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RETI di LABORATORI - [Biotecnologie] BIO BOP

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  • 1. CodiceProgetto:57 BioBOP-BioBanca Oncologica Pugliese Networkperl’utilizzoditessutioncologicicontrollatie caratterizzatiperlosviluppodinuoviapprocci diagnostici, farmacologiciebiomedicali Coordinatore scientifico Dr. Angelo Paradiso Istituto Tumori G Paolo II, IRCCS, Bari
  • 2. CodiceProgetto:57 BioBOP-BioBancaOncologicaPugliese Networkperl’utilizzoditessutioncologicicontrollatiecaratterizzatiperlosviluppodinuoviapprocci diagnostici,farmacologicie biomedicali Background: L’Oncologia è uno dei settori dalle maggiori prospettive future di sviluppo scientifico ed industriale (Assobiomed, 2011) Queste prospettive sono essenzialmente legate allo sviluppo di una Medicina Personalizzata che utilizza nuove conoscenze bio-molecolari tumorali per individuazione di nuovi marcatori diagnostici, di innovativi farmaci molecular-targeting, di tecnologie laboratoristiche moderne La ricerca in questi settori richiede la disponibilità di tessuti biologici umani le cui caratteristiche morfologiche, biomolecolari, genetiche vengono studiate in relazione all’andamento clinico della malattia (prevenzione, diagnosi precoce, risposta ai farmaci, predizione prognosi , tossicità, etc). Su questi presupposti, l’organizzazione di una Biobanca per la raccolta di campioni tissutali umani viene oggi ritenuto elemento cruciale per l’ulteriore sviluppo della Oncologia (Times, 2010).
  • 3. Obiettivo della Rete -Sviluppo di una Infrastruttura di Risorse Biomolecolari per la Ricerca organizzate intorno ad una Cancer-Oriented-Biobank regionale. -Integrazione risorse biomolecolari e tecnologiche per caratterizzazione tessuti oncologici Settori di impatto Biotecnologie Per la salute dell’Uomo ricerca scientifica sviluppo Biomedicale applicazione medicina personalizzata CodProgetto:57BioBOP-BioBancaOncologicaPugliese
  • 4. Domanda di innovazione del sistema produttivo • Diagnostici: nuovi Biomarkers • Biomedicale tecnologie innovative • Farmacologico validazione clinico- analitica di targets Offerta tecnologica della Rete • Campioni biologici umani certificati • Informazione su aggressività clinica • Caratterizzazione biologica standardizzata • Caratterizzazione Biologica Innovativa • Procedure ELSI standardizzate CodProgetto:57BioBOP-BioBancaOncologicaPugliese
  • 5. Le unità di ricerca Unità di ricerca Responsabile UO1: Istituto Tumori G Paolo II, IRCCS,Bari Dr Angelo Paradiso UO2: Dip Scienze Mediche e Lavoro, Fac. Medicina e Chirurgia, Univ Foggia Prof Arcangelo Liso UO3: Dip Bioscienze, Biotecnologie e Biofarmaceutica Università di Bari Prof Stephan Reshkin UO4: Ist. Tecnologie Biomediche, CNR, Bari Prof Graziano Pesole UO5: Dip Bioscienze, Biotecnologie e Biofarmaceutica Università di Bari, Prof Susanna Cotecchia UO6: IRCCS Casa Sollievo Sofferenza, S. Giovanni Rotondo Prof Vito Fazio CodProgetto:57BioBOP-BioBancaOncologicaPugliese
  • 6. Attività Strutturazione/certificazione Biobanca di Riferimento Regionale: accessibilità esterna Attività Caratterizzazione Tessuti Biobanche Network con assays standardizzati per innovativi aspetti biomolecolari: accessibilità esterna CodiceProgetto:57 BioBOP-BioBancaOncologicaPugliese Networkperl’utilizzoditessutioncologicicontrollatie caratterizzatiperlosviluppodinuoviapprocci diagnostici, farmacologiciebiomedicali Progetto Dimostratore
