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Nutrilipidomica: innovazione dalla membrana cellulare
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Nutrilipidomica: innovazione dalla membrana cellulare

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  • 1. Nutrilipidomica: Innovazione dalla membrana cellulare Carla Ferreri Primo RicercatorePrimo Ricercatore ISOF, Consiglio NazionaleISOF, Consiglio Nazionale delle Ricerche, Bolognadelle Ricerche, Bologna Co-fondatore e Direttore R&SCo-fondatore e Direttore R&S Lipinutragen srlLipinutragen srl Spin-off del CNRSpin-off del CNR RICERCARICERCA INNOVAZIONEINNOVAZIONE
  • 2. SOMMARIO Membrana cellulare ed acidi grassi Medicina molecolare: il contributo delle “-omiche” Lipidomica di membrana: la nascita della nutrilipidomica
  • 3. Il mosaico fluido di Singer & Nicholson - 1972
  • 4. FUNZIONAMENTO RECETTORI REGOLAZIONE CANALE PERMEABILITA’ REGOLAZIONE FLUIDITA’ ATTIVITA’ PROTEINE ColesteroloColesterolo Canale proteicoCanale proteico EnzimaEnzima Proteina segnalatrice Proteina segnalatrice SEGNALAZIONE IN-OUT RecettoriRecettori DOPPIODOPPIO STRATSTRAT OO LIPIDICLIPIDIC OO FOSFOLIPIDE
  • 5. ORGANIZZAZIONE Fosfolipidi: sono l’unitàFosfolipidi: sono l’unità organizzativa dellaorganizzativa della membranamembrana TESTATESTA POLAREPOLARE CodaCoda idrofobicaidrofobica ACIDIACIDI GRASSIGRASSI == SPONTANEAMENTE! SPONTANEAMENTE!
  • 6. Composizione opportuna degli acidi grassi di membrana per la regolazione I grassi sono componenti cruciali Acidi grassi
  • 7.  La replicazione cellulare avvieneLa replicazione cellulare avviene sempre e spontaneamentesempre e spontaneamente  Ogni cellula ha la membrana  La composizione dipende dalLa composizione dipende dal metabolismo e dalla dietametabolismo e dalla dieta  La replicazione cellulare avvieneLa replicazione cellulare avviene sempre e spontaneamentesempre e spontaneamente  Ogni cellula ha la membrana  La composizione dipende dalLa composizione dipende dal metabolismo e dalla dietametabolismo e dalla dieta OGNI GIORNO nuove membrane
  • 8. • Sappiamo se la nostra membrana si forma correttamente ? • Sappiamo come lo stress o condizioni metaboliche influenzano le nostre membrane? • Sappiamo come aiutare le cellule ad avere la migliore performance di membrana ? Una risposta personalizzata per la MEDICINA PREVENTIVA o ATTIVA Alcune domande
  • 9. Membrane e medicina Un compartimento importante per la valutazione clinica  Le condizioni normali sono ben conosciute  Protocollo ben noto per l’esame delle condizioni individuali e mettere in evidenza eventuali condizioni di sbilanciamento  Strategie PERSONALIZZATE per recuperare le condizioni di normalità MEDICINA MOLECOLAREMEDICINA MOLECOLARE  Le condizioni normali sono ben conosciute  Protocollo ben noto per l’esame delle condizioni individuali e mettere in evidenza eventuali condizioni di sbilanciamento  Strategie PERSONALIZZATE per recuperare le condizioni di normalità MEDICINA MOLECOLAREMEDICINA MOLECOLARE
  • 10. SOMMARIO Membrana cellulare ed acidi grassi Medicina molecolare: il contributo delle “-omiche” Lipidomica di membrana: la nascita della nutrilipidomica
