well as it will contribute to increase the current knowledge about the relationships among climate change and soil biodiversity and functionality.
Responsabile LANDO Gabriele
Dipartimento SCIENZE CHIMICHE, BIOLOGICHE, FARMACEUTICHE ED AMBIENTALI
Codice P202257HWR_002 CUP J53D23017880001
Contributo MIUR € 27.951,00 - Importo Totale € 27.951,00
Settore ERC LS7
Descrizione del progetto, delle finalità e dei risultati attesi
Il progetto BORDER mira a sviluppare un nuovo protocollo di screening diagnostico economicamente vantaggioso come alternativa alle attuali procedure cliniche di routine, al fine di fornire nuovi e validi strumenti per la diagnosi di disturbo bipolare in pazienti potenzialmente affetti da esso, per la selezione dei trattamenti ed il follow-up dei pazienti positivi. Per ridurre l’invasività, BORDER svilupperà panels clinici personalizzati basati sull’analisi di campioni di urina e sangue.
Per raggiungere questi obiettivi, il progetto BORDER combinerà i consolidati metodi diagnostici e terapeutici per la gestione del disturbo bipolare con i più innovativi approcci omics ad alto rendimento. Il Next Generation Sequencing (NGS) verrà utilizzato per l'analisi genomica, mentre la cromatografia liquida ad altissima pressione (UHPLC) combinata con la spettrometria di massa (QTOF-HRMS) per l'analisi metabolomica. I dati raccolti verranno analizzati utilizzando tecniche di machine learning (ML) e intelligenza artificiale (AI) come modellazione unsupervised, modellazione supervised e strategie di data fusion in grado di armonizzare e ottimizzare il contenuto di informazioni provenienti dalle diverse fonti. Questi approcci consentiranno di identificare nuovi biomarcatori per discriminare i pazienti con disturbo bipolare tra i casi sospetti, stratificandoli infine in categorie con diversi livelli di criticità, e monitorando il loro comportamento durante i primi mesi di trattamenti farmacologici.
Infine, verrà creata una dashboard personalizzata per integrare i modelli ML sviluppati per la diagnosi e il follow-up, consentendo al personale clinico di accedere facilmente a informazioni e dati, prendere decisioni migliori e migliorare la cura dei pazienti.
Description of the project, aims and expected results
The BORDER project aims to develop a novel cost-effective diagnostic screening protocol as an alternative to current routine clinical procedures, in order to provide new and valid tools for the diagnosis of bipolar disorder in patients potentially affected by it, for the selection of treatments and the follow-up of positive patients. To reduce invasiveness, BORDER will develop personalized clinical panels based on the analysis of urine and blood samples.
To achieve these goals, the BORDER project will combine the consolidated diagnostic and therapeutic methods for the management of bipolar disorder with the most innovative high-throughput omics approaches. Next Generation Sequencing (NGS) will be used for genomic analysis, while Ultra High-Pressure Liquid Chromatography (UHPLC) combined with Mass Spectrometry (QTOF-HRMS) for metabolomic analysis. The collected data will be analyzed using machine learning (ML) and artificial intelligence (AI) techniques such as unsupervised modeling, supervised modeling and data fusion strategies able to harmonize and optimize the content of information from different sources. These approaches will allow to identify new biomarkers to discriminate patients with bipolar disorder among suspected cases, finally stratifying them into categories with different levels of criticality, and monitoring their behavior during the first months of pharmacological treatments.
Finally, a customized dashboard will be created to integrate the ML models developed for diagnosis and follow-up, allowing clinical staff to easily access information and data, make better decisions and improve patient care.
Responsabile LO GIUDICE Giuseppe (PI)
Dipartimento MEDICINA CLINICA E SPERIMENTALE
Codice P2022YCAY4_001 CUP J53D23018130001
Contributo MUR € 152.171,00 - Importo Totale € 152.171,00
Settore ERC LS7
Descrizione del progetto, delle finalità e dei risultati attesi
Il progetto di ricerca proposto mira allo sviluppo di un sistema integrato per la rigenerazione di difetti ossei risultanti da resezioni chirurgiche, traumi, o riassorbimenti funzionali. L'obiettivo è superare i limiti attuali legati all'impossibilità di rigenerare grandi difetti garantendo la coerenza tra le superfici ossee del difetto e dello scaffold, migliorando la macro e la microstruttura dello scaffold, al fine di creare un sostegno dimensionale morfologicamente preciso.
Finalità
Il progetto intende sfruttare i vantaggi della produzione rapida e precisa di scaffold ossei fresati tramite controllo numerico computerizzato, sulla base di una ricostruzione derivante da CBCT preoperatoria. Il protocollo di ricerca prevede lo sviluppo del software necessario per progettare il blocco osseo e una fresatrice dedicata alla produzione dello scaffold. La parte finale della ricerca valuterà le caratteristiche biologiche del blocco osseo ingegnerizzato, analizzando il rapporto tra cellule ossee e supporto biologico.
