Il nostro laboratorio sta partecipando ad un progetto del Dipartimento volto all’identificazione di nuove molecole potenzialmente utili per prevenire l’infezione da SARS-CoV-2, responsabile dell’epidemia di COVID-19. In particolare, lo studio si propone di sintetizzare peptidi in grado di bloccare l’entrata del coronavirus nelle cellule, che avviene attraverso il legame tra la proteina “Spike” virale e il recettore ACE2 presente sulla superficie delle cellule umane. Questi nuovi peptidi sono progettati per legarsi e mascherare ACE2, impendendone così il legame con la proteina Spike. Il nostro laboratorio sta contribuendo soprattutto con gli studi in vitro che permettono di misurare l’effettiva capacità dei nuovi peptidi di legarsi ad ACE2 e di impedire il legame tra Spike e ACE2.

In questi ultimi anni stiamo assistendo a un rapido aumento del numero di anticorpi monoclonali approvati per la cura di molte malattie. Sono generalmente farmaci molto efficaci anche se, purtroppo, non in tutti i pazienti, in particolare per la produzione da parte del sistema immunitario di anticorpi anti-farmaco. Nel nostro laboratorio abbiamo sviluppato un nuovo test che utilizza la tecnologia della Risonanza Plasmonica di Superficie, e che permette di misurare contemporaneamente sia il farmaco che gli anticorpi anti-farmaco nel sangue dei pazienti, con importanti vantaggi rispetto alle metodiche disponibili (es. saggi ELISA). Attualmente abbiamo in corso analisi con un maggior numero di pazienti per poter evidenziare le differenti proprietà degli anticorpi anti-farmaco, e la loro importanza nella risposta alla terapia. La conoscenza di questi dati per ciascun paziente permetterà ai medici di personalizzare e di ottimizzare la terapia. In quest’ottica, ci proponiamo anche di sviluppare, in collaborazione con Dipartimenti di Ingegneria, nuovi dispositivi miniaturizzati e portatili che possano permettere analisi rapide e “al letto del paziente”, di facile esecuzione e a basso costo.

La maggior parte dei pazienti che sopravvive ad un arresto cardiaco mostra segni di danni cerebrali, con insorgenza di disabilità neurologiche a lungo termine. Dati recenti, ottenuti nell’ambito di una collaborazione tra il Dipartimento di Medicina Cardiovascolare e il nostro laboratorio, hanno evidenziato che l’arresto cardiaco determina l’attivazione precoce della via metabolica delle chinurenine, e che l’entità di questa attivazione predice la severità della prognosi. Più recentemente abbiamo ottenuto nuovi dati in modelli animali di arresto cardiaco che evidenziano alterazioni dei metaboliti della via delle chinurenine anche nel cervello. Poiché alcuni di questi metaboliti hanno importanti effetti sui neuroni, gli studi che stiamo conducendo permetteranno di confermare il loro coinvolgimento nei meccanismi molecolari responsabili del danno cerebrale indotto da arresto cardiaco. La via delle chinurenine potrebbe infatti, rappresentare un nuovo, importante bersaglio farmacologico per ridurre morbidità e mortalità nei pazienti rianimati dopo arresto cardiaco.

Dati recenti, molti dei quali ottenuti nel Laboratorio Infiammazione e Malattie del Sistema Nervoso, hanno dimostrato il coinvolgimento di alcune proteine del sistema immunitario, le lectine, nello sviluppo dei danni cerebrali conseguenti a ictus ischemico. In collaborazione con il suddetto laboratorio, abbiamo sviluppato nuove metodiche, basate sulla Risonanza Plasmonica di Superficie, per l’identificazione di molecole in grado di contrastare l’effetto delle lectine. Alcune di queste molecole si sono dimostrate neuroprotettive in modelli animali di ischemia e rappresentano, quindi, una promettente prospettiva per nuove strategie terapeutiche per l’ictus cerebrale ischemico. Attualmente stiamo anche partecipando ad un progetto europeo che si propone di sviluppare nanoparticelle glicosilate con proprietà terapeutiche, con l’obiettivo specifico di identificare nanoparticelle in grado di interagire e bloccare le lectine responsabili del danno ischemico.

Lo shock settico è una risposta infiammatoria sistemica ad un’infezione a cui seguono gravi alterazioni circolatorie, e che conduce ad esiti fatali in quasi la metà dei pazienti. È quindi fondamentale identificare e caratterizzare biomarcatori rappresentativi dell’evolversi del quadro clinico al fine di ottimizzare la terapia e migliore la sopravvivenza. In questo studio, condotto in collaborazione con il Dipartimento di Medicina Cardiovascolare, abbiamo sviluppato e applicato nuove metodiche analitiche per la misurazione delle concentrazioni di tre biomolecole nel sangue di pazienti con shock settico inclusi nello studio clinico ALBIOS. Le tre biomolecole, Syndecan-1, Sfingosina-1-fosfato e VE-caderina, sono importanti per il mantenimento dell’integrità e la permeabilità dei vasi sanguigni, e possono avere un ruolo importante nei processi patofisiologici che si verificano in seguito a shock settico. Lo studio ha confermato che le concentrazioni delle tre biomolecole sono correlate alla gravità del quadro clinico e alla sopravvivenza a breve termine.

La sclerosi multipla è una delle più comuni cause di disabilità neurologica. La recente approvazione di nuove terapie orali offre nuove opportunità per ottimizzare il trattamento farmacologico. Il laboratorio ha iniziato una collaborazione con l’Istituto Neurologico “Carlo Besta” di Milano per la misurazione delle concentrazioni nel sangue di due farmaci orali approvati per la sclerosi multipla. Per questo abbiamo sviluppato e validato nuove metodiche analitiche, seguendo le apposite linee guida internazionali. Il monitoraggio dei livelli ematici potrà fornire indicazioni utili ad un migliore utilizzo di questi farmaci, permettendo di interpretare al meglio la risposta clinica dei pazienti.