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.
