SC Farmacologia Sperimentale

La missione dell’Unità è lo sviluppo preclinico e clinico di nuovi approcci terapeutici antitumorali per le neoplasie solide, con l’obiettivo di migliorare l’efficacia dei trattamenti, ridurne la tossicità e tradurli in tempi rapidi al letto del malato. Tale obiettivo si articola in quattro azioni principali:

1. Nuove combinazioni farmacologiche e riposizionamento di farmaci;
2. Utilizzo di high throughput e high-content screening;
3. Identificazione di nuovi marcatori prognostici e/o predittivi di risposta mediante citofluorimetria a flusso, analisi proteomica e metabolomica;
4. Analisi bioinformatica e modellistica molecolare

Principali tecnologie disponibili

-La piattaforma di Proteomica attivata presso il CROM utilizza sistemi di elettroforesi bi-dimensionale, 2D-DIGE (Differential In Gel Electrophoresis), costituita da DeCyder Software per analisi statistica di espressione differenziale delle proteine, un robot “Spot Picker” per l’escissione automatizzata degli spots da gel e da uno spettrometro di massa a trappola 3D (Ion-Trap 3D MS/MS) accoppiato ad un sistema cromatografico nano-HPLC, utilizzato per l’identificazione delle proteine da gel ma anche gel-free da sistemi cellulari, tessuti o fluidi biologici. Tale piattaforma è utilizzata per identificare potenziali nuovi biomarcatori, potenziali target terapeutici, pathways molecolari coinvolti in meccanismi di resistenza ai farmaci e per migliorare la comprensione del meccanismo d’azione di farmaci a bersaglio molecolare.

-La piattaforma di Citofluorimetria preso l’Istituto a Napoli comprensiva di FACS Calibur a quattro colori e FACS CANTO II a otto colori, impiegata in molti progetti, permette la valutazione multi parametrica  di popolazioni cellulari diverse anche rare. E’ stata recentemente utilizzata per la standardizzazione della valutazione delle cellule endoteliali circolanti (CEC) al fine di identificare un marcatore di risposta a terapie anti-angiogeniche e viene utilizzata per la valutazione in citometriamultiparametrica di popolazioni immunitarie su sangue periferico e su estratti tumorali.

-La piattaforma di Metabolomica attiva presso il CROM utilizza lo Spettrometro Bruker Advance 600 MHz  per la Risonanza Magnetica Nucleare (RMN), dotato di un CryoProbe e di un sistema di automazione per 24 campioni. Lo strumento permette la valutazione del profilo metabolomico in diversi fluidi biologici (siero, urine, etc), tessuti e cellule, tramite l’acquisizione di spettri mono e bi-dimensionali. Lo strumento è dotato anche di un probe semi-solido, HRMAS, utile per l’acquisizione di spettri direttamente su tessuti e cellule senza la necessità di estrazioni chimiche sui campioni.

-La Piattaforma di Citochinomica basata sulla tecnologia xMAP per la valutazione con saggi multiplex di citochine, chemochine ed altri fattori solubili in liquidi biologici e surnatanti cellulari.

-La piattaforme robotizzate di high-throughput screening (HTS) e di high-content screening (HCS), per valutare l’efficacia antitumorale di migliaia di molecole farmacologicamente attive, contemporaneamente e su culture tumorali primarie derivate direttamente da pazienti, che ricapitolano dunque l’eterogeneità tumorale, in modelli complessi e più fisiologici (sferoidi, colture in 3D, co-culture tumore/stroma).

-La piattaforma di Bioinformatica e modellistica molecolare dispone di una strumentazione hardware composta da 2 workstation Quadcore, con schede di calcolo avanzato integrate (256 GPU), 1 workstation Quadcore, 2 Server Dual Core e 12 postazioni PC. Inoltre, essa è dotata di software specialistico per simulazioni di dinamica molecolare, gestione di dati, database ed analisi interattomica oltre a disporre di software originale sviluppato dal gruppo nel corso degli anni.