Risultati Attesi
Si prevede che il flusso di lavoro sviluppato permetta la pianificazione e la realizzazione di innesti ossei evitando il prelievo da siti donatori. È possibile così ridurre il costo biologico per il paziente, il quale riceverà una guida in grado di ottimizzare la rigenerazione del tessuto osseo naturale. Si otterrebbe, pertanto, un miglioramento sostanziale rispetto alle tecniche attualmente utilizzate, con un impatto significativo in tutti i settori in cui è richiesta la rigenerazione dei tessuti ossei.
Description of the project, aims and expected results
The proposed research project aims to develop an integrated system for the regeneration of bone defects resulting from surgical resections, traumas, or functional resorptions. The goal is to overcome current limitations related to the inability to regenerate large defects by ensuring coherence between the bone surfaces of the defect and the scaffold, improving the scaffold's macro and microstructure to create a dimensionally and morphologically precise support.
Purpose
The project intends to leverage the advantages of the rapid and precise production of milled bone scaffolds through computer numerical control, based on a reconstruction derived from preoperative CBCT. The research protocol includes the development of the necessary software to design the bone block and a milling machine dedicated to scaffold production. The final part of the research will evaluate the biological characteristics of the engineered bone block, analyzing the relationship between bone cells and biological support.
Expected Results
The developed workflow is expected to allow the planning and realization of bone grafts without resorting to donor sites. This could reduce morbidity for the patient, who will receive a support capable of optimizing the natural bone tissue regeneration. Therefore, a substantial improvement over the currently used techniques is anticipated, with a significant impact in all sectors where bone tissue regeneration is required.
Responsabile MACAIONE Vincenzo
Dipartimento MEDICINA CLINICA E SPERIMENTALE
Codice P20224ASJN_002 CUP J53D23016030001
Contributo MUR € 97.275,00 - Importo Totale € 97.275,00
Settore ERC LS5
Descrizione del progetto, delle finalità e dei risultati attesi
Comprendere l’eziologia del danno neuronale cerebrale indotto dalla HFD può agevolare lo sviluppo di un trattamento soddisfacente per le malattie neurodegenerative (NDD), compreso il morbo di Alzheimer. Esistono chiare evidenze che indicano che le NDD sono patologie che coinvolgono molteplici fattori, incluse alterazioni genetiche, epigenetiche e proteomiche. Tuttavia, ad oggi si sa poco sugli eventi molecolari che portano alle NDD. Studi recenti suggeriscono che le modificazioni epigenetiche, come l’ipermetilazione e le alterazioni del profilo dei microRNA (miRNA), sono probabilmente responsabili della downregulation dell’espressione genica e proteica associata alle NDD. Alla luce di ciò, lo scopo dello studio è quello di indagare i meccanismi molecolari coinvolti nelle NDD, attraverso un approccio integrato di analisi epigenomica, proteomica e bioinformatica. Verrà effettuato uno studio completo sul metiloma e sul mirnoma per identificare i profili di metilazione e i marcatori di miRNA strettamente associati al danno neuronale cerebrale indotto dall'HFD nei topi. Per evidenziare la sofferenza neuronale sarà importante valutare il tasso di morte neuronale nel tempo valutando anche alcuni biomarcatori specifici di neurodegenerazione nel sangue come beta amiloide, Tau , fosfo TAU, neurofilamenti e PNFP. I risultati ottenuti da questi studi verranno traslati su pazienti neurologici con sospetta neurofibromialgia e dolore cronico diffuso al fine di validare eventuali biomarcatori in queste patologie. La parte innovativa di questo progetto dal punto di vista laboratoristico, consiste nel fatto di analizzare, in parallelo, l'epigenomica, la proteomica e l'isolamento dei biomarcatori. La sovrapposizione dei risultati, con l'utilizzo di risorse bioinformatiche, consente di estrarre potenziali biomarcatori, indicativi o predittivi della natura della malattia.
Description of the project, aims and expected results
Understanding the etiology HFD-induced brain neuronal damage will facilitate the development of satisfactory treatment for neurodegenerative diseases (NDDs), including Alzheimer’s disease. Considerable evidence indicates that NDDs arepathologies involving multiple factors, including genetic, epigenetic and proteomic changes. However, to date little is known about the molecular events leading to NDDs. Growing evidences suggest that epigenetic modifications, as hypermethylation and alterations of microRNA (miRNA) profile are likely to be responsible for the downregulation of gene and protein expression associated with NDDs. In light of this, aim of the study is to investigate the molecular mechanism(s) involved in NDDs, through an integrated approach of epigenomic, proteomic and bioinformatic analysis. A methylome and mirnome comprehensive study will be performed to identify methylation profiles and miRNA markers closely associated with HFD-induced brain neuronal damage in mice. To highlight the neuronal suffering it will be important to evaluate the neuronal death rate over time by also evaluating some specific biomarkers of neurodegeneration in the blood as beta amyloid, Tau , phospho TAU, neurofilaments e PNFP. The results obtained from these studies will be translate to neurological patients with suspected neurofibromyalgia and chronic widespread pain in order to validate any biomarkers in these pathologies. The innovative part in this project from the laboratory point of view, consists in the fact of analyzing, in parallel epigenomics, proteomics and biomarkers isolation. The results overlapping, with the use of bioinformatics resources, allows to pull out, potential biomarkers, indicative or predictive of the nature of the disease.
