Nutrilipidomica: innovazione dalla membrana cellulare

Nutrilipidomica: Innovazione dalla membrana cellulare

Carla Ferreri

Primo RicercatorePrimo RicercatoreISOF, Consiglio Nazionale ISOF, Consiglio Nazionale delle Ricerche, Bolognadelle Ricerche, Bologna

Co-fondatore e Direttore R&S Co-fondatore e Direttore R&S Lipinutragen srlLipinutragen srlSpin-off del CNRSpin-off del CNR

Co-fondatore e Direttore R&S Co-fondatore e Direttore R&S Lipinutragen srlLipinutragen srlSpin-off del CNRSpin-off del CNR

RICERCARICERCA INNOVAZIONEINNOVAZIONE

SOMMARIO

Membrana cellulare ed acidi grassi

Medicina molecolare: il contributo delle “-omiche”

Lipidomica di membrana: la nascita della nutrilipidomica

Il mosaico fluido di Singer & Nicholson - 1972

Il mosaico fluido di Singer & Nicholson - 1972

FUNZIONAMENTO RECETTORI

REGOLAZIONE CANALEPERMEABILITA’

REGOLAZIONE FLUIDITA’

ATTIVITA’ PROTEINE

ColesteroloColesterolo

Canale proteicoCanale proteico

EnzimaEnzima

Proteina segnalatrice

Proteina segnalatrice

SEGNALAZIONE IN-OUT

RecettoriRecettori

DOPPIODOPPIOSTRATOSTRATOLIPIDICOLIPIDICO

FOSFOLIPIDE

ORGANIZZAZIONEFosfolipidi: sono l’unità Fosfolipidi: sono l’unità organizzativa della organizzativa della membranamembrana

TESTA TESTA POLAREPOLARE

CodaCodaidrofobicaidrofobicaACIDI ACIDI GRASSIGRASSI

==

SPONTANEAMENTE!

SPONTANEAMENTE!

Composizione opportuna degli acidi grassi di membrana per la regolazione

I grassi sono componenti cruciali

Acidi grassi

La replicazione cellulare avviene La replicazione cellulare avviene sempre e spontaneamentesempre e spontaneamente

Ogni cellula ha la membrana

La composizione dipende dal La composizione dipende dal metabolismo e dalla dietametabolismo e dalla dieta

La replicazione cellulare avviene La replicazione cellulare avviene sempre e spontaneamentesempre e spontaneamente

Ogni cellula ha la membrana

La composizione dipende dal La composizione dipende dal metabolismo e dalla dietametabolismo e dalla dieta

OGNI GIORNO nuove membrane

• 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

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

SOMMARIO




Medicina molecolare

GENOMICA

Lettura del codiceA C G T

Strumento per l’individuazione

della predisposizioneindividuale

LIPIDOMICA

Lettura del codicedi acidi grassi di

membranaS - M - P

Monitoraggio dei cambiamenti e

correlazione con le cause

Medicina molecolare

Membrana = sensoreLa 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

nutrizionestress

ambiente

metabolismo

Equilibrio di membranaADATTAMENTO

OMEOSTATICO

Membrana ed equilibrio cellulare

Lipidomica della Lipidomica della membrana cellularemembrana cellulare

Lipidomica della Lipidomica della membrana cellularemembrana cellulare

Vol IX – BURLINAVol IX – BURLINAFERRERI et alFERRERI et al

Cap. 19 - LIPIDOMICACap. 19 - LIPIDOMICA

ANALISI RAGIONATA degli acidi grassi

ANALISI RAGIONATA degli acidi grassi

Dieta,

metabolismo,

stress, etc

Dieta,

metabolismo,

stress, etc

ACIDI GRASSI E TESSUTI

Lauritzen, Progress Lipid ResearchLauritzen, Progress Lipid Research

SFA saturiSFA saturiMUFA monoin.MUFA monoin.

SFA saturiSFA saturiMUFA 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

PUFAPUFAomega6omega6omega3omega3

PUFAPUFAomega6omega6omega3omega3

4(5):14(5):14(5):14(5):1 1:21:21:21:2

SATURI

P S

MONOINSATURI

O VPo

LA

OMEGA-6

OMEGA-3

DGLA AA

ALA EPA DHA

Palmitico 16:0Stearico 18:0

Palmitoleico 16:1Oleico delta9 18:1Vaccenico delta11 18:1

Linoleico 18:2Diomogammalinolenico 20:3Arachidonico 20:4

Alfa Linolenico 18:3Eicosapentaenoico 20:5Docosaesaenoico 22:6

SATURI

P S

MONOINSATURI

O VPo

LA

OMEGA-6

OMEGA-3

DGLA AA

ALA EPA DHA

Come mantenere l’efficienzadel codice?