  • 11. Medicina molecolare GENOMIC A Lettura del codice A C G T Strumento per l’individuazione della predisposizione individuale
  • 12. LIPIDOMIC A Lettura del codice di acidi grassi di membrana S - M - P Monitoraggio dei cambiamenti e correlazione con le cause Medicina molecolare
  • 13. Membrana = sensore La membrana cellulare è deputata alla regolazione ed alla segnalazione cellulare. Deve seguire i cambiamenti metabolici e mantenere la sua funzionalità il più costante possibile, mediante un continuo adattamento a fattori interni ed esterni Ciò è chiamato OMEOSTASI di MEMBRANA
  • 14. nutrizione stress ambiente metabolismo Equilibrio di membranaADATTAMENTO OMEOSTATICO Membrana ed equilibrio cellulare
  • 15. Lipidomica dellaLipidomica della membrana cellularemembrana cellulare Vol IX – BURLINAVol IX – BURLINA FERRERI et alFERRERI et al Cap. 19 - LIPIDOMICACap. 19 - LIPIDOMICA ANALISI RAGIONATA degli acidi grassi Dieta, metabolismo, stress, etc
  • 16. ACIDI GRASSI E TESSUTI Lauritzen, Progress Lipid Research SFA saturiSFA saturi MUFA monoin.MUFA monoin. SFA saturiSFA saturi MUFA monoin.MUFA monoin. Ogni tessuto ha il suo specifico contenuto in acidi grassi UN CODICE LIPIDICO composto dalle 3 classi di acidi grassiUN CODICE LIPIDICO composto dalle 3 classi di acidi grassi Saturi, monoinsaturi and poliinsaturi Ogni tessuto ha il suo specifico contenuto in acidi grassi UN CODICE LIPIDICO composto dalle 3 classi di acidi grassiUN CODICE LIPIDICO composto dalle 3 classi di acidi grassi Saturi, monoinsaturi and poliinsaturi PUFAPUFA omega6omega6 omega3omega3 PUFAPUFA omega6omega6 omega3omega3 4(5):14(5):14(5):14(5):1 1:21:21:21:2
  • 17. SATURI P S MONOINSATURI O VPo LA OMEGA-6 OMEGA-3 DGLA AA ALA EPA DH A Palmitico 16:0 Stearico 18:0 Palmitoleico 16:1 Oleico delta9 18:1 Vaccenico delta11 18:1 Linoleico 18:2 Diomogammalinolenico 20:3 Arachidonico 20:4 Alfa Linolenico 18:3 Eicosapentaenoico 20:5
  • 18. SATURI P S MONOINSATURI O VPo LA OMEGA-6 OMEGA-3 DGLA AA ALA EPA DHA Come mantenere l’efficienza del codice? Disponibilità degli acidi grassi IL CODICE di ACIDI GRASSI La combinazione che mantiene la funzionalità DIETA
  • 19. SATURI P S MONOINSATURI O VPo LA OMEGA-6 OMEGA-3 DGLA AA ALA EPA DHA Biosintesi di acidi grassi saturi e monoinsaturi ENZIMI DESATURASI PUFA - EFAPUFA - EFA ACIDI GRASSI ESSENZIALIACIDI GRASSI ESSENZIALI PUFA - EFAPUFA - EFA ACIDI GRASSI ESSENZIALIACIDI GRASSI ESSENZIALI
  • 20. OMEGA-6 OMEGA-3 DGLA AA ALA DHA SATURI P S MONOINSATURI O VPo LA EPA DIETA Perdita di un codice di informazione Perdita di omeostasi e organizzazione La MEMBRANALa MEMBRANA è il primo sito delloè il primo sito dello STRESSSTRESS La MEMBRANALa MEMBRANA è il primo sito delloè il primo sito dello STRESSSTRESS
  • 21. SOMMARIO NOMINATION per il PREMIO EUROPEO EUWIINPREMIO EUROPEO EUWIINNOMINATION per il PREMIO EUROPEO EUWIINPREMIO EUROPEO EUWIIN Membrana cellulare ed acidi grassi Medicina molecolare: il contributo delle “-omiche” Lipidomica di membrana: la nascita della nutrilipidomica
  • 22. Azienda spin-off www.lipinutragen.it
