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Giovanna Farruggia

Ricercatrice confermata

Dipartimento di Farmacia e Biotecnologie

Settore scientifico disciplinare: BIOS-07/A Biochimica

Temi di ricerca

Parole chiave: spettroscopia di fluorescenza citofluorimetria magnesio sonde fluorescenti proliferazione cellulare

1) Studio di nuovi biosensori cellulari per diversi metalli, in particolare per il magnesio e per lo zinco: analisi delle caratteristiche spettroscopiche e delle applicazioni biologiche, volte allo studio dell'omeostasi cellulare e tissutale in vivo del magnesio in condizioni fisiologiche e patologiche. Questo studio prevede l'integrazione di tecniche come la fluorimetria, la citofluorimetria a flusso su cellule isolate e la Risonanza Magnetica "in vivo". Parallelamente si stanno studiando nuove sonde fluorescenti per il cadmio, da utilizzare in ambito tossicologico.

2) Studio delle applicazioni della microscopia a raggi X alla mappatura degli ioni intracellulari.

3) Studio del coinvolgimento del magnesio nella proliferazione cellulare, nell'apoptosi e nella resistenza multipla ai chemioterapici (MDR)

4) Valutazione degli effetti antiproliferativi e revertanti la MDR di potenziali farmaci antitumorali



 

La ricerca riguardante nuovi biosensori cellulari per cationi si è focalizzata principalmente sulle sonde per il magnesio e ha finora riguardato lo studio di una classe di molecole fluorescenti ottenute coniugando ad un diaza-18-crown-6, due 8-idrossichinoline (DCHQ) che possono presentare diversi sostituenti in posizione 5.

Grazie alla messa a punto di una nuova via di sintesi mediante microonde, si è sintetizzata una famiglia di sonde ed in  particolare due molecole hanno mostrato una alta affinità e specificità per il magnesio, e sono quelle che presentano in questa posizione rispettivamente un H (DCHQ1) e un fenile  (DCHQ5). Queste molecole legano il magnesio con una bassa interferenza col calcio, al contrario delle sonde commerciali, quali Mag-fura e Mag-fluo. La loro caratterizzazione è piuttosto avanzata: queste molecole si sono  dimostrate molto ben tollerate dalle cellule, in grado di consentire la determinazione del magnesio totale intracellulare e capace di monitorare rapidi transienti intracellulari di magnesio in risposta a stimoli mitocondriali. Questa classe di sensori sembra quindi mostrare i requisiti necessari per colmare la lacuna nelle conoscenze nell'omeostasi del magnesio, rappresentando uno strumento promettente per lo studio di questo ione in diverse condizioni pato-fisiologiche e un'alternativa all'assorbimento atomico per la valutazione del magnesio intracellulare totale, in particolare in presenza di campioni biologici di ridotta entità.

Il nostro gruppo di ricerca, composto, oltre alla scrivente, dal prof. Stefano Iotti, dalla dott. Concettina Cappadone e dal dott. Emil Malucelli, si sta quindi interessando del ruolo del magnesio sia nella progressione delle cellule nel ciclo cellulare che nell’istaurarsi dell’apoptosi, in particolare di quella mitocondrio mediata; infine, abbiamo iniziato anche uno studio del coinvolgimento di questo ione nella resistenza multipla ai chemioterapici (MDR). In questo ambito si stanno valutando in collaborazione con la Prof. Mayer dell’Università Statale di Milano e la Prof. Wolf dell’Università Cattolica di Roma e con il  Dott. Kolisek della Libera Universià di Berlino, il coinvolgimento dei canali per il magnesio sia della membrana plasmatica che di quella mitocondriale nelle fluttuazioni del magnesio in seguito a stimoli specifici.

Inoltre, in collaborazione con il  prof. S. Lagomarsino del CNR di Roma, stiamo valutando le applicazioni della microscopia a raggi X alla determinazione della localizzazione intracellulare, con elevata risoluzione spaziale, di diversi elementi che comprendono, oltre al magnesio e ad altri cationi come il sodio, anche carbonio e ossigeno.

Parallelamente, si stano valutando gli effetti antiproliferativi, proapototici e revertanti la MDR di una serie di molecole, sintetizzate dai gruppi di ricerca della Prof. Rambaldi e della Prof. Bisi del Dipartimento di Farmacia e Biotecnologie, in diverse linee cellulari tumorali sensibili e resistenti alla adriamicina.