DM118 TRANSIZIONE - COMPLESSIVA PER IL CORSO
- Produzione di anticorpi monoclonali per via ricombinante diretti contro patogeni o molecole di interesse farmacologico o terapeutico
Ente finanziatore: PNRR
Fin dal suo sviluppo, nel 1985, la metodica del phage display ha dimostrato di essere un potente strumento per lo studio delle interazioni proteina-proteina in svariati campi quali l’immunologia, drug discovery e biologia cellulare. La sua applicazione nell’identificare e produrre mAbs terapeutici contro uno specifico target, ha trovato ampio sviluppo nel trattamento di numerose patologie quali l’artrite reumatoide (Adalimumab), il lupus eritematoso sistemico (Belimumab), il tumore gastrico (Ramucirumab) e la psoriasi a placche (Guselkumab)10. Il medesimo approccio è stato precedentemente impiegato proprio per l'identificazione di potenziali target terapeutici per CMV tuttavia le librerie fagiche utilizzate a tale scopo sono ristrette a pochi pazienti6.
Gli anticorpi terapeutici sono diventati uno dei principali farmaci più sviluppati e venduti negli ultimi anni sul mercato farmaceutico. Il mercato globale degli anticorpi monoclonali terapeutici è stato valutato a circa US$115,2 miliardi di dollari nel 2018 e si stima che crescerà fino a US$300 miliardi di dollari entro il 202510. La FDA ha già approvato 100 anticorpi terapeutici e molti sono in fase di sperimentazione, a dimostrazione che il mercato vaccinale è in grande crescita11.
L’implementazione di un nuovo sistema di phage display presso l'università di Tor Vergata potrebbe essere utilizzata per identificare potenziali single chains variable fragments (ScFv) per la gestione di diverse patologie o per amrare carrier farmacologici contro cellule tumorali. I ScFv sono interessanti in quanto essendo frammenti di anticorpi offrono diversi vantaggi rispetto all'uso degli anticorpi convenzionali. Possono essere prodotti facilmente, utilizzando sistemi di espressione batterica, che si traduce in rendimenti più elevati e costi di produzione inferiori, riducendo contemporaneamente il requisito di manipolazione e sacrificio degli animali. La loro piccola dimensione permette di raggiungere epitopi difficili e aumenta la loro capacità di penetrare i tessuti. Di conseguenza l’identificazione di anticorpi neutralizzanti contro proteine di interesse farmaceutico, mediante la tecnica del phage display, potrebbe rivelarsi di grande interesse per la comunità scientifica in cerca di terapie innovative nonché un’opportunità economicamente vantaggiosa per l'università.
- Recombinant monoclonal antibody production directed againd patogens and/or molecules of therapeutic of pharmacological interest
Since its development in 1985, the phage display methodology has proven to be a powerful tool for studying protein-protein interactions in various fields such as immunology, drug discovery, and cellular biology. Its application in identifying and producing therapeutic monoclonal antibodies (mAbs) against specific targets has found extensive use in the treatment of numerous diseases, including rheumatoid arthritis (Adalimumab), systemic lupus erythematosus (Belimumab), gastric cancer (Ramucirumab), and plaque psoriasis (Guselkumab)10. The same approach has previously been employed to identify potential therapeutic targets for CMV, although the phage libraries used for this purpose are limited to a limited number of patients.
Therapeutic antibodies have become one of the leading and most developed drugs in the pharmaceutical market in recent years. The global market for therapeutic monoclonal antibodies was valued at approximately US$115.2 billion in 2018 and is projected to reach US$300 billion by 202510. The FDA has already approved 100 therapeutic antibodies, and many are in the experimental phase, demonstrating that the vaccine market is experiencing significant growth11.
The implementation of a new phage display system at the University of Tor Vergata could be used to identify potential single-chain variable fragments (ScFv) for managing various diseases or creating pharmaceutical carriers against tumor cells. ScFv fragments are of interest because, being antibody fragments, they offer several advantages over the use of conventional antibodies. They can be easily produced using bacterial expression systems, resulting in higher yields and lower production costs while simultaneously reducing the requirement for animal manipulation and sacrifice. Their small size allows them to reach difficult epitopes and increases their tissue penetration ability. Consequently, the identification of neutralizing antibodies against pharmaceutically relevant proteins using the phage display technique could prove to be of great interest to the scientific community in search of innovative therapies, as well as an economically advantageous opportunity for the university.