Disponibilità degli acidi grassi

IL CODICE di ACIDI GRASSILa combinazione che

mantiene la funzionalità

DIETA

SATURI

P S

MONOINSATURI

O VPo

LA

OMEGA-6

OMEGA-3

DGLA AA

ALA EPA DHA

Biosintesi di acidi grassi saturi e monoinsaturiENZIMI DESATURASI

PUFA - EFAPUFA - EFAACIDI GRASSI ESSENZIALIACIDI GRASSI ESSENZIALI

PUFA - EFAPUFA - EFAACIDI GRASSI ESSENZIALIACIDI GRASSI ESSENZIALI

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 MEMBRANA La MEMBRANA è il primo sito delloè il primo sito dello

STRESSSTRESS

La MEMBRANA La MEMBRANA è il primo sito delloè il primo sito dello

STRESSSTRESS

SOMMARIO

NOMINATION per il PREMIO EUROPEO EUWIIN PREMIO EUROPEO EUWIIN NOMINATION per il PREMIO EUROPEO EUWIIN PREMIO EUROPEO EUWIIN




Azienda spin-offwww.lipinutragen.it

SFAMUFA

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

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 SANGUEParte corpuscolataSELEZIONATA SELEZIONATA CampionamentoCampionamentosempre costante in ogni analisisempre costante in ogni analisi

CAMPIONE di SANGUEParte corpuscolataSELEZIONATA SELEZIONATA CampionamentoCampionamentosempre costante in ogni analisisempre costante in ogni analisi

Solo informazioni a brevissimo termine

Solo informazioni a brevissimo termine ROBOTICA

highthrough-put

NB : NO al SANGUE INTERO (goccia)NB : NO al SANGUE INTERO (goccia)

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-how E’ 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-how E’ possibile il transfer tecnologico e di know-how

Effettuato tramite unEffettuato tramite unprelievo di sangue prelievo di sangue da braccio o da ditoda braccio o da dito

(0.5 mL)(0.5 mL)

Effettuato tramite unEffettuato tramite unprelievo di sangue prelievo 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

Nutrizione & nutraceutica

personalizzata

RiequilibrioRiequilibrio SbilanciamentoSbilanciamento

• Anamnesi(Familiarita’)• Metabolismo• Dieta• Stress radicalico

CONTROLLO

Membrana EritrocitariaMembrana Eritrocitaria

VALORI NORMALI

VALORI NORMALI

NOTINOTI

NUTRILIPIDOMICANUTRILIPIDOMICANUTRILIPIDOMICANUTRILIPIDOMICA

Analisi e nutrilipidomica

L’analisi lipidomica si combina con L’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 membrana profilo di membrana individuale (PERSONALIZZAZIONE)individuale (PERSONALIZZAZIONE)

Forte innovazione del mercato nutraceutico con formulazioniformulazioni dirette alladirette alla membrana membrana e quindi più e quindi più soddisfacenti ai bisognisoddisfacenti ai bisogni

www.nutrilipidomica.itComitato scientifico (candidature) – Organizzazione di CORSI ECM di formazioneComitato scientifico (candidature) – Organizzazione di CORSI ECM di formazione

Nutrizione e nutraceutici che equilibrano la membrana

NUTRILIPIDOMICANUTRILIPIDOMICA

Nutrizione e nutraceutici che equilibrano la membrana

NUTRILIPIDOMICANUTRILIPIDOMICA

RISTABILIRE il RISTABILIRE il BILANCIAMENTOBILANCIAMENTO

RECUPERARE LA RECUPERARE LA PERFORMACE PERFORMACE CELLULARECELLULARE

e lae la QUALITA’ della VITAQUALITA’ della VITA

SUPPORTO SUPPORTO all’INTERVENTO all’INTERVENTO TERAPEUTICOTERAPEUTICO

Verifica lipidomica

Può monitorare i cambiamenti dovuti Può monitorare i cambiamenti dovuti all’integrazione nutraceutica , quindi ne verifica i , quindi ne verifica i risultati risultati scientificamentescientificamente

Coadiuva il medico nel perfezionamento della Coadiuva il medico nel perfezionamento della strategia di intervento farmacologico e strategia di intervento farmacologico e nell’intepretazione della risposta clinicanell’intepretazione della risposta clinica

Migliora il rapporto con il paziente che constata Migliora il rapporto con il paziente che constata la personalizzazione del protocollo medicola personalizzazione del protocollo medico

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

SSPPOORRTT

SSPPOORRTT

Attività sportivaAttività sportivaAttività sportivaAttività sportiva

DDEERRMMOO

DDEERRMMOO

DERMATOLOGIADERMATOLOGIA(dermatite atopica, (dermatite atopica, psoriasi, psoriasi, invecchiamento)invecchiamento)

DERMATOLOGIADERMATOLOGIA(dermatite atopica, (dermatite atopica, psoriasi, psoriasi, invecchiamento)invecchiamento)

Profili di membrana eritrocitaria in diverse situazioni dermatologiche: dermatite, psoriasi, invecchiamentoStudi presentati a convegni e pubblicati su riviste scientificheStudi presentati a convegni e pubblicati su riviste scientifiche

Chem. Phys. Lipids 2002Free Radic. Biol. Med. 2002

Clin. Immunol.2005Lipids 2005

Rejuven. Res. 2008 J. Plastic Dermatol. 2009

Chem. Phys. Lipids 2002Free Radic. Biol. Med. 2002

Clin. Immunol.2005Lipids 2005

Rejuven. Res. 2008 J. Plastic Dermatol. 2009

… e altri… e altri

PRIMA…PRIMA…PRIMA…PRIMA…Dermatite seborroica

Deficit omega-3Eccesso ARA e saturi

Eccesso omega-6/omega-3

Dermatite seborroicaDeficit omega-3

Eccesso ARA e saturiEccesso omega-6/omega-3

INDICE di SQUILIBRIO della MEMBRANAPCT – Brevetto Europeo in corso

INDICE di SQUILIBRIO della MEMBRANAPCT – Brevetto Europeo in corso

DHADHA

EPAEPA

ALAALA

PRIMAPRIMA…..….. 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






DHADHA

EPAEPA

GLAGLA

ESEMPIO DI ESEMPIO DI SCAFFALE NUTRACEUTICOSCAFFALE NUTRACEUTICO

ESEMPIO DI ESEMPIO DI SCAFFALE NUTRACEUTICOSCAFFALE NUTRACEUTICO

+ ulteriori protezioni di tipo antiossidante, epatica ed intestinale se necessario

+ ulteriori protezioni di tipo antiossidante, epatica ed intestinale se necessario

Schema per 4 mesi - 3 settimane al meseSchema per 4 mesi - 3 settimane al mesePERSONALIZZAZIONEPERSONALIZZAZIONEPERSONALIZZAZIONEPERSONALIZZAZIONE












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

PRIMA…PRIMA…PRIMA…PRIMA… Deficit omega-3Eccesso ARA e saturi


Deficit omega-3Eccesso ARA e saturi


……CONTROLLO CONTROLLO dopo 4 mesidopo 4 mesi

……CONTROLLO CONTROLLO 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

In collaborazione con lo Studio Dermatologico Bucci - MilanoIn collaborazione con lo Studio Dermatologico Bucci - Milano


DHADHA

EPAEPA

ALAALA

NUTRACEUTICA

NUTRACEUTICA

PERSONALIZZATA

PERSONALIZZATANUTRACEUTICA

NUTRACEUTICA

PERSONALIZZATA

PERSONALIZZATA

DOPODOPO…..….. DOPODOPO…..…..

EPA/DHAEPA/DHA

MUFA ALAMUFA ALA

+ Protezione epatica ed intestinale

+ Protezione epatica ed intestinale

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 fondamentaliEducazione alimentareRispetto delle necessità individualiMiglioramento del rapporto con gli operatori sanitari

Prevenzione squilibri fondamentaliEducazione alimentareRispetto delle necessità individualiMiglioramento del rapporto con gli operatori sanitari

RICERCAINNOVAZIONE

RICERCAINNOVAZIONE

La nostra missione

Le personeLe persone

Chrys ChatgilialogluDirigente Ricerca CNR

Presidente

Anna Rosaria MaraniniNutraceutica e Customer care

Valentina SundaBiotecnologo medico

Lipidomica

Claudio RotaCEO

Marketing

Simone DeplanoLaboratorio e

Robotica

www.lipinutragen.it

GRAZIE PER L’ATTENZIONE!GRAZIE PER L’ATTENZIONE!

SSR

R= Random RBC population (15 m)

S= Selected RBC population (14 m)

R= Random RBC population (15 m)

S= Selected RBC population (14 m)

RB

C d

imen

sion

(m

)RBC selection

***

*

***

*** ** ***

**

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)

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

42,59

3,712,96

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 saturiPrima… e dopoPrima… e dopo

31,48

7,41 1,8525,93

70,37

18,52

0

20

40

60

80

Valori Percentuali

( % )

Eccesso

Miglioramento

Defi cit

Rientro nella norma

Eccesso 70,37 18,52

Miglioramento 25,93

Deficit 7,41 1,85


1° Prelievo Controllo

Rientro73% del totale

Eccesso rapporto SFA/MUFAEccesso rapporto SFA/MUFA

25,93

7,4118,52

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




Rapporto omega-6/omega-3Rapporto omega-6/omega-3Prima…. e dopoPrima…. e dopo

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




Migliora21% del totale

Eccesso acido ARAEccesso acido ARA

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



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

27,78

5,56

40,74

7,4124,07 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



Rientro71% del deficit

Omega-3Omega-3

supplem. con -3ECCESSO permane

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

Membrana eritrocitaria reporter per tessuti

non raggiungibiliMembrana eritrocitaria reporter per tessuti

non raggiungibili

Indice MUIIndice MUIALGORITMOALGORITMO 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

MIGLIORAMENTO INDICE MUI

MIGLIORAMENTO INDICE MUI

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

RICERCA RICERCA : 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

TRATTATO ITALIANO DI MEDICINA DI LABORATORIOFondato 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)

Nutrilipidomica: innovazione dalla membrana cellulare

Health & Medicine

Transcript of Nutrilipidomica: innovazione dalla membrana cellulare