  • 23. SFA MUFA PUFA ERITROCITAERITROCITA • Tempo di vita medio: 120 giorniTempo di vita medio: 120 giorni • Presenza di tutte le famiglie di acidi grassiPresenza di tutte le famiglie di acidi grassi • Deposito di acidi arachidonico, EPA e DHADeposito di acidi arachidonico, EPA e DHA • Reporter per tessuti non facilmente ottenibiliReporter per tessuti non facilmente ottenibili (muscolare, nervoso)(muscolare, nervoso) Membrana di riferimento
  • 24. PROTOCOLLO per l’isolamento della FRAZIONE SIGNIFICATIVA di ERITROCITI Librerie molecolari per il riconoscimento analitico dello stress radicalico (trans lipidi) Algoritmo per il calcolo dell’EQUILIBRIO della membrana PLASMA Protocollo 3 brevetti3 brevetti3 brevetti3 brevettiCAMPIONE di SANGUE Parte corpuscolata SELEZIONATASELEZIONATA CampionamentoCampionamento sempre costante in ogni analisisempre costante in ogni analisi Solo informazioni a brevissimo termine ROBOTICA highthrough-put NB : NO al SANGUE INTERO (goccia)NB : NO al SANGUE INTERO (goccia)
  • 25. Analisi Lipidomica FAT PROFILEFAT PROFILE®® Per ora eseguito presso il Laboratorio di Lipidomica BolognaPer ora eseguito presso il Laboratorio di Lipidomica Bologna E’ possibile il transfer tecnologico e di know-howE’ possibile il transfer tecnologico e di know-how FAT PROFILEFAT PROFILE®® Per ora eseguito presso il Laboratorio di Lipidomica BolognaPer ora eseguito presso il Laboratorio di Lipidomica Bologna E’ possibile il transfer tecnologico e di know-howE’ possibile il transfer tecnologico e di know-how Effettuato tramite unEffettuato tramite un prelievo di sangueprelievo di sangue da braccio o da ditoda braccio o da dito (0.5 mL)(0.5 mL) Effettuato tramite unEffettuato tramite un prelievo di sangueprelievo di sangue da braccio o da ditoda braccio o da dito (0.5 mL)(0.5 mL) BRAND BRAND Logistica e trasporto organizzatiLogistica e trasporto organizzati
  • 26. Nutrizione & nutraceutica personalizzata RiequilibrioRiequilibrio SbilanciamentoSbilanciamento • Anamnesi (Familiarita’) • Metabolismo • Dieta • Stress radicalico CONTROLLO Membrana EritrocitariaMembrana Eritrocitaria VALORI NORMALI VALORI NORMALI NOTI NOTI NUTRILIPIDOMICA NUTRILIPIDOMICA NUTRILIPIDOMICA NUTRILIPIDOMICA
  • 27. Analisi e nutrilipidomica L’analisi lipidomica si combina conL’analisi lipidomica si combina con la strategia per la membla strategia per la membrana:  Combinazione di elementi nutrizionali basati sulla sulla necessità del profilo di membranaprofilo di membrana individuale (PERSONALIZZAZIONE)individuale (PERSONALIZZAZIONE)  Forte innovazione del mercato nutraceutico con formulazioniformulazioni dirette alladirette alla membranamembrana e quindi piùe quindi più soddisfacenti ai bisognisoddisfacenti ai bisogni www.nutrilipidomica.it Comitato scientifico (candidature) – Organizzazione di CORSI ECM di formazione
  • 28. Nutrizione e nutraceutici che equilibrano la membrana NUTRILIPIDOMICANUTRILIPIDOMICA Nutrizione e nutraceutici che equilibrano la membrana NUTRILIPIDOMICANUTRILIPIDOMICA RISTABILIRE ilRISTABILIRE il BILANCIAMENTOBILANCIAMENTO RECUPERARE LARECUPERARE LA PERFORMACEPERFORMACE CELLULARECELLULARE e lae la QUALITA’ della VITAQUALITA’ della VITA SUPPORTOSUPPORTO all’INTERVENTOall’INTERVENTO TERAPEUTICOTERAPEUTICO