Responsabile MAISANO Maria
Dipartimento SCIENZE CHIMICHE, BIOLOGICHE, FARMACEUTICHE ED AMBIENTALI
Codice P2022JLE99_002 CUP J53D23014240001
Contributo MUR € 100.469,00 - Importo Totale € 100.469,00
Settore ERC LS3
Descrizione del progetto, delle finalità e dei risultati attesi
Il recente aumento nell’utilizzo del gadolinio (Gd) in ambito industriale e medico, in aggiunta al suo naturale rilascio in ambiente, lo rende un pericoloso contaminante emergente. I dati scientifici sui rischi dell’inquinamento da Gd sulla salute ambientale e umana sono ancora estremamente limitati, soprattutto considerando meccanismi biologici come l’omeostati metabolica e la riproduzione. Questo progetto si pone come obiettivo quello di valutare i meccanismi di tossicità indotti dal Gd mediante l’uso di specie animali non-target a diverso livello evolutivo, tra cui mitili e pesci come organismi acquatici e ratti come mammiferi. Considerato che sia i mitili che i pesci appartengono alla stessa rete trofica, che include l’uomo come consumatore finale, innescando in esso potenziali rischi per la salute, risulta evidente l’elevata rilevanza di questo studio. I rischi dell’accumulo di Gd antropogenico attraverso la catena trofica sono ancora poco indagati. Pertanto, mediante l’uso di approcci morfologici, molecolari e -omici, tale progetto è finalizzato a rilevare il potenziale impatto del Gd su diverse vie metaboliche incluse la steroidogenesi e la spermatogenesi. Inoltre, particolare attenzione sarà rivolta alle vie metaboliche e ai processi di controllo della qualità mitocondriale e nell’associazione tra mitocondri e reticolo endoplasmatico, oltre all’infiammazione, aspetti cellulari mai studiati prima in tale ambito. L’approccio di GADOTOX sarà quindi multidisciplinare nel tentativo di chiarire i meccanismi di azione del Gd a livello comparativo, mediante l’uso di modelli animali acquatici e terrestri, per una approfondita comprensione dell’impatto dell’inquinamento da Gd sulla salute degli organismi viventi evidenziando potenziali rischi per la salute umana.
Description of the project, aims and expected results
Besides its naturally occurrence, the recent increasing usage of gadolinium (Gd) in industrial and medical fields made it an emergent hazardous contaminant. Scientific knowledge on the health risks posed by Gd pollution on wildlife and humans is still extremely limited, especially when considering critical biological functions, like metabolic homeostasis and reproduction. This project aims to evaluate the mechanisms underlying the toxic effects of Gd by using non-target animal species of different evolutionary level, including mussels and fish as aquatic animal models, and rats as mammalian models. Taking into account that both mussels and fish belong to the food web that reaches humans as final consumers, leading to potential health hazards, this study appears of utmost relevance. In fact, the risk of accumulation of anthropogenic Gd through the food chain is poor investigated. Therefore, by the use of morphological, molecular and -omics approaches, this project aims to provide insights into the putative Gd-induced alteration of different metabolic pathways including, among the others, steroidogenesis and spermatogenesis. Particular attention will be paid towards various metabolic pathways and processes involved in mitochondrial quality control and mitochondria-endoplasmic reticulum association as well as inflammation, cellular aspects never studied in this field. The approach of GADOTOX will be multidisciplinary in the attempt to clarify the mechanisms of action, at comparative level, of Gd with the use of aquatic and terrestrial animal models, for a deeper understanding of the impact of Gd pollution on the health of living organisms, in order to highlight any potential risks for human.
Responsabile MARINO Andreana
Dipartimento SCIENZE CHIMICHE, BIOLOGICHE, FARMACEUTICHE ED AMBIENTALI
Codice P2022X2X3K_002 CUP J53D23018110001
Contributo MUR € 69.500,00 - Importo Totale € 69.500,00
Settore ERC LS7
Descrizione del progetto, delle finalità e dei risultati attesi
La cheratite batterica è un'infezione della cornea che può portare alla perdita della vista se non trattata adeguatamente. I patogeni più comuni causa di cheratite sono lo Staphylococcus aureus, gli stafilococchi coagulasi-negativi e Pseudomonas aeruginosa per la loro capacità di colonizzare la superficie corneale e formare biofilm sulle lenti a contatto. Le infezioni associate al biofilm sono spesso croniche e recalcitranti ai trattamenti. La resistenza agli antibiotici quali fluorochinoloni, beta-lattamici, macrolidi e aminoglicosidi o l'alto peso molecolare di altri, come la vancomicina o la teicoplanina, limitano il portafoglio di antibiotici disponibili per il trattamento delle infezioni oculari. Lo sviluppo di nuovi antibiotici è un processo difficile e costoso. Per affrontare questa sfida, i clinici sono in attesa di alternative terapeutiche. Questo progetto ha lo scopo di saggiare e validare nuove strategie per la veicolazione di singoli antibiotici (teicoplanina e levofloxacina) per uso oftalmico o loro combinazioni con composti antibiotici non antibiotici di origine vegetale (quercetina e luteina), per combattere la cheratite recalcitrante causata da S. aureus e P. aeruginosa. Lo scopo del progetto è quello di incapsulare antibiotici, anche associati a composti sinergici presenti in natura, mediante due piattaforme nanotecnologiche, ovvero liposomi fusogenici e nanoemulsioni (anche nella forma self-emulsifying SNEEDS), le cui proprietà fisico-chimiche dovrebbero migliorare la penetrazione dei farmaci attraverso il biofilm per raggiungere le cellule batteriche target all’interno. Sono previsti esperimenti in vitro e in vivo per dimostrare l'efficacia di questi nanocarrier medicati su modelli di cheratite infettiva e valutare la loro farmacocinetica nei tessuti oculari interessati.
