RETI di LABORATORI - [Biotecnologie] BIO BOP
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Codice Progetto: 57
BioBOP-BioBanca Oncologica PuglieseNetwork per l’utilizzo di tessuti oncologici controllati e caratterizzati per lo sviluppo di nuovi approcci diagnostici, farmacologici e biomedicali
Coordinatore scientificoDr. Angelo ParadisoIstituto Tumori G Paolo II, IRCCS, Bari
Codice Progetto: 57BioBOP-BioBanca Oncologica PuglieseNetwork per l’utilizzo di tessuti oncologici controllati e caratterizzati per lo sviluppo di nuovi approcci diagnostici, farmacologici e 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).
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’Uomoricerca scientificasviluppo Biomedicaleapplicazione medicina personalizzata
Cod Progetto: 57 BioBOP-BioBanca Oncologica Pugliese
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
Cod Progetto: 57 BioBOP-BioBanca Oncologica Pugliese
Le unità di ricercaUnità di ricerca ResponsabileUO1: 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
Cod Progetto: 57 BioBOP-BioBanca Oncologica Pugliese
Attività Strutturazione/certificazione Biobanca di Riferimento Regionale: accessibilità esterna
Attività Caratterizzazione Tessuti Biobanche Network con assays standardizzati per innovativi aspetti biomolecolari: accessibilità esterna
Codice Progetto: 57BioBOP-BioBanca Oncologica PuglieseNetwork per l’utilizzo di tessuti oncologici controllati e caratterizzati per lo sviluppo di nuovi approcci diagnostici, farmacologici e biomedicali
Progetto Dimostratore
Attività Strutturazione/certificazione Biobanca di Riferimento Regionale: accessibilità esterna
Codice Progetto: 57BioBOP-BioBanca Oncologica Pugliese
UO partecipanti
Istituto Tumori IRCCS BariCSS, IRCCS, S. Giovanni RotondoUniversità di Foggia
Progetto Dimostratore
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 Cod Progetto: 57 BioBOP-BioBanca Oncologica Pugliese
Attività Strutturazione/certificazione Biobanca di Riferimento Regionalec/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 9001:2000b) Procedure Operative Standard già adottate C.I., MTA, QA, QC, DPIc) Formazione Personalec) Coordinamento Biobanche Oncologiche Nazionali
Prog. Dimostratore Cod Progetto: 57 BioBOP-BioBanca Oncologica Pugliese
BioBanca Istituzionale- BioBanca Oncologica di Riferimento Regionale Istituto Tumori G Paolo II IRCCS BariAvanzamento al 31.11.2013
Ingresson. 2 livelli, 280 mq
Livello 2:Area Stocckaggio per Diagnostica/ricerca Criocontenitori, -80°C, -143°C,-173°CArea Stocckaggio Materiale terapeutico Criocontenitori,-143°C,-173°C, discesa
Livello 1: Elaborazione datiLaboratorio manipolazione, aliquotaggioLaboratorio Produzione Derivati
Prog. Dimostratore Cod Progetto: 57 BioBOP-BioBanca Oncologica Pugliese
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
Codice Progetto: 57 BioBOP-BioBanca Oncologica Pugliese
Attività Caratterizzazione Tessuti Biobanche Network con assays standardizzati per innovativi aspetti biomolecolari: accessibilità esterna
UUOO partecipanti Istituto Tumori IRCCS, BariUniFgDip Fisiologia 1, UniBaITB-CNR, BariDip Fisiologia 2, UniBaCSS, IRCCS, S. Giovanni Torondo
Progetto Dimostratore
OBBIETTIVI Standardizzazione Assays Innovativi Definizione Procedure Operative Scheda Informativa Utenza
Ricadute industriali
Altri risultati
Le attività svolte al 31/12/2013
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.
Immagini UO 2 UniFg
AutoMACS Pro Separator, Miltenyi
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
Immagini 1: Unità 3/5(foto delle strumentazioni)
Microscopio confocale
Laser multi-fotoni
Targa del Confocale: BioBoP/Università
Targa del multi-fotoni: BioBoP/Università
Immagini 2: Unità 3/5(foto dei prodotti)
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.
Immagini 3: Unità 3/5(foto dei 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.
Attività UR4Istituto 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
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 ScientificiLa 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
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 ApolloniaSbisà 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
BrevettoRM2010A000293- PCT/IB2011/052369
Attività svolta nell’ambito del progetto
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 futuriI 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.
Le attività svolte al 31/12/2013
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
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.
Genetica ed Epigenetica*Nei nostri corpi esistono centinaia di tipi diversi di cellule. Anche se ognuna di esse discende dallo stesso stato iniziale, le caratteristiche di un neurone sono molto diverse da quelle, ad esempio, di una cellula epatica. In presenza dei circa 30.000 geni del genoma umano, l'importanza del "silenzio" non va sottovalutata, come in una qualunque esecuzione orchestrale. Al procedere della divisione cellulare, il destino delle singole cellule viene governato dall'utilizzo selettivo, e dal silenzio, dei geni. Questo processo viene regolato dai fattori epigenetici. I profili di metilazione del DNA giocano un ruolo chiave in tutti quei fenomeni in cui i geni vengono attivati o disattivati, dalla deposizione di una sfumatura viola sul petalo di una petunia alla crescita di un tumore maligno.L'impossibilità di reprimere certi geni può produrre una pericolosa cacofonia. Una metilazione troppo ridotta del DNA può modificare la configurazione della cromatina. Ciò influisce sull'attivazione e la repressione di determinati geni dopo la divisione cellulare. Una metilazione eccessiva può distruggere il lavoro protettivo fatto dai soppressori tumorali e dai geni riparatori del DNA. Tali epimutazioni sono state osservate in un ampio spettro di tumori. Queste possibilità epigenetiche consentono l'esplorazione di nuove strade terapeutiche.L'epigenetica fornisce anche uno strumento per spiegare come il materiale genetico risponda alle mutevoli condizioni ambientali. L'ambiente può anche portare a cambiamenti epigenetici che riguarderanno le generazioni future.Proprio come un direttore d'orchestra decide la dinamica dell'esecuzione di una sinfonia, i fattori epigenetici regolano l'interpretazione del DNA all’interno di ciascuna cellula vivente. La comprensione di questi fattori potrebbe rivoluzionare la biologia evolutiva e dello sviluppo, portando a profonde implicazioni in molti campi, dalla medicina all'agricoltura. Potremo allora rispondere a Watson, “L'alfabeto dei geni è come la parola di Dio e la sua traduzione è la sua mano".
*Riadattato da http://epigenome.eu/it/1,3,0 a cura di Tom Davies 2013.
Il materiale biologico della biobanca viene studiato per la presenza di 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
Controllo di Qualità
Agilent Bioanalyzer 2100
Estrazione di DNAEstrazione di DNAPhase separation
QMSPQMSP
Serial dilutions Standard curve
BioBanca
DNA
E’ stata messa a punto una metodica che consente di quantificare lo stato di metilazione di geni specifici quali MGMT e KEAP1 .
Standard curve ACTB
Standard curve MGMT
MGMT Methylated
MGMT Unethylated
Specificity QMSP93% (95%CI: 84%-100%)
MGMT methylation status:SIGMA: Stupp Including Gliadel® for Glioma.
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
Attività promozionali svolte al 31.12.2013
Formazione Alta QualificazioneAddestramento/ Sviluppo CompetenzeAttrazione Giovani Ricercatori
Partecipazione Networks nazionali RIBBOBBMRI.it
Partecipazione Networks Internazionali EORTCBBMRI.euESBBR
Sito web della Rete: http://www.biobop.it/
Codice Progetto: 57BioBOP-BioBanca Oncologica PuglieseNetwork per l’utilizzo di tessuti oncologici controllati e caratterizzati per lo sviluppo di nuovi approcci diagnostici, farmacologici e biomedicali
Attività programmate 2014
OperativitàPortale WebDatabase biospecimens disponibili in reteProcedure Operative della ReteCarta dei ServiziOpuscolo illustrativo attività network
FormazioneTecnici in BiobankingBiobank Manager
Realtà IndustrialeMeetingMailing ListContatto attivo con soggetti industriali
Codice Progetto: 57
BioBOP-BioBanca Oncologica Pugliese
Biobanca Regionale DataBase
Uni FG- Ematologie CSS SGR
UniBa
ITBCNR
IRCCS Tumori
Bari
BioBOP
Tessuti UmaniCaratterizzzazione Biologica Realtà Produttiva
Contatti
Biobanca: sito web www.biobop.itEmail: [email protected]
Coord Scient. Angelo Paradiso [email protected] 320 4387181
RUP G. Salomone [email protected] 320 4387175
Codice Progetto: 57
BioBOP-BioBanca Oncologica PuglieseNetwork per l’utilizzo di tessuti oncologici controllati e caratterizzati per lo sviluppo di nuovi approcci diagnostici, farmacologici e biomedicali