  • 29. Verifica lipidomica  Può monitorare i cambiamenti dovutiPuò monitorare i cambiamenti dovuti all’integrazione nutraceutica , quindi ne verifica i, quindi ne verifica i risultatirisultati scientificamentescientificamente  Coadiuva il medico nel perfezionamento dellaCoadiuva il medico nel perfezionamento della strategia di intervento farmacologico estrategia di intervento farmacologico e nell’intepretazione della risposta clinicanell’intepretazione della risposta clinica  Migliora il rapporto con il paziente che constataMigliora il rapporto con il paziente che constata la personalizzazione del protocollo medicola personalizzazione del protocollo medico
  • 30. SFAMUFA PUFA 1 – Profilo personalizzato1 – Profilo personalizzato 2- Data base di pazienti aventi la stessa condizione2- Data base di pazienti aventi la stessa condizione Banca dati lipidomica N. B. : Importanza del campionamento sul prelievo di sangueN. B. : Importanza del campionamento sul prelievo di sangue
  • 31. SS PP OO RR TT Attività sportivaAttività sportiva DD EE RR MM OO DERMATOLOGIADERMATOLOGIA (dermatite atopica,(dermatite atopica, psoriasi,psoriasi, invecchiamento)invecchiamento)
  • 32. Profili di membrana eritrocitaria in diverse situazioni dermatologiche: dermatite, psoriasi, invecchiamento Studi presentati a convegni e pubblicati su riviste scientificheStudi presentati a convegni e pubblicati su riviste scientifiche Chem. Phys. Lipids 2002 Free Radic. Biol. Med. 2002 Clin. Immunol.2005 Lipids 2005 Rejuven. Res. 2008 J. Plastic Dermatol. 2009
  • 33. … e altri
  • 34. PRIMA…PRIMA… Dermatite seborroica Deficit omega-3 Eccesso ARA e saturi Eccesso omega-6/omega-3 Dermatite seborroica Deficit omega-3 Eccesso ARA e saturi Eccesso omega-6/omega-3 INDICE di SQUILIBRIO della MEMBRANA PCT – Brevetto Europeo in corso INDICE di SQUILIBRIO della MEMBRANA PCT – Brevetto Europeo in corso
  • 35. DHADHA EPAEPA ALAALA PRIMAPRIMA…..….. Schema per 4 mesi - 3 settimane al meseSchema per 4 mesi - 3 settimane al mese Suggerimento al medico di tipologia e posologia di nutraceutica con target di membrana suggerita in base all’esperienza in nutrilipidomica Suggerimento al medico di tipologia e posologia di nutraceutica con target di membrana suggerita in base all’esperienza in nutrilipidomica
  • 36. DHADHA EPAEPA GLAGLA ESEMPIO DIESEMPIO DI SCAFFALE NUTRACEUTICOSCAFFALE NUTRACEUTICO ESEMPIO DIESEMPIO DI SCAFFALE NUTRACEUTICOSCAFFALE NUTRACEUTICO + ulteriori protezioni di tipo antiossidante, epatica ed intestinale se necessario Schema per 4 mesi - 3 settimane al meseSchema per 4 mesi - 3 settimane al mese PERSONALIZZAZIONEPERSONALIZZAZIONEPERSONALIZZAZIONEPERSONALIZZAZIONE Suggerimento al medico di tipologia e posologia di nutraceutica con target di membrana suggerita in base all’esperienza in nutrilipidomica Suggerimento al medico di tipologia e posologia di nutraceutica con target di membrana suggerita in base all’esperienza in nutrilipidomica PRIMAPRIMA…..…..