Description of the project, aims and expected results
Bacterial keratitis is an infection of the cornea that can lead to loss of vision if not carefully managed. Staphylococcus aureus, Coagulase-negative staphylococci and Pseudomonas aeruginosa are the most common causative agents and are known to colonize the corneal surface and contact lenses as biofilm populations. Chronic and recalcitrant keratitis are frequently associated with the formation of biofilm. The resistance to antibiotic agents such as fluoroquinolones, beta-lactams, macrolides and aminoglycosides or the high molecular weight of others, such as vancomycin or teicoplanin, limit the portfolio of antibiotics available to treat bacterial ocular infections. Developing new antibiotics is a difficult and expensive process. To meet this challenge clinicians are seeking new treatment options. This project is aimed at exploring and validating new strategies for the ocular delivery of single antibiotics (teicoplanin and levofloxacin) or their combinations with antibiotic non-antibiotic compounds of plant origin (quercetin and lutein), to fight recalcitrant infectious keratitis caused by S. aureus and P. aeruginosa. The project will deal with the encapsulation of antibiotics, also associated with naturally occurring synergistic active compounds, in two nanotechnological platforms, namely fusogenic liposomes and nanoemulsions (also in the dry form of the self-emulsifying SNEEDS), whose physico-chemical properties are expected to improve the penetration of the drugs through the surface biofilm and inside the bacterial cells to be targeted. In vitro and in vivo experiments are planned to demonstrate the efficacy of these medicated nanocarriers on infectious keratitis models and to assess the pharmacokinetics of encapsulated drugs in the relevant eye tissues.
Responsabile MARINO Gabriele
Dipartimento SCIENZE VETERINARIE
Codice P2022JWCYS_003 CUP J53D23018370001
Contributo MUR € 65.485,00 - Importo Totale € 65.485,00
Settore ERC LS9
Responsabile MAZZEO Anna
Dipartimento MEDICINA CLINICA E SPERIMENTALE
Codice P2022P97PJ_002 CUP J53D23018050001
Contributo MUR € 115.153,00 - Importo Totale € 115.153,00
Settore ERC LS7
Descrizione del progetto, delle finalità e dei risultati attesi
Per questo progetto e’ stato creato un team multidisciplinare che ha particolare esperienza in ambito clinico, sia neurologico che cardiologico, in ingegneria e ricerca di base. Il team lavorera’ in sinergia al fine di implementare la diagnosi di Amiloiosi erediataria da mutazioni sul gene TTR (ATTRV), mettendo assieme dati demografici, clinici, genetici e di immagini, attraverso l’uso della intelligenza artificiale e l’approccio del Learning machine. Gli studi di biologia molecolare potenziando le conoscenze cliniche saranno finalizzate alla migliore comprensione dei meccanismi patogenetici di questa patologia anche al fine di risvolti terapeutici. Il learning machine e’ un tipo di intelligenza artificiale che ha gia’ fornito interessanti risultati nell’ambito dell’amiloidosi cardiaca e delle malattie neurodegenerative. Il progetto si pone due principali finalita’.
- 1 sviluppare strategie utili a miglioare la diagnosi di ATTRv, attraverso la integrazione di dati clinici biochimici e di immagini e approccio di learning machine; identificare possibili fattori ambientali ed epigenetici che possono avere un ruolo nel modificare il fenotipo e, con lo stesso metodo, poter individuare segni precoci di malattia nei carriers asintomatici.
- creazione di cellule staminali pluripotenti da soggetti affetti e modelli animali che unitamente a studi di genomica in collaborazione con l’ Universita’ del Colorado consentiranno di elucidare i meccanismi patogenetici e identificare potenziali targets di terapia.
Description of the project, aims and expected results
For this proposal we put together a multidisciplinary team with expertise in clinical cardiology and neurology, engineering and basic research which will work in synergy to improve ATTRv diagnosis by combining demographic, clinical, genetics, biochemical, and imaging data using artificial Intelligence (AI) and Machine Learning (ML) approaches. The molecular biology studies will corroborate the clinical findings. ML is a form of artificial intelligence (AI) that have been applied to the study of cardiac amyloidosis and eurodegenerative diseases and show promise in the areas of early diagnosis, prognosis and development of new therapies.