  • 7. Attività Strutturazione/certificazione Biobanca di Riferimento Regionale: accessibilità esterna CodiceProgetto:57 BioBOP-BioBancaOncologicaPugliese UO partecipanti Istituto Tumori IRCCS Bari CSS, IRCCS, S. Giovanni Rotondo Università di Foggia Progetto Dimostratore
  • 8. Le attività svolte al 31/12/2013Attività 1. Strutturazione/certificazione Biobanca di Riferimento regionale: accessibilità esterna Risultati raggiunti Consegna Struttura in corso Definizione POS Survey Regionale Ricadute industriali • Crioconservazione certificata di materiali biologici usati come standards di riferimento • Disponibilità di biospecimens umani per validazione analitica di nuovi assays di interesse oncologico Altri risultati • Partecipazione BBMRI preparatory • Partecipazione BBMRI Italy • Publicazioni • Formazione personale Imprese coinvolte Tipo di contatto Frequenza di contatto Astra-Zeneca Preliminare Studio Clinico Integrated Systems Engineering s.r.l. Preliminare Biomedicale Prog. Dimostratore CodProgetto:57BioBOP-BioBancaOncologicaPugliese
  • 9. Attività Strutturazione/certificazione Biobanca di Riferimento Regionale c/o Istituto Tumori G Paolo II IRCCS Bari: accessibilità esterna La Biobanca c/o Istituto Tumori prima dell’Intervento: a) Struttura pre-esistente Cert. UNI EN ISO 9001:2000 b) Procedure Operative Standard già adottate C.I., MTA, QA, QC, DPI c) Formazione Personale a) Coordinamento Biobanche Oncologiche Nazionali Prog. Dimostratore CodProgetto:57BioBOP-BioBancaOncologicaPugliese
  • 10. IstitutoTumoriGPaoloII IRCCSBari Avanzamentoal 31.11.2013 Ingresso n. 2 livelli, 280 mq Livello 2: Area Stocckaggio per Diagnostica/ricerca Criocontenitori, -80°C, -143°C,-173°C Area Stocckaggio Materiale terapeutico Criocontenitori,-143°C,-173°C, discesa Livello 1: Elaborazione dati Laboratorio manipolazione, aliquotaggio Laboratorio Produzione Derivati Prog. Dimostratore CodProgetto:57BioBOP-BioBancaOncologicaPugliese
  • 11. Attività Strutturazione/certificazione Biobanca di Riferimento Regionale: accessibilità esterna a) Survey Risorse Biologiche presenti nelle UO di Ematologia regionali b) Survey Risorse Biologiche presenti nelle UO di Anatomia patologica regionali c) Sviluppo DataBase d) Sviluppo Portale Web Prog. Dimostratore Attività in corso
  • 12. CodiceProgetto:57 BioBOP-BioBancaOncologicaPugliese Attività Caratterizzazione Tessuti Biobanche Network con assays standardizzati per innovativi aspetti biomolecolari: accessibilità esterna UUOO partecipanti Istituto Tumori IRCCS, Bari UniFg Dip Fisiologia 1, UniBa ITB-CNR, Bari Dip Fisiologia 2, UniBa CSS, IRCCS, S. Giovanni Torondo Progetto Dimostratore OBBIETTIVI Standardizzazione Assays Innovativi Definizione Procedure Operative Scheda Informativa Utenza Ricadute industriali Altri risultati
  • 13. Leattivitàsvolteal31/12/2013 Attività UO n.2 Dip Scienze Mediche e Chirurgiche, Università Foggia Risultati raggiunti -Installazione e messa a punto dell’apparecchiatura e dei protocolli di analisi e separazione. -Analisi dei campioni pilota e procedure di validazione. -Analisi dei protocolli di separazione presenti nello strumento AutoMACS Pro Separator. -Invio agli Istituti di Ematologia pugliesi, di un questionario per censire lo stato dell’arte (raccolta e banking) e possibile utilizzo dello strumento e dei programmi a disposizione per la separazione delle diverse sottopopolazioni cellulari. Raccolta e analisi dei dati così ottenuti.