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DM118 GENERICHE - COMPLESSIVA PER IL CORSO
- Hearing outcomes dopo chirurgia ricostruttiva dell’orecchio medio
Ente finanziatore: PNRR
La chirurgia ricostruttiva dell’orecchio medio mira a migliorare l’ipoacusia trasmissiva. L’utilizzo di materiali impiantabili nelle timpanoplastiche e nella ricostruzione della catena ossiculare ha migliorato significaticamente i risultati uditivi dopo la chirurgia dell’orecchio medio per diverse patologie, fra cui l’otite media cronica e l’otosclerosi. Al giorno d’oggi, in ambito chirurgico sono presenti diversi materiali fra cui scegliere, sia autologhi ed eterologhi, ed è difficile comprendere quale materiale impiantabile e quale tecnica abbia una migliore resa. Grazie alla multidisciplinarietà di questo Dottorato di Ricerca, sarà possibile ottimizzare le risorse biotecnologiche e le conoscenze sulle tecniche di ossiculoplastica, timpanoplastica e stapedoplastica. Questo progetto si focalizzerà in particolare su sistemi innovativi e protocolli diagnostici per ottenere risultati uditivi ottimali dopo chirurgia dell’orecchio medio, per approfondire la conoscenza sistemi innovativi e la riabilitazione uditiva delle patologie otologiche.
- Hearing outcomes dopo chirurgia ricostruttiva dell’orecchio medio
Reconstructive middle ear surgery may improve conductive hearing loss. The use of graft materials in tympanoplasty and ossicular chain reconstruction has significantly improved hearing results after ear surgery for different diseases such as chronic otitis media and otosclerosis. Nowadays, surgeon have a wide variety of allografts and autografts from which to choose, but may find it difficult to know which middle ear implant works best. Thanks to the multidisciplinarity of this Research Doctorate, an optimization of biotechnological resources and knowledges in ossiculoplasty, tympanoplasty and stapedoplasty will be performed. This project aims to deepen our knowledge regarding innovative systems, pathways and diagnostic protocols for the optimal hearing outcome after middle ear surgery, to improve the research on the cure and the auditory rehabilitation of ear pathologies.
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DM118 GENERICHE - COMPLESSIVA PER IL CORSO
- The Medical Digital Twin for the reconstructive surgery: advanced high-fidelity simulation based on statistical shape modeling and supported by additive manufacturing
Ente finanziatore: PNRR
La medicina rigenerativa e l'ingegneria tissutale sono nuovi campi multidisciplinari della biomedicina indirizzati alla ricostruzione di tessuti viventi danneggiati da malattie degenerative o da traumi. A tal fine cellule staminali vengono seminate su scaffolds microstrutturati ed esposte a stimoli chimici, biochimici, biologici e fisici per indirizzarne il fenotipo.
Fra i diversi stimoli l’applicazione di correnti deboli potrebbe contribuire significativamente alla maturazione cellulare e quindi alla formazione di un tessuto efficiente. Il programma attuale riguarda la definizione delle condizioni ottimali, in termini di campo elettrico e composizione e struttura degli scaffolds, che possono influenzare le cellule e in particolare determinare l’attivazione delle cellule progenitrici e il loro differenziamento. A tal fine sarà approntato un apparecchio in cui sia possibile una fine regolazione del campo elettrico a bassa differenza di potenziale in presenza di uno scaffold dotato di una bioarchitettura adeguata e una composizione tale da permettere un’ottimale propagazione dei segnali elettrici in assenza di effetti citotossici. Lo scaffold fabbricato con tecniche 3D farà da supporto a cellule staminali che saranno poste in coltura secondo protocolli già consolidati. Le cellule verranno esposte ad uno spettro di campi elettrici e gli effetti sulla morfologia, proliferazione, adesione, allineamento, migrazione e differenziamento saranno valutati con tecniche biochimiche, molecolari e di microscopia confocale ed elettronica. Questa sperimentazione in vitro verrà utilizzata per elaborare e validare modelli digitali ad alta fedeltà basati su statistiche sperimentali al fine di ottimizzare i protocolli di fabbricazione dei tessuti e i processi di impiego anche in vivo.