Our project is organized in 2 Aims:
Aim 1. To develop strategies enabling accurate diagnosis of ATTRv and to allow the identification of possible environmental, genetic and epigenetic modifiers which may explain the phenotypic variability, and to develop strategies to accurately diagnose early signs of neurological and/or cardiological involvement in ATTRv carriers.
Aim 2. We will generate Induced Pluripotent Stem Cells derived from affected individuals as in vitro models to elucidate the specific molecular mechanisms. In addition we will perform RNA sequencing on heart tissues from patients with ATTRv and ATTRwt and non-failing control hearts which are already available at the University of Colorado Biobank. The purpose of the genomics and in vitro studies is to delineate the perturbed signaling pathways and identify biomarkers for diagnostic and prognostic application and targets for more effective therapies.
Responsabile MICARI Antonio
Dipartimento SCIENZE CHIMICHE, BIOLOGICHE, FARMACEUTICHE ED AMBIENTALI
Codice P2022N8KRY_002 CUP J53D23018030001
Contributo MUR € 77.872,00 - Importo Totale € 77.872,00
Settore ERC LS7
Responsabile ODDO Salvatore
Dipartimento SCIENZE CHIMICHE, BIOLOGICHE, FARMACEUTICHE ED AMBIENTALI
Codice P202278YHJ_002 CUP J53D23016040001
Contributo MUR € 121.500,00 - Importo Totale € 121.500,00
Settore ERC LS5
Descrizione del progetto, delle finalità e dei risultati attesi
La mancanza di trattamenti efficaci per la malattia di Alzheimer (AD) è allarmante considerando che più di 44 milioni di persone nel mondo vivono con questo disturbo, che è la settima causa di morte a livello mondiale. La perdita neuronale è una caratteristica cardinale dell'AD e colpisce inevitabilmente più regioni cerebrali ma i meccanismi attraverso i quali i neuroni muoiono sono ancora sconosciuti. È stato ipotizzato che il ri-ingresso aberrante del ciclo cellulare neuronale come scatenante della perdita neuronale nell'AD. Tuttavia, i meccanismi che portano a questi eventi non sono chiari. Abbiamo pubblicato dati che evidenziano il ruolo della DNA polimerasi-β (DNA pol-β) nel tentativo aberrante dei neuroni di replicare il loro DNA nell'AD. Una isoforma di DNA pol-β priva di esone 11 (Ex11Δ), presente nei neuroni sani, agisce come regolatore negativo dominante dell'attività di DNA pol-β. Questi dati ci hanno portato alla formulazione della seguente ipotesi: L'aumentata espressione del trascritto Ex11Δ DNA pol-β protegge contro la neuropatologia dell'AD e i deficit cognitivi associati. Per testare questa ipotesi, aumenteremo l'espressione di Ex11Δ DNA pol-β in vitro e in un modello animale di AD. Ci aspettiamo che l'isoforma di DNA pol-β Ex11Δ attenui il processo neurodegenerativo nell'AD. Prevediamo che i nostri risultati stimoleranno lo sviluppo di nuovi approcci terapeutici per aumentare Ex11Δ DNA pol-β, la progettazione di studi clinici mirati a valutare l'utilità di Ex11Δ DNA pol-β come biomarcatore per la progressione dell'AD, e lo sviluppo di nuove terapie farmacologiche per inibire selettivamente il principale DNA pol-β.
Description of the project, aims and expected results
Alzheimer’s disease (AD) is the seventh leading cause of death globally. The lack of effective treatments for this disorder is alarming, considering that more than 44 million people worldwide are living with it. Neuronal loss is a cardinal feature of AD, affecting multiple brain regions. However, the mechanisms by which neurons die remain unknown. It has been hypothesized that the aberrant re-entry of neurons into the cell cycle may trigger neuronal loss in AD. Nonetheless, the mechanisms leading to these events are unclear. We have published data highlighting the role of DNA polymerase-β (DNA pol-β) in the aberrant attempt of neurons to replicate their DNA in AD. An isoform of DNA pol-β lacking exon 11 (Ex11Δ), present in healthy neurons, acts as a dominant negative regulator of DNA pol-β activity. These data led us to formulate the following hypothesis: Increased expression of the Ex11Δ DNA pol-β transcript protects against AD neuropathology and associated cognitive deficits. To test this hypothesis, we will increase the expression of Ex11Δ DNA pol-β in vitro and in an animal model of AD. We expect that the Ex11Δ isoform of DNA pol-β will attenuate the neurodegenerative process in AD. We anticipate that our findings will stimulate the development of new therapeutic approaches to enhance Ex11Δ DNA pol-β, the design of clinical studies aimed at evaluating the utility of Ex11Δ DNA pol-β as a biomarker for AD progression, and the development of new pharmacological therapies to selectively inhibit the main DNA pol-β.