  • 14. Immagini UO 2 UniFg AutoMACS Pro Separator, Miltenyi
  • 15. Le attività svolte al 31/12/2013Attività UR3/UR5. Dip Bioscienze, Biotecnologie e Biofarmaceutica Università di Bari, Aldo Moro Risultati raggiunti Risultati raggiunti -Installazione e messa a punto dell’apparecchiatura e dei protocolli di acquisizione e gestione delle immagini. -Messa a Punto delle analisi di compartimentalizzazione di proteine in diversi modelli sia di tessuti tumorali che di colture cellulari 3D (matrigel, collagene, etc). -Analisi dei campioni pilota con procedure di validazione e diffusione dei risultati ottenuti su riviste internazionali. Altri risultati • Formazione • Co-funding Imprese coinvolte Tipo di contatto Frequenza di contatto Le attività svolte al 31/12/2013
  • 16. Immagini 1: Unità 3/5 (fotodellestrumentazioni) Microscopio confocale Laser multi-fotoni Targa del Confocale: BioBoP/Università Targa del multi-fotoni: BioBoP/Università
  • 17. Immagini 2: Unità 3/5 (fotodeiprodotti) Espressione di tre proteine ‘markers’ in tessuti di PDAC umani- realizzata in collaborazione con Prof. F. Alves/Gottingen, Germania Co-localizzazione di tre proteine in tessuto di mammella umana realizzata in collaborazione con CNR di Bari Co-localizzazione di due proteine con aree di infiltrazione (ECM proteolisi) in tessuto di mammella umane- realizzata in collaborazione con prof. S. Roger/ Tours, Francia.
  • 18. Immagini 3: Unità 3/5 (fotodei prodotti) Cellula metastatica in tumore di prostata con particolare della proteina NHE1 in un punto cellulare invasivo. Co-localizzazione di proteine markers dell’invasione con aree di infiltrazione del tumore Ricostruzione 3D della localizzazione della proteina NHE1 ( in rosso) in corrispondenza di aree di digestione della matrice extracellulare (in verde) in un tumore umano di mammella. 1 µm SOLVENT Immagine 2D di un gruppo di cellule tumorali che invadono il tessuto normale in un tumore umano di mammella. In verde la proteina NHERF1, in rosso i capillari e in blu il DNA.
  • 19. Attività UR4 Istituto Tecnologie Biomediche - CNR - BARI Risultati raggiunti Sequenziamento massivo e analisi del profilo di Epressione genica dei tessuti normali e tumorali collezionati nella biobanca oncologica Ricadute industriali • Produzione di un kit per l’analisi del trascrittoma per l’identificazione di biomarcatori Altri risultati Attività svolte al 31.12.2013
  • 20. Analisi del trascrittoma per l’identificazione di biomarcatori in diverse condizioni fisio-patologiche Analisi della biodiversità molecolare con approcci di metagenomica e metatrascrittomica Analisi bioinformatica dei dati di sequenziamento massivo Interessi Scientifici La genomica funzionale La maggior parte del genoma umano è trascritto e ha una funzione biochimica (ENCODE Project -Encyclopedia of DNA Elements) Il trascrittoma di una cellula è in grado di catturare un livello di complessità maggiore rispetto al genoma
  • 21. Metodo per la preparazione e amplificazione di librerie rappresentative di cDNA per il sequenziamento massivo, loro uso, kit e cartucce per kit di automazione Inventori Tullo Apollonia Sbisà Elisabetta Mangiulli Marina Pesole Graziano Messa a punto di un PROTOCOLLO UNIVERSALE che permette di preparare una libreria rappresentativa di cDNAs, partendo da quantità esigue di RNA totale, che può essere utilizzata con tutte le piattaforme di sequenziamento di nuova generazione presenti sul mercato Brevetto RM2010A000293- PCT/IB2011/052369 Attività svolta nell’ambito del progetto
  • 22. Sistema automatico per l’aspirazione e dispensazione di liquidi per l’estrazione di acidi nucleici da cellule e tessuti e per la preparazione di campioni per la qPCR, per la PCR in emulsione e per l’arricchimento delle biglie dopo la rottura dell’emulsione nel workflow della piattaforma di sequenziamento massivo GS FLX Titanium Series (Roche). Liquid Handler Sviluppi futuri I dati provenienti dal sequenziamento insieme a quelli clinici consentiranno l’individuazione di nuovi biomarcatori. Tale attività di ricerca, oltre a consentire la comprensione di meccanismi di base e di possibili nuove applicazioni, contiene in sé le potenzialità di fornire servizi diretti a laboratori di analisi, parchi scientifici e distretti tecnologici nell'ambito dell'identificazione di bersagli terapeutici, protocolli diagnostici e/o prognostici per patologie tumorali.