L’UOC di Farmacologia Sperimentale è certificata dal 2014 ISO9001 per la progettazione ed erogazione di servizi di Ricerca Traslazionale e clinico-diagnostica.

Principali Risultati Scientifici Raggiunti Recentemente

1) La dimostrazione, per la prima volta, in studi preclinici e clinici, che la combinazione tra il 5-Fluorouracile (5-FU) con l’inibitore timidilatosintasi (TS) raltitrexed (RTX), una strategia “onebird with twostones” in cui due agenti inibiscono lo stesso obiettivo in diversi siti, potrebbe essere ulteriormente potenziato dall’acido folinico (FA).Sulla base di uno studio preclinico (Avallone, AnticancerDrugs 2007) la fattibilità e buona attività di tale combinazione è stata poi confermata in diversi studi di fase 2 nei pazienti con tumore del colon-retto anche in combinazione con altri approcci terapeutici (Avallone, J. J. Cancer, 2006, Avallone, Int. Biol, 2011, Avallone, Eur. J. Nucl, Med. Mol. Imag.,Avallone, Exp. Opin. DrugSaf. 2013, Avallone, Oncotarget 2015).

2) Contributi alla definizione del meccanismo del ruolo anticancro dell’acido zoledronico (ZOL) in studi preclinici in vitro e in vivo e in uno studio clinico, ed in particolare nel cancro della prostata (Caraglia, Oncogene 2004; Marra, Int. Cancer 2009, Facchini, Can. Biol., 2010; Bruzzese, Death Cell Dis. 2013). Sviluppo della prima linea di cellule tumorali della prostata resistente a ZOL come modello per definire nuovi marcatori molecolari di aggressività del cancro alla prostata (Milone, Death Cell 2013; Milone, Oncotarget 2015; Bizzarro Oncotarget 2015).

3) Dimostrazione dell’interazione antitumorale sinergica tra inibitori dell’istone deacetilasi (HDACi) (una classe di farmaci finora approvata dalla FDA solo per malattie ematologiche) e diversi agenti antitumorali in modelli di tumori solidi: a) con 5-FU o capecitabina in tumori colon-rettali e della mammella, mostrando per la prima volta, in vitro e in vivo, il ruolo critico per l’effetto sinergico della downregulation dell’enzima TS mediato da HDACi, l’enzima chiave nel meccanismo d’azione del 5-FU, e l’upregulation della timidina fosforilasi (TP), l’enzima chiave che converte la capecitabina a 5-FU, nelle cellule tumorali, ma non nei linfociti periferici del sangue trattati ex vivo (Di Gennaro, Can, BiolTher 2009, Di Gennaro, Brit J. Cancer 2010, Terranova-Barberio, Oncotarget 2015); b) con agenti anti-EGFR e anti-ErbB3 nei modelli NSCLC e Head and Neck (Bruzzese, J. Cell Phys 2011; Leone, Free RadBiolMed 2015; Ciardiello, Oncotarget 2016); c) con Inibitori topoisomerasi-I nel modello SCLC (Bruzzese, MolCancerTher. 2009); d) con l’acido zoledronico nel cancro alla prostata e nei modelli multipli di mieloma (Bruzzese, Cell Death Dis 2013); e) con capecitabine e radioterapia (Terranova-BarberioJ ExpClinl Can Res 2017); f) con checkpoint inhibitors (Terranova-BarberioOncotarget 2017). Questi studi, dimostrando il potenziale dello sviluppo clinico di HDACi, e in particolare dell’acido valproico, in tumori solidi, sono stati tradotti anche in studi clinici in corso: studio di fase 1/2 di acido valproico nei pazienti affetti da tumore rettale in combinazione con capecitabina durante la radioterapia preoperatoria NCT01898104) (Avallone, BMC Cancer 2014); studio di fase 2 di acido valproico nel cancro della testa e del collo in combinazione con cisplatino e l’anti-EGFR cetuximab (NCT02624128) (Caponigro, BMC Cancer 2016).

Staff   
Direttore FF
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Tecnici
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