Responsabile PATERNITI Irene (PI)
Dipartimento SCIENZE CHIMICHE, BIOLOGICHE, FARMACEUTICHE ED AMBIENTALI
Codice P2022JW2BE_001 CUP J53D23018000001
Contributo MUR € 117.661,00 - Importo Totale € 117.661,00
Settore ERC LS7
Descrizione del progetto, delle finalità e dei risultati attesi
Il morbo di Parkinson (MP) è un disturbo neurodegenerativo cronico e progressivo, caratterizzato da compromissione del sistema nigrostriatale dopaminergico che determina grave disabilità motoria. Poiché i trattamenti farmacologici attualmente disponibili mirano solo ad alleviare i sintomi e l’uso a lungo termine potrebbe provocare un graduale aggravamento della disfunzione autonoma, è necessario sviluppare nuovi farmaci con minori effetti avversi e una migliore efficacia terapeutica. Nell'ultimo decennio, numerosi studi hanno confermato il coinvolgimento della neuroinfiammazione, della disfunzione mitocondriale e dello stress ossidativo nella fisiopatologia del MP. A tale proposito, è stato identificato un ruolo della nicotinamide fosforibosiltransferasi (NAMPT) nel controllo di eventi infiammatori, apoptosi cellulare, alterazioni mitocondriali, senescenza e stress ossidativo che contribuiscono alla patogenesi di numerose malattie. Nel dettaglio, NAMPT esiste in due forme distinte: una forma intracellulare (iNAMPT) ed una extracellulare (eNAMPT). Recentemente è stato dimostrato che oltre alle alterazioni dopaminergiche, i pazienti con MP mostrano anche cambiamenti neuronali nel metabolismo NAD+ e un aumento dei livelli circolanti di eNAMPT che potrebbero aumentare il rilascio di citochine infiammatorie contribuendo così agli eventi di neuroinfiammazione presenti nel MP. Pertanto, il presente progetto ha lo scopo di studiare i livelli e il ruolo di eNAMPT in un modello in vivo di MP. Inoltre, tale progetto ha anche l’obiettivo di investigare il possibile effetto neuroprotettivo esercitato dalla somministrazione esogena di C269 (anti-eNAMPT Mab), un farmaco anticorpo monoclonale contro eNAMPT e valutare parallelamente l'effetto neuroprotettivo dell’anticorpo umanizzato ALT-100, uno specifico anticorpo neutralizzante eNAMPT, il quale è già stato validato in numerosi modelli preclinici.
Description of the project, aims and expected results
Parkinson's disease (PD) is a chronic and progressive neurodegenerative disorder characterized by impairment of the nigrostriatal dopaminergic system resulting in severe motor disability. Since currently available pharmacological treatments only aim to relieve symptoms and long-term use may cause a gradual worsening of autonomic dysfunction, there is a need to develop new drugs with fewer adverse effects and better therapeutic efficacy. In the last decade, several studies have confirmed the involvement of neuroinflammation, mitochondrial dysfunction and oxidative stress in the pathophysiology of PD. In this regard, a role of nicotinamide phosphoribosyltransferase (NAMPT) has been identified in the control of inflammatory events, cellular apoptosis, mitochondrial alterations, senescence and oxidative stress that contribute to the pathogenesis of numerous diseases. In detail, NAMPT exists in two distinct forms: an intracellular form (iNAMPT) and an extracellular one (eNAMPT). Recently, it has been shown that in addition to dopaminergic alterations, PD patients also show neuronal changes in NAD+ metabolism and increased circulating levels of eNAMPT that could increase the release of inflammatory cytokines thus contributing to neuroinflammatory events in PD. Therefore, the present project aims to study the levels and role of eNAMPT in an in vivo model of PD. Furthermore, this project also aims to investigate the possible neuroprotective effect exerted by the exogenous administration of C269 (anti-eNAMPT Mab), a monoclonal antibody drug against eNAMPT and to evaluate in parallel the neuroprotective effect of the humanized antibody ALT-100, a specific eNAMPT-neutralizing antibody, which has already been validated in several preclinical models.
Responsabile RAFFA Giovanni
Dipartimento SCIENZE BIOMEDICHE, ODONTOIATRICHE E DELLE IMMAGINI MORFOLOGICHE E FUNZIONALI
Codice P2022PX9ES_002 CUP J53D23016100001
Contributo MUR € 111.907,00 - Importo Totale € 111.907,00
Settore ERC LS5
Descrizione del progetto, delle finalità e dei risultati attesi
Il Progetto di ricerca consiste nell’esplorazione di una nuova potenziale strategia terapeutica basata sulla stimolazione cerebrale non invasiva per indurre fenomeni di neuroplasticità e cambiamenti della connettività cerebrale che possano determinare una riorganizzazione topografica e funzionale del network motorio (MN) nell’encefalo di pazienti affetti da tumori cerebrali localizzati in prossimità di tale network. Tale riorganizzazione potrebbe ridurre il rischio di danno chirurgico al MN e l’incidenza di deficit motori post-operatori, garantendo un miglior outcome oncologico ed un’aumentata aspettativa di vita di questi pazienti.