  • 23. Leattivitàsvolteal31/12/2013 Attività 1. UO6 Laboratorio di Oncologia, IRCCS Casa Sollievo della Sofferenza, San Giovanni Rotondo (Fg) Risultati raggiunti Sviluppo e validazione di metodologie di analisi dello stato di metilazione genica mediante Quantitative RT PCR - Metilazione Specifica (QMSP) Ricadute industriali • Sviluppo di strumentazioni automatizzate e standardizzate per analisi epigenetiche • Sviluppo di kit diagnostici genetico/epigenetico molecolari Altri risultati Partecipazione a gruppi di studio internazionali sulla genetica ed epigenetica dei tumori, quali il Clinical Lung Cancer Genome Project (CLCGP) ed il Network Genomic Medicine (NGM). Imprese coinvolte Tipo di contatto Frequenza di contatto EISAI S.r.l. Laboratorio centralizzato Studio Clinico Multicentrico MASMEC S.p.A. MASMEC BIOMED (sviluppo di strumentazioni automatizzate per analisi genetico molecolari e di kit diagnostici) Collaborazione stabile
  • 24. Sistema di analisi di modificazioni genetiche ed epigenetiche HT7900 Fast Real time PCR System con sistema di analisi in LDA (Low Density Array) (Life Technology). Sistema di PCR in Real Time dotato di blocco Low Density Array (LDA) che permette di analizzare fino a 380 diversi target precedentemente depositati su una apposita card. Conferendo allo strumento funzionalità di microarray a bassa densità. Vantaggi LDA: il sistema permette di analizzare in simultanea fino a 384 diverse sequenze geniche in maniera direttamente quantitativa ed altamente controllata. GeneticaedEpigenetica *Neinostricorpiesistonocentinaiaditipidiversidicellule.Ancheseognunadiesse discende dallo stesso stato iniziale, le caratteristiche di un neurone sono molto diverse da quelle, ad esempio,diuna cellula epatica. In presenza dei circa 30.000 genidelgenomaumano,l'importanzadel"silenzio"nonvasottovalutata,comein una qualunque esecuzione orchestrale. Al procedere della divisione cellulare, il destinodellesingolecelluleviene governatodall'utilizzoselettivo,edalsilenzio,dei geni.Questoprocessovieneregolatodaifattoriepigenetici.Iprofilidimetilazionedel DNAgiocanounruolochiaveintuttiqueifenomeniincuiigenivengonoattivatio disattivati, dalla deposizione di una sfumatura viola sul petalo di una petunia alla crescitadiuntumoremaligno. L'impossibilità di reprimere certigeni può produrre una pericolosa cacofonia. Una metilazione troppo ridotta del DNA può modificare la configurazione della cromatina.Ciòinfluiscesull'attivazioneelarepressionedideterminatigenidopola divisione cellulare. Una metilazione eccessiva può distruggere il lavoro protettivo fattodaisoppressoritumoraliedaigeniriparatoridelDNA.Taliepimutazionisono state osservate in un ampio spettro di tumori. Queste possibilità epigenetiche consentonol'esplorazionedinuovestradeterapeutiche. L'epigeneticafornisceancheunostrumentoperspiegarecomeilmaterialegenetico risponda alle mutevoli condizioni ambientali. L'ambiente può anche portare a cambiamentiepigeneticicheriguarderannolegenerazionifuture. Proprio come un direttore d'orchestra decide la dinamica dell'esecuzione di una sinfonia,ifattoriepigeneticiregolanol'interpretazionedelDNAall’internodiciascuna cellulavivente.Lacomprensionediquestifattoripotrebberivoluzionarelabiologia evolutiva e dello sviluppo, portando a profonde implicazioni in molti campi, dalla medicinaall'agricoltura.PotremoallorarispondereaWatson,“L'alfabetodeigeniè comelaparoladiDioelasuatraduzioneèlasuamano". *Riadattatodahttp://epigenome.eu/it/1,3,0acuradi TomDavies2013.