- The Medical Digital Twin for the reconstructive surgery: advanced high-fidelity simulation based on statistical shape modeling and supported by additive manufacturing
Regenerative medicine and tissue engineering are new multidisciplinary fields intended at reconstituting living tissues injured by degenerative diseases and trauma. To this end, stem cells are usually seeded on a microstructured scaffold and exposed to chemical, biochemical, biological and physical signals to determine the phenotype. Among others, low electric currents could significantly contribute to cell maturation and, thus, to the development of an efficient tissue. The present program aims at defining the optimal electric conditions and scaffold structure to induce progenitor cell activation and differentiation. In this respect, a specific equipment will be manufactured allowing to finely tune the electric field in the presence of a scaffold with a specific bioarchitecture and a chemical composition such as to allow an optimal propagation of electric signals with no cytotoxic effects. This 3D generated scaffold will support stem cells, which will be grown following consolidated protocols. These cells will be exposed to a variety of electric fields and effects on morphology, proliferation, adhesion, alignment, migration and differentiation will be evaluated with biochemical, molecular, and electronic and confocal microscopy techniques. This in vitro experimentation will be used to elaborate and validate high-fidelity digital models based on experimental statistics, to optimize tissue fabrication protocols and in vivo application processes
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DM118 GENERICHE - COMPLESSIVA PER IL CORSO
- Ricerca di molecole pro attive nelle infiammazioni intestinali
Ente finanziatore: PNRR
Nonostante le malattie infiammatorie croniche intestinali siano tra le patologie più diffuse nei paesi sviluppati, non è ancora disponibile una terapia efficace. Inoltre, le basi molecolari che portano all’insorgenza delle stesse sono in gran parte sconosciute. Per questo la ricerca scientifica da un lato mira a comprenderne le basi patogenetiche dall’altro ad identificare nuove strategie terapeutiche. Il presente progetto si pone come uno sviluppo ulteriore di un progetto precedentemente approvato che ha portato alla identificazione, all’interno di una libreria di postbiotici, di un postbiotico che presenta una potente attività antinfiammatoria contro la colite medio moderata indotta in modelli murini dopo trattamento con acido 2,4,6-trinitrobenzenesulfonico (TNBS) (198/2019-PR). Lo scopo attuale è quello di testare la dose effetto del trattamento combinato del suddetto postbiotico con la mesalazina, che rappresenta attualmente il farmaco di riferimento per la cura della patologia.
Il presente studio ha delle potenziali ricadute rilevanti nell’ambito della salute pubblica dal momento che ha lo scopo di validare il potere terapeutico di un composto già identificato come attivo in modelli murini di colite medio moderata in associazione allo standard of care della colite medio moderata, la mesalazina. Nonostante il numero elevatissimo di pazienti, 1:200 individui nei paesi occidentali, l’eziologia di questo gruppo di patologie resta ancora sconosciuta e non sono attualmente disponibili cure efficaci. La terapia, basata per lo più su immunomodulanti ed antinfiammatori mira attualmente ad indurre e mantenere la remissione della patologia, evitare le complicanze, e migliorare la qualità di vita dei pazienti, alleviandone la sintomatologia. Per questo l’identificazione di nuove strategie terapeutiche, rappresenta una priorità per la sanità pubblica (oltre che privata) considerando soprattutto l’enorme bacino di utenza che andrebbe ad interessare.
Il presente progetto vuole valutare se il postbiotico 3SMBREV in combinazione con la mesalazina, possa permettere la riduzione della dose di mesalazina da somministrare ed evitare gli eventuali effetti indesiderati. Oltre al valore terapeutico e sociale già menzionato, un valore aggiunto del presente studio è che il postbiotico è di origine naturale quindi non tossico su animali e uomo ed economico. Tale principio attivo potrà successivamente essere utilizzato come scaffold per lo sviluppo di un nuovo farmaco ad attività antiinfiammatoria ed antiossidante di estremo interesse per le case farmaceutiche
- Pro-active molecules in the intestinal inflammations
Although inflammatory bowel disease is one of the most common diseases in developed countries, effective therapy is not yet available. Furthermore, the molecular basis leading to their onset still needs to be discovered. For this reason, scientific research aims on the one hand to understand its pathogenetic bases and on the other to identify new therapeutic strategies. The present project is a further development of a previously approved project which led to the identification, within a library of postbiotics, of a postbiotic that has potent anti-inflammatory activity against moderate colitis induced in mouse models after treatment with 2,4,6-trinitrobenzenesulphonic acid (TNBS) (198/2019-PR). The current aim is to test the dose effect of the combined treatment of the aforementioned postbiotic with mesalazine, which currently represents the reference drug for the treatment of the pathology.
The present study has significant potential implications in the field of public health since it aims to validate the therapeutic power of a compound already identified as active in mouse models of moderate-moderate colitis in association with the standard of care of moderate-moderate colitis, the mesalazine. Despite the very high number of patients, 1:200 individuals in Western countries, the etiology of this group of pathologies is still unknown and no effective treatments are currently available. The therapy, mostly based on immunomodulators and anti-inflammatories, currently aims to induce and maintain remission of the disease, avoid complications, and improve the quality of life of patients, relieving their symptoms. For this reason, the identification of new therapeutic strategies represents a priority for public (as well as private) health, especially considering the enormous user base that would be of interest.
The present project aims to evaluate whether the postbiotic 3SMBREV in combination with mesalazine can allow the reduction of the dose of mesalazine to be administered and avoid any undesirable effects. In addition to the therapeutic and social value already mentioned, an added value of the present study is that the postbiotic is of natural origin, therefore non-toxic on animals and humans and economical. This active ingredient can subsequently be used as a scaffold for the development of a new drug with anti-inflammatory and antioxidant activity of extreme interest to pharmaceutical companies.
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Il candidato sceglierà una tematica in fase di presentazione della candidatura on line
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