  • 37. SUGGERIMENTO di GRUPPI ALIMENTARI CONSIGLIATI con la FREQUENZA SETTIMANALE SUGGERIMENTO di GRUPPI ALIMENTARI CONSIGLIATI con la FREQUENZA SETTIMANALE Per 4 mesiPer 4 mesi Può ispirare la composizione di DIETA ad hoc
  • 38. PRIMA…PRIMA… Deficit omega-3 Eccesso ARA e saturi Eccesso omega-6/omega-3 Deficit omega-3 Eccesso ARA e saturi Eccesso omega-6/omega-3 …… CONTROLLOCONTROLLO dopo 4 mesidopo 4 mesi Migliorata pista omega-3 e rapporto omega-6/omega-3 Restano ancora da migliorare ARA e SFA/MUFA Migliorata pista omega-3 e rapporto omega-6/omega-3 Restano ancora da migliorare ARA e SFA/MUFA
  • 39. In collaborazione con lo Studio Dermatologico Bucci - Milano
  • 40. PRIMAPRIMA…..….. DHADHA EPAEPA ALAALA NUTRACEUTICA NUTRACEUTICA PERSONALIZZATA PERSONALIZZATA NUTRACEUTICA NUTRACEUTICA PERSONALIZZATA PERSONALIZZATA DOPODOPO…..….. EPA/DHAEPA/DHA MUFA ALAMUFA ALA + Protezione epatica ed intestinale
  • 41.  Connessione profilo clinico - profilo molecolare di membrana  Nuovo tipo di consulenza scientifica (medicina molecolare e profili)  Customizzazione delle formule nutraceutiche  Personalizzazione dell’intervento  Connessione profilo clinico - profilo molecolare di membrana  Nuovo tipo di consulenza scientifica (medicina molecolare e profili)  Customizzazione delle formule nutraceutiche  Personalizzazione dell’intervento Prevenzione squilibri fondamentali Educazione alimentare Rispetto delle necessità individuali Miglioramento del rapporto con gli operatori sanitari Prevenzione squilibri fondamentali Educazione alimentare Rispetto delle necessità individuali Miglioramento del rapporto con gli operatori sanitari RICERCA INNOVAZIONE La nostra missione
  • 42. Le personeLe persone Chrys Chatgilialoglu Dirigente Ricerca CNR Presidente Anna Rosaria Maranini Nutraceutica e Customer care Valentina Sunda Biotecnologo medico Lipidomica Claudio Rota CEO Marketing Simone Deplano Laboratorio e Robotica www.lipinutragen.it
  • 43. GRAZIE PER L’ATTENZIONE!GRAZIE PER L’ATTENZIONE!
  • 44. SSR R= Random RBC population (15 µm) S= Selected RBC population (14 µm) R= Random RBC population (15 µm) S= Selected RBC population (14 µm) RBCdimension(µm) RBC selection
  • 45. *** * *** *** ** *** ** Fatty acids in RBC cells SSR  Significant diminution of SATURATED and MONOUNSATURATED fatty acids  Correlated with the increase of the ARACHIDONIC and DHA content (increase of oxidizability)  Significant diminution of SATURATED and MONOUNSATURATED fatty acids  Correlated with the increase of the ARACHIDONIC and DHA content (increase of oxidizability)
  • 46. SFA SFA/M UFA DG LA deficitOm ega 3 deficit n-6/n-3 eccesso 0 20 40 60 80 100 SFA 57,4 SFA/MUFA 77,7 DGLA deficit 61,1 Omega 3 deficit 40,7 n-6/n-3 29,6 1 Frequenza del tipo di sbilanciamento casistica dal database
  • 47. 42,59 3,7 12,96 53,7 1,850 20 40 60 Valori Percentuali ( % ) Eccesso Miglioramento Deficit Rientro nella norma Eccesso 53,7 1,85 Miglioramento 12,96 Deficit 3,7 Rientro nella norma 42,59 1° Prelievo Controllo Rientro/miglioramento 93% del totale Eccesso di acidi grassi saturiEccesso di acidi grassi saturi Prima… e dopoPrima… e dopo
  • 48. 31,48 7,41 1,8525,93 70,37 18,52 0 20 40 60 80 Valori Percentuali ( % ) Eccesso Miglioramento Deficit Rientro nella norma Eccesso 70,37 18,52 Miglioramento 25,93 Deficit 7,41 1,85 Rientro nella norma 31,48 1° Prelievo Controllo Rientro 73% del totale Eccesso rapporto SFA/MUFAEccesso rapporto SFA/MUFA
  • 49. 25,93 7,41 18,52 9,26 5,56 29,63 0 5 10 15 20 25 30 Valori Percentuali ( % ) Eccesso Miglioramento dell'eccesso Deficit Miglioramento del deficit Rientro nella norma Eccesso 29,63 Miglioramento dell'eccesso 5,56 Deficit 18,52 9,26 Miglioramento del deficit 7,41 Rientro nella norma 25,93 1° Prelievo Controllo Rientro 87% del totale Rapporto omega-6/omega-3Rapporto omega-6/omega-3 Prima…. e dopoPrima…. e dopo