L’obiettivo del presente progetto di ricerca è investigare l’influenza di diverse strategie di stimolazione magnetica transcranica navigata (nTMS) applicata in corrispondenza della corteccia motoria (M1) sulla connettività e sull’organizzazione funzionale del MN in individui sani e pazienti affetti da tumori cerebrali. L’obiettivo finale è quello di identificare uno specifico protocollo di stimolazione attraverso l’utilizzo della nTMS che possa indurre dei fenomeni di neuroplasticità a carico del MN che permettano di migliorare l’outcome chirurgico dei pazienti affetti da tumori cerebrali localizzati in prossimità del MN. Attraverso il presente progetto di ricerca, ci aspettiamo di dimostrare che la stimolazione cerebrale non invasiva tramite nTMS è in grado di indurre dei fenomeni di neuroplasticità del MN tali da rendere più sicura l’asportazione chirurgica di tali tumori cerebrali. In particolare, ci aspettiamo che tra le tante strategie di stimolazione cerebrale tramite nTMS che verranno esplorate, quella guidata dall’EEG in real-time possa essere la più efficace nell’indurre i suddetti fenomeni di neuroplasticità ed i cambiamenti di connettività del MN.
Description of the project, aims and expected results
The project consists of exploring a novel potential therapeutic strategy based on non-invasive brain stimulation to induce neuroplasticity phenomena and connectivity changes resulting in the reorganization of the motor network (MN) in patients affected by brain tumors located close to the above-mentioned MN (motor cortex and corticospinal tract). This reorganization may reduce the risk of surgical damage to the MN and the occurrence of postoperative motor deficits, thus resulting in a good oncological outcome and an increased life expectancy.
The aim of this research project is to investigate the influence of different strategies of repetitive navigated transcranial magnetic stimulation (nTMS) applied over the primary motor cortex (M1) on the connectivity and functional organization of the MN in healthy subjects and in brain tumor patients. The final objective is to identify a preoperative nTMS protocol that may induce neuroplasticity changes in the MN resulting in an improved surgical outcome of patients with brain tumors located close to this network. We expect that the use of nTMS will induce preoperative neuroplasticity phenomena that may increase the safety of surgical resection of the tumor through the functional reorganization of the MN. We also expect that the real-time EEG-guided nTMS strategy will be more effective in inducing neuroplasticity phenomena and connectivity changes in the MN as compared to the standard nTMS strategy.
Responsabile RAIMONDO Giovanni
Dipartimento MEDICINA CLINICA E SPERIMENTALE
Codice P2022KCHLN_002 CUP J53D23018010001
Contributo MUR € 99.975,00 - Importo Totale € 99.975,00
Settore ERC LS7
Responsabile SCALA Angela
Dipartimento SCIENZE CHIMICHE, BIOLOGICHE, FARMACEUTICHE ED AMBIENTALI
Codice P202242X25_002 CUP J53D23018170001
Contributo MUR € 85.250,00 - Importo Totale € 85.250,00
Settore ERC LS9
Descrizione del progetto, delle finalità e dei risultati attesi
Il progetto MERCURY propone lo sviluppo di modelli multidimensionali in vitro (3D-MMo) come sistemi di coltura cellulare avanzati che imitano la complessità biologica dell’osteosarcoma.
Gli scaffold tumorali biomimetici saranno progettati e realizzati in modo da riprodurre le caratteristiche morfologiche, chimiche, biomeccaniche e nanostrutturali della matrice extracellulare tumorale. Inoltre, allo scopo di conferire loro specifiche funzioni e proprietà biologiche, verranno opportunamente decorati con acido ialuronico come ligando del recettore CD44+, con il peptide RGD per migliorare l'adesione cellulare mediata dalle integrine, con il fattore di crescita trasformante-β1 (TGF-β1) come mediatore critico dei CAF (fibroblasti associati al cancro).
Tali modelli preclinici 3D nanostrutturati risulteranno più predittivi rispetto ai sistemi standard di coltura 2D in vitro poichè ricapitolano più in dettaglio la complessità del tessuto tumorale in vivo, migliorando la traslazione clinica degli studi preclinici.
Lo sviluppo di nuovi approcci tecnologici 3D in vitro che riproducono microambienti specifici imitando il più possibile il crosstalk tra specifiche nicchie dei microambienti tumorali potrà aumentare il successo degli studi di base in vitro e tali sistemi potranno essere applicati, in prospettiva, per lo sviluppo di nuove terapie per il trattamento dell’osteosarcoma.
Il progetto si allinea con le strategie di sviluppo definite nel PNRR e sarà realizzato da 3 unità di ricerca (CNR-ISSMC, UNIME, UNIBO) che lavoreranno in sinergia con una forte trasversalità. UNIME e CNR-ISSMC hanno già costituito una rete consolidata di collaborazione nazionale e internazionale, unendo competenze complementari e intersettoriali, su tematiche affini al progetto MERCURY.
Description of the project, aims and expected results
MERCURY proposes the development of multidimensional in vitro models (3D-MMo) as advanced and alternative cell culture systems that mimic the biological complexity of osteosarcoma. More predictive preclinical in vitro models will be developed following the tumor engineering approach with the aim to increase the success of basic and applied in vitro studies for the development of new therapies to treat osteosarcoma. Bidimensional (2D) culture systems still represent good high throughput options for basic research, but unfortunately, these systems are not able to recapitulate the in vivo 3D-environment of native tissues, resulting in a poor in vitro–in vivo translation. In addition, intra-species differences limited the use of animal data for predicting human responses, increasing the in vivo preclinical failures and ethical concerns. MERCURY aims to develop new in vitro 3D technological approaches (3D-MMo) reproducing specific microenvironment mimicking as much as possible the crosstalk between specific niches of the tumour microenvironments, with specific focus on Cancer Stem Cells (CSCs) and Cancer Associated Fibroblasts (CFAs) crosstalk, promoting multi-drug resistance and cancer recurrences. Moreover, a proof of concept in vivo will assess the tumorigenicity potential of the proposed 3D systems.
Three research units will carry out the project, several technologies and professionality flow into MERCURY and will work in synergy with a strong crossover to achieve this challenge, to promote the national research system and to strengthen the interactions between universities and research institutions in line with the objectives set out in the Plan National Recovery and Resilience (PNRR).
Responsabile TRIFILO' Patrizia (PI)
Dipartimento SCIENZE CHIMICHE, BIOLOGICHE, FARMACEUTICHE ED AMBIENTALI
Codice P2022PY3AC_001 CUP J53D23013850001
Contributo MUR € 111.141,00 - Importo Totale € 111.141,00
Settore ERC LS8
Descrizione del progetto, delle finalità e dei risultati attesi
Il cambiamento climatico sta esponendo le piante a un numero crescente di eventi in cui si verificano congiuntamente ondate di calore e siccità. Queste condizioni climatiche anomale hanno già causato, su scala globale, una consistente mortalità delle piante e una perdita di biodiversità. È urgentissimo acquisire conoscenze dettagliate sugli effetti combinati del caldo e della siccità sulla fisiologia delle piante e studiare soluzioni mirate per mitigare gli effetti del cambiamento climatico sulle piante.
Il presente progetto è volto a studiare l’effetto di idrocarbone ottenuto tramite carbonizzazione idrotermale (HTC) di rifiuti da giardinaggio, nel mitigare lo stress da siccità e calore in due specie di rilevanza ecologica ed economica: Populus nigra L. e Helianthus annuus L. Alcuni studi suggeriscono che arricchire il suolo con idrocarbone al posto del compost può avere effetti positivi sulla salute delle piante. Tuttavia, gli effetti concreti dell’idrocarbone come ammendante del suolo, per orientare la ricerca verso soluzioni economicamente sostenibili, sono ancora incerti.
Particolare attenzione sarà rivolta alle relazioni idriche delle piante e ai danni cellulari da disidratazione. Inoltre, un’indagine trascrittomica fornirà una conoscenza dettagliata dei meccanismi molecolari coinvolti nelle risposte delle piante agli stress applicati, con o senza l'uso dell’idrocarbone.
Il progetto contribuirà ad avanzare le conoscenze attuali sugli effetti della siccità e del calore sulla produttività e l'ecofisiologia delle specie studiate.
Description of the project, aims and expected results
Climate change is exposing plants to an increasing number of events in which combined effects of heatwaves and drought co-occur. These anomalous climatic conditions have already caused, at global scale, consistent plant death and biodiversity loss. It is very urgent to acquire detailed knowledge on the combined effect of heat and drought stress on plant physiology and to study well-aimed solutions to mitigate the climate-change-driven effects on plants.
The present project aims to elucidate the role of the addition of a carbon based solid fraction (hydrochar) in mitigating drought and heat stress in two ecologically and economically relevant species: Populus nigra L. and Helianthus annuus L. Hydrochar will be obtained by hydrothermal carbonization of garden biowaste in the frame of reducing waste and using it for creating further value material (circular economy policy). Indeed, some studies suggest that enriching the soil with hydrochar in place of compost can have positive effects on plant health. However, the actual effects of hydrochar as a soil amendment in order to head the research efforts towards cost-effective solutions are still uncertain. Particular attention will be paid to plant-water relations and cell dehydration damages due to the emerging role of critical water content values in leading to drought-driven plant mortality. Moreover, transcriptomic investigation will offer a detailed knowledge on molecular mechanisms involved in the plants’ responses to applied stresses with or without hydrochar.
The project will advance current knowledge on the effects of drought and heat on the productivity and ecophysiology of the study species.
Responsabile VERMIGLIO Giovanna
Dipartimento SCIENZE BIOMEDICHE, ODONTOIATRICHE E DELLE IMMAGINI MORFOLOGICHE E FUNZIONALI
Codice P2022ST78T_003 CUP J53D23016110001
Contributo MUR € 30.764,00 - Importo Totale € 30.764,00
Settore ERC LS5