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New biomimetic tools for miRNA targeting

Il progetto intende preparare nuovi materiali ibridi, costituiti da oligomeri di acidi peptido nucleici (PNA), mimetici degli acidi nucleici naturali, contenenti sequenze di basi complementari a quelle di alcuni microRNA (miR) implicati nello sviluppo del sistema nervoso centrale e in varie forme tumorali. E' stato dimostrato che l'inibizione di specifici miR può bloccare l'insorgere di determinate patologie o permettere una loro diagnosi precoce. I PNA saranno coniugati a complessi luminescenti o a nanoparticelle magnetiche (MNP) e saranno inoculati in uova o larve di ascidie, scelte come organismo pluricellulare modello per le peculiarità del loro genoma. Il rapido sviluppo di tali organismi permetterà di seguire in vivo tramite imaging ottico il fato dei PNA iniettati. Si indagherà anche efficacia e selettività a livello cellulare di trattamenti ipertemici realizzati applicando un campo magnetico alternato alle MNP veicolate nelle regioni che sovraesprimono il miR bersaglio. I nuovi materiali sono funzionali al raggiungimento di diversi obiettivi. Si vogliono realizzare strumenti flessibili e modulari, capaci di inibire specifici miR selezionati come bersagli, superando i limiti degli agenti anti-miR a base di acidi nucleici. Questi materiali saranno inoltre dotati di funzionalità che permetteranno di monitorare in vivo il loro percorso, tramite imaging ottico, sia a livello intracellulare che di distribuzione all'interno di organismi pluricellulari viventi. Le potenzialità di questi materiali per la diagnosi precoce di vari tipi di malattie saranno accresciute dalla coniugazione con nanoparticelle magnetiche (MNP), utilizzabili per MRI. Inoltre, questi nuovi materiali si propongono come agenti per ipertermia localizzata a livello di singole cellule, sfruttando la selettività della veicolazione delle MNP guidata dai PNA. Ciò darà informazioni preziose sulla possibilità di sviluppare trattamenti antitumorali di bassa invasività. A livello metodologico si è scelto di puntare su un gruppo fortemente interdisciplinare, coinvolgendo chimici per la sintesi dei materiali, biologi per l'interazione con organismi viventi pluricellulari, e fisici per testare le proprietà magnetiche (per le quali si è scelto di coinvolgere il miglior laboratorio in Italia, il LAMM di Firenze). Va rilevata inoltre la giovane età del gruppo, composto prevalentemente da ricercatori universitari e da post-doc appositamente reclutati (il cui alto numero è giustificato dall'ampiezza del lavoro sperimentale previsto). Quanto ai contenuti, si sono scelti approcci largamente innovativi, sia rispetto al modello animale utilizzato, che alla natura dei materiali sintetizzati. Si tratterà di materiali ibridi, in cui analoghi sintetici degli acidi nucleici (i PNA) saranno coniugati ad una sonda luminescente originale o a nanoparticelle magnetiche in grado di svolgere funzioni sia nell'imaging che nel trattamento per ipertermia. Il risultato primario sarà la messa a punto di nuovi strumenti capaci di veicolare selettivamente mezzi diagnostici e terapeutici su bersagli selezionati, sfruttando la specificità dell'interazione fra PNA e miR complementari. Ciò permetterà di monitorare processi nei quali i miR svolgono un ruolo cruciale (sviluppo, differenziazione, genesi di tumori) e porrà le premesse per poter sviluppare strumenti utilizzabili in futuro per la diagnosi precoce di diverse forme tumorali e per un loro trattamento non invasivo. Un risultato secondario ma non trascurabile sarà l'approfondita formazione interdisciplinare che verrà impartita al gruppo di giovani ricercatori reclutato per lo svolgimento del progetto.

Responsabile/i:
  • laura PERINI
Ente finanziatore:
FONDAZIONE CARIPLO
Tipologia:
CAR_RIC - Bandi Fondazione Cariplo
Capofila:
UNIVERSITA' DEGLI STUDI DI MILANO
Anno:
2014
Durata:
23
Stato:
CHIUSO
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