  • 25. Il materiale biologicodella biobanca viene studiatoper la presenzadi ipermetilazione in geni tumore-associati. BioBanca Studi di Metilazione Analisi dei dati Validazione Clinica Biomarcatori di prognosi e risposta alle terapie Studi In vitro Paziente
  • 26. Controllo di Qualità Agilent Bioanalyzer 2100 Estrazione di DNA Phase separation QMSP Serial dilutions Standard curve BioBanca DNA E’stata messa a puntouna metodicache consentedi quantificarelo stato di metilazione di geni specificiquali MGMT e KEAP1 .
  • 27. Standard curve ACTB Standard curve MGMT MGMT Methylated MGMT Unethylated Specificity QMSP 93% (95%CI: 84%-100%) MGMT methylation status: SIGMA: Stupp Including Gliadel® for Glioma.
  • 28. Attività PROGRAMMATE 1. UO6 Laboratorio di Oncologia, IRCCS Casa Sollievo della Sofferenza, San Giovanni Rotondo (Fg) Fase I. Sviluppo di kit per l’analisi QMSP dei geni MGMT, KEAP1, PTEN, GSTP1, E- caderina, TIMP3 Fase II. Validazione analitica degli assay sviluppati. Fase III. Analisi di un “training set” di campioni: valutazione dell’associazione tra stato di metilazione, caratteristiche clinico- patologiche, prognosi e risposta ai trattamenti. Fase IV. Validazione dei risultati ottenuti nella Fase III su set di campioni indipendenti
  • 29. Attività promozionali svolte al 31.12.2013 Formazione Alta Qualificazione Addestramento/ Sviluppo Competenze Attrazione Giovani Ricercatori Partecipazione Networks nazionali RIBBO BBMRI.it Partecipazione Networks Internazionali EORTC BBMRI.eu ESBBR Sito web della Rete: http://www.biobop.it/ CodiceProgetto:57 BioBOP-BioBancaOncologicaPugliese Networkperl’utilizzoditessutioncologicicontrollatiecaratterizzatiperlosviluppodinuovi approcci diagnostici,farmacologiciebiomedicali
  • 30. Attività programmate 2014 Operatività Portale Web Database biospecimens disponibili in rete Procedure Operative della Rete Carta dei Servizi Opuscolo illustrativo attività network Formazione Tecnici in Biobanking Biobank Manager Realtà Industriale Meeting Mailing List Contatto attivo con soggetti industriali CodiceProgetto:57 BioBOP-BioBanca Oncologica Pugliese
  • 31. Biobanca Regionale DataBase Uni FG- Ematologie CSS SGR UniBa ITBCNR IRCCS Tumori Bari Tessuti Umani Caratterizzzazione Biologica Realtà Produttiva
  • 32. Contatti Biobanca: sito web www.biobop.it Email: bancatessuti.oncologia@oncologico.bari.it Coord Scient. Angelo Paradiso a.paradiso@oncologico.bari.it mobile 320 4387181 RUP G. Salomone g.salomone@oncologico.bari.it mobile 320 4387175 CodiceProgetto:57 BioBOP-BioBanca Oncologica Pugliese Networkperl’utilizzoditessutioncologicicontrollatie caratterizzatiperlosviluppodinuoviapprocci diagnostici, farmacologiciebiomedicali

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