AREA DI RICERCA

IMAGING MOLECOLARE

Il gruppo di Imaging Molecolare svolge attività di ricerca presso la Sede di Segrate. Combina metodi di imaging molecolare ex vivo e in vivo (scienze omiche, studi pre-clinici, studi clinici) con algoritmi avanzati di elaborazione ed integrazione, per la comprensione di patologie multifattoriali e l’estrazione di nuovi biomarcatori, in neurologia, cardiologia, oncologia. Le metodologie includono tecniche biostatistiche e bioinformatiche avanzate, elaborando ed integrando in un approccio sistemico dati, segnali e immagini multi-dimensionali:

a) imaging molecolare ex vivo per lo studio dei trascritti e delle proteine espresse nei comparti cellulari, avvalendosi di modelli cellulari, animali ed umani;

b) imaging molecolare in vivo (PET/SPECT/CT/MRI), pre-clinico, per lo studio di nuovi radiofarmaci e terapie. Clinico diagnostica avanzata e indirizzamento alla terapia e valutazione degli effetti.

c) imaging elettrofisiologico (MEG/EEG/ERP/registrazioni neuronali ad alta frequenza), applicato a: a) studi di neurofisiopatologia e neurofisiologia dei sistemi sensoriali in modelli animali e nell’uomo; e, b) studio delle dinamiche temporali di attivazione dei network neurali sottesi alle funzioni cognitive.

NEUROIMAGING

Il gruppo di Neuroimaging di Germaneto (CZ) è riconosciuto come uno dei centri più importanti per lo studio dei disturbi del movimento (morbo di Parkinson, tremore essenziale). Il portafoglio di ricerca comprende anche lo studio di altre importanti patologie neurologiche tra cui: sclerosi multipla, epilessia e morbo di Alzheimer. Il centro però si occupa anche di studiare, in soggetti sani, le basi neurofisiologiche delle più importanti funzioni cognitive umane. Infatti, una delle ipotesi scientifiche alla base del nostro processo scientifico è che la comprensione di un disturbo neurologico passa innanzitutto dalla mappatura dei processi neurofisiologici identificati nel soggetto sano.

L’unità può contare su una Risonanza Magnetica 3T con bobbine da 8 e 32 canali (GE; MR-750). Attraverso le convenzioni scientifiche con l’ospitante Università “Magna Graecia”, l’unità può anche lavorare su una moderna PET-MRI 3T (Siemens) e un’apparecchiatura per l’imaging funzionale: near infrared spectroscopy (fNIRS).

Le principali linee di ricerca sono:

a) Individuazione di nuovi biomarcatori della malattia di Parkinson e la caratterizzazione di fenotipi sub-clinici relativi ai disordini del movimento.

b) Sviluppo di metodi tecnologici avanzati relativi a diversi protocolli di Neuroimaging tra cui la Risonanza Magnetica (MRI) strutturale/funzionale e la Near Infrared Spectroscopy (NIRS).

c) Sviluppo di metodi diagnostici computerizzati basati sulle machine learning.

RADIOTERAPIA E EFFETTI BIOLOGICI DELLE RADIAZIONI

Il team della sede di Cefalù dell’IBFM-CNR si propone di studiare gli effetti biologici delle radiazioni ionizzanti utilizzate nella radioterapia convenzionale (elettroni, raggi X e raggi γ) e nella terapia con adroni (protoni e ioni carbonio), prodotte da apparecchiature convenzionali (LINAC e Ciclotroni) o da sistemi innovativi (acceleratori laser driven), utilizzati da soli o in combinazione con radiosensibilizzanti, con l’obiettivo principale di sviluppare trattamenti radioterapici innovativi per tumori solidi, superare i meccanismi di radioresistenza e andare verso la pianificazione di trattamenti personalizzati.

Questa ricerca radiobiologica è condotta con l’integrazione di competenze interdisciplinari, peculiari del team IBFM di Cefalù, composto da biologi, fisici medici, ingegneri informatici. Quindi, tre diversi contributi caratterizzano gli studi radiobiologici:

a) Un contributo in Biologia cellulare e molecolare, per descrivere la sopravvivenza cellulare, i percorsi biochimici e molecolari caratterizzanti la risposta alle radiazioni ionizzanti; le competenze in animal sciences per eseguire studi in vivo..

b) Contributo fisico-medico per gli aspetti dosimetrici e di simulazione del fascio, utili per la configurazione degli irraggiamenti, nonché per la modellizzazione dei risultati;

c) Contributo di ingegneria informatica per l’analisi con tecniche di Imaging, necessaria: 1) per monitorare l’efficacia dei trattamenti su piccoli animali utilizzando immagini microPET / CT, e 2) per l’analisi automatica di cloni cellulari su immagini al microscopio.