  • 50. 25,93 3,7 16,67 53,7 14,81 0 10 20 30 40 50 60 Valori Percentuali ( % ) Eccesso Miglioramento Deficit Rientro nella norma Eccesso 53,7 14,81 Miglioramento 16,67 Deficit 3,7 Rientro nella norma 25,93 1° Prelievo Controllo Rientro 48% del totale Migliora 21% del totale Eccesso acido ARAEccesso acido ARA
  • 51. 25,93 16,67 61,11 24,07 5,560 20 40 60 80 Valori Percentuali ( % ) Eccesso Deficit Miglioramento del deficit Rientro nella norma Eccesso 5,56 Deficit 61,11 24,07 Miglioramento del deficit 16,67 Rientro nella norma 25,93 1° Prelievo Controllo 61% del totale NO: 39% del totale Deficit DGLADeficit DGLA Miglioramento della forma farmaceutica RACCOLTA NUOVI DATIRACCOLTA NUOVI DATI Miglioramento della forma farmaceutica RACCOLTA NUOVI DATIRACCOLTA NUOVI DATI
  • 52. 27,78 5,56 40,74 7,41 24,07 24,07 0 10 20 30 40 50 Valori Percentuali ( % ) Eccesso Permanenza del deficit Deficit Miglioramento Rientro nella norma Eccesso 24,07 24,07 Permanenza del deficit 7,41 Deficit 40,74 Miglioramento 5,56 Rientro nella norma 27,78 1° Prelievo Controllo Rientro 71% del deficit Omega-3Omega-3 supplem. con ϖ-3 ECCESSO permane
  • 53. Ippocrate di Kos (ca. 460 BC – ca. 370 BC) Sia il cibo la tua medicina progressoprogresso Settembre 2011Settembre 2011 What you should eat and why What you should eat and why STRATEGIA per la MEMBRANA CELLULARE STRATEGIA per la MEMBRANA CELLULARE
  • 54. Membrana eritrocitaria reporter per tessuti non raggiungibili Membrana eritrocitaria reporter per tessuti non raggiungibili
  • 55. Indice MUIIndice MUI ALGORITMOALGORITMO che calcola la sommatoria di tutti i contributi degli acidi grassi e famiglie trovate nella membrana del soggetto Colore ROSSOColore ROSSO: se l’acido grasso oppure l’indice lipidico sbilanciato è conosciuto come FATTORE DI RISCHIO per malattie Dovrebbe trovarsi qui l’indice della maggior parte delle persone
  • 56. MIGLIORAMENTO INDICE MUI MIGLIORAMENTO INDICE MUI
  • 57. LE PAROLE CHIAVELE PAROLE CHIAVE  STRESS: Una parola che pervade la vita di tutti ma non aveva trovato un sito efficiente per il rilevamento  WELLNESS: Aumento della sensibilità verso il BENESSERE e tendenza all’automedicazione (NUTRACEUTICA e INTEGRATORI)  NUTRIZIONE: è importante per la salute ma non era disponibile uno strumento per la sua valutazione a livello molecolare  RICERCARICERCA : messa a punto di un indicatore comprensivo del corpo umano che riassume metabolismo e dieta, ovvero la LIPIDOMICA della MEMBRANA CELLULARE  INNOVAZIONEINNOVAZIONE: la combinazione tra diagnostica e nutraceutica, ovvero la NUTRILIPIDOMICA
  • 58. TRATTATO ITALIANO DI MEDICINA DI LABORATORIO Fondato da ANGELO BURLINA Diagnostica molecolare nella medicina di laboratorio Cap. 19 Lipidomica. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 341 Lipidomica della membranaLipidomica della membrana A confronto LIPIDOMICA di MEMBRANALIPIDOMICA di MEMBRANA con i livelli di acidi grassi in: PLASMAPLASMA presenta livelli non stabili di acidi grassi circolanti, maggiormente come trigliceridi. Riporta la dieta a breve termine SANGUE INTEROSANGUE INTERO presenta la somma del PLASMA e della MEMBRANA, quindi si confondono le informazioni strutturali e biochimiche (survey per grossi numeri) A confronto LIPIDOMICA di MEMBRANALIPIDOMICA di MEMBRANA con i livelli di acidi grassi in: PLASMAPLASMA presenta livelli non stabili di acidi grassi circolanti, maggiormente come trigliceridi. Riporta la dieta a breve termine SANGUE INTEROSANGUE INTERO presenta la somma del PLASMA e della MEMBRANA, quindi si confondono le informazioni strutturali e biochimiche (survey per grossi